一种光纤最小消耗路径规划方法与流程

本发明涉及光纤实施铺设路径设计技术领域，尤其涉及一种光纤最小消耗路径规划方法。

背景技术：

光纤能够承载很高的带宽，且光纤成本显著低于铜缆，是宽带网络发展的必然方向。近年来光纤通信的普及和通信方式的多样化和结构复杂化，光缆型号和纤芯数量发生了很大的变化，内部光线的分布和使用情况已经形成复杂的网格式分布，在光纤路径规划的时候光缆设施之间的可选择的路径方案非常多。

以往在光纤路径规划通常会采用人工查阅光缆资料、现场勘测光纤的使用情况和网络拓扑的方法进行规划，费时费力，且很容易错失最优路径，在实际工作中光纤的纤芯在完成熔接、跳接都会产生损耗，损耗值过高将影响光缆的传输速度。因此，需要一种能够快速高效的规划两节点之间路径的方法。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明提出一种光纤最小消耗路径规划方法，通过路径索引集合结合点位中的损耗值，可以快速合理计算出光纤消耗最小的光纤路径。

为实现以上目的，本发明所采用的技术方案包括：

一种光纤最小消耗路径规划方法，其特征在于，包括：

根据设定的光纤路径起始点与结束点分别获取起始点区域内所有有效设备点位的起始点设备点位距离集合与结束点区域内所有有效设备点位的结束点设备点位距离集合；所述有效设备点位为设备中纤芯数量大于1的设备点位；

获取设定的光纤路径起始点与结束点之间直线连接线的长度作为计算距离，并以所述计算距离为直径设定穿过所述起始点与结束点的圆形计算区域，获取所述计算区域内所有有效设备点位的区域设备点位距离集合；

将所述起始点设备点位距离集合、结束点设备点位距离集合与区域设备点位距离集合去重整合，获得有效设备点位距离集合；

获取对应所述有效设备点位距离集合中所有相连设备点位的熔接关系集合；

根据有效设备点位距离集合与熔接关系集合计算得到起始点至结束点之间最小损耗路径。

进一步地，所述起始点区域包括以设定起始点为圆心的选定半径圆形区域；所述结束点区域包括以设定结束点为圆心的选定半径圆形区域。

进一步地，所述选定半径为半径基数与检索次数和递增基数乘积之和；所述半径基数、检索次数和递增基数为根据需要任意设置的非负数值。

进一步地，所述根据有效设备点位距离集合与熔接关系集合计算得到起始点至结束点之间最小损耗路径进一步包括：

整合有效设备点位距离集合与熔接关系集合为损耗计算集合；

为所述损耗计算集合中的所有有效设备点位分配唯一索引序号；

根据所述损耗计算集合中的所有有效设备点位之间的有效连接关系和对应的索引序号建立链表集合；

从所述链表集合中穷举所有起始点至结束点可达路径形成可达路径集合；

计算可达路径集合中所有可达路径各自的总损耗，排序获得总损耗最小的可达路径即为所需最小损耗路径。

进一步地，所述建立链表集合包括：

以损耗计算集合中任意一个有效设备点位为原点，获取所有与该原点直接相连的有效点位，形成针对该原点的链表；

对损耗计算集合中所有有效设备点位依次设为原点重复获取各自对应链表，所得链表组合形成链表集合。

进一步地，所述总损耗包括光纤连接的本征损耗和非本征损耗。

进一步地，所述计算可达路径集合中所有可达路径各自的总损耗包括：

分别计算可达路径中各直接相连接的有效设备点位之间的连接损耗；所述连接损耗包括由连接长度计算得到的本征损耗与熔接关系和光纤纤芯数计算得到的非本征损耗的加和值；

加和各段连接损耗获得可达路径的总损耗。

进一步地，所述方法还包括：

排除计算所得最小损耗路径中所包括的有效设备点位形成新的损耗计算集合，并使用新的损耗计算集合重新计算次选最小损耗路径；

重复排除有效设备点位形成新的损耗计算集合步骤，计算出多条次选最小损耗路径，直至剩余有效设备点位不能满足起始点至结束点连接需求。

进一步地，所述方法还包括：

从最小损耗路径以及所有次选最小损耗路径中筛选得到所需的路径。

本发明的有益效果为：

采用本发明所述光纤最小消耗路径规划方法，通过设定合适的区域范围寻找有效设备点位可以省去人工现场核查或者翻阅文档等步骤，达到智能快速定位适合参与计算的设备点位的目的；使用链表形式表达设备点位之间关系，可以更方便的穷举所有可达路径，并通过优化的路径索引集合更快速计算得到不同路径的总损耗，减小计算损耗的压力。

附图说明

图1为本发明光纤最小消耗路径规划方法流程示意图。

图2为本发明实施例中有效设备点位关系示意图。

图3为本发明实施例中有效设备点位关系链表示意图。

图4为本发明一种优选实施例流程步骤示意图。

具体实施方式

为了更清楚的理解本发明的内容，将结合附图和实施例详细说明。

如图1所示为本发明光纤最小消耗路径规划方法流程示意图，包括以下步骤：

根据设定的光纤路径起始点与结束点分别获取起始点区域内所有有效设备点位的起始点设备点位距离集合与结束点区域内所有有效设备点位的结束点设备点位距离集合，优选的采用以起始点、结束点为圆心的选定半径圆形区域作为起始点区域、结束点区域，其中，所述选定半径为半径基数与检索次数和递增基数乘积之和，可以根据计算的精确度、计算量需要调整所述半径基数、检索次数和递增基数为任意合适的非负数值，例如可以取半径基数为500、检索次数为2、递增基数为10，则能够计算得到选定半径为520。所述有效设备点位为设备中纤芯数量大于1的设备点位。通过该步骤中可以有效筛选起始点与结束点周边可供连接的设备点位，避免人工筛查耗费人力、时间和产生疏漏。

