信息通信装置及信息通信方法

专利名称：信息通信装置及信息通信方法
技术领域：
本发明涉及光通信网络，特别地，涉及光通信网络中使用可变物理约束进行路由 的信息通信装置以及信息通信方法。
背景技术：
目前以话音业务为中心的传统电话网正在过渡到以数据业务为中心的电信网。这 一发展趋势要求未来的传送网必须能够有效地进行路由选择以及动态分配带宽，以确保传 送不同的业务，并在网络或链路故障时进行迅速地恢复。为了适应这种需求，作为传送网核心的光纤通信技术将从同步数字系列(SDH)过 渡到智能光网络，其拓扑结构也从点到点拓扑发展到网状拓扑。国际电信联盟电信标准组 (ITU-T)提出的自动交换光网络(ASON)已成为国内智能光网络中的主流技术。ASON的主 要特点是支持具有不同业务种类特性的客户网元，并能根据网络中业务分布模式动态变化 的需求，通过信令系统或管理平面自主建立或拆除光通道。ASON网络构架包括传送平面、控制平面和管理平面。其传送平面通常使用波分复 用(WDM)终端设备、光分插复用(OADM)设备和光交叉连接(OXC)设备。其中光交叉技术交 换速度快、粒度大、功耗低、串扰小、具有良好的电磁兼容性，它的使用使得网络具有极强的 重新配置及保护、恢复特性，可以进行波长级、波带级和光纤级灵活重组，特别是可以提供 端到端的波长业务，使运营商可以方便的出售带宽，降低运营成本。ASON网络的控制平面可以使用由国际互联网标准工作组(IETF)提出的通用多协 议标签交换(GMPLS)。GMPLS是传统的多协议标签交换(MPLS)向光网络扩展的产物，它在支 持分组交换、时分交换、波长交换和光纤交换的同时，还对原有的路