获取设定的光纤路径起始点与结束点之间直线连接线的长度作为计算距离，并以所述计算距离为直径设定穿过所述起始点与结束点的圆形计算区域，获取所述计算区域内所有有效设备点位的区域设备点位距离集合。即以起始点和结束点为共同切点画圆圈定起始点与结束点之间需要参与计算的设备点位集合，通过应用该步骤可以有效筛选起始点与结束点之间较优的设备点位，尤其是可以去除与两点之间路径不同向的设备点位，减少计算量。

将所述起始点设备点位距离集合、结束点设备点位距离集合与区域设备点位距离集合去重整合，获得有效设备点位距离集合。通过整合上述集合，剔除相互重复设备点位，可以得到有利于后续计算使用的有效设备点位距离集合，该集合包括起始点与结束点之间任意路径可能经过的所有设备点位以及各设备点位之间的光纤连接关系，例如点位a至点位b之间的光纤连接长度(权重值、权重边值)。

获取对应所述有效设备点位距离集合中所有相连设备点位的熔接关系集合，例如点位a至点位b之间的光纤连接熔接关系。

根据有效设备点位距离集合与熔接关系集合计算得到起始点至结束点之间最小损耗路径。基本计算思路是通过在给定集合范围内穷举所有起始点至结束点的可达路径，并分别计算每条路径的本征损耗(由光纤连接长度决定)和非本征损耗(由光纤连接熔接关系决定)，即可获得损耗最小的优选路径。具体步骤可以优选的包括：整合有效设备点位距离集合与熔接关系集合为损耗计算集合，即将光纤连接距离与光纤连接熔接关系数据对应，使损耗计算可以同时参考获得本征损耗与非本征损耗。为所述损耗计算集合中的所有有效设备点位分配唯一索引序号，以方便后续对于不同设备点位、不同路径选择的表达。

根据所述损耗计算集合中的所有有效设备点位之间的有效连接关系和对应的索引序号建立链表集合，即将集合转化为实体数据数组(vexnode)，便于后续进行可达路径列举运算；优选的可以在建立链表集合过程中分别添加nodearry实体class与edgenode实体class，其中nodearry实体class的属性包括数组中的索引位置(intdataindex)、设备点位关系详情(edgenodecurrentnode，且edgenode为实体类)和调用情况(booleanisvisted)，edgenode实体class的属性包括当前设备点位索引(intadjvex)和下一点位索引(edgenodenextedge)。以损耗计算集合中任意一个有效设备点位为原点，获取所有与该原点直接相连的有效点位，形成针对该原点的链表；对损耗计算集合中所有有效设备点位依次设为原点重复获取各自对应链表，所得链表组合形成链表集合。以图2所示实施例为例，给出了从设备1至设备5的有效设备点位关系示意图，可以近似理解为设备1至设备5在实际中的连接关系如图2所示；当获取该连接数据后，可以通过本方法所述相关步骤将该连接关系转化为如图3所示链表集合，设定最左侧一列为原点分别列举该原点可达其他点位，并以next表述还有下一可连接点位，以null表述不存在更多可连接点位，例如对于以设备1为原点(图3中第一行)为例，其表面设备1点位可以连接设备2、设备3和设备4。

从所述链表集合中穷举所有起始点至结束点可达路径形成可达路径集合；优选的可以采用深度优先算法穷举所有可达路径，例如对于图2、图3所示的实施例，以设备1为起始点、设备5为结束点，可以计算得到可达路径包括以下三条：设备1—设备2—设备3—设备5，设备1—设备4—设备3—设备5，设备1—设备3—设备5。

计算可达路径集合中所有可达路径各自的总损耗，排序获得总损耗最小的可达路径即为所需最小损耗路径。应注意在计算总损耗的过程中需要包括光纤连接的本征损耗和非本征损耗，具体的计算方法为：分别计算可达路径中各直接相连接的有效设备点位之间的连接损耗；所述连接损耗包括由连接长度计算得到的本征损耗与熔接关系和光纤纤芯数计算得到的非本征损耗的加和值；加和各段连接损耗获得可达路径的总损耗。其中单位长度光纤的本征损耗以及特定熔接类型的损耗可以通过经验给定，即实际计算中的总损耗与光纤连接长度和光纤连接熔接关系直接相关。同时应注意在总损耗计算中的非本征损耗占有相当比例，不能忽略不计，因此最终计算所得最小消耗路径有可能并非最短路径。

在通过上述方法获得最小损耗路径的基础上，还可以进一步计算得到若干次选最小损耗路径，以提供多种不同方案参考(多路由规划)，同时也能避免因计算固有误差造成所得结果并非最优，具体可以采用如下步骤：排除计算所得最小损耗路径中所包括的有效设备点位形成新的损耗计算集合，并使用新的损耗计算集合重新计算次选最小损耗路径；重复排除有效设备点位形成新的损耗计算集合步骤，计算出多条次选最小损耗路径，直至剩余有效设备点位不能满足起始点至结束点连接需求。进而，可以根据需要以及各路径数据对比获得所需的路径。

如图4所示为本发明所述方法的一种具体应用优选实施例流程步骤示意图，其中给出了应用本发明方法进行光纤最小消耗路径计算的具体步骤，尤其是可以进一步优选的包括有若干判断步骤，以避免不适用于本发明方法的计算情况。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换等都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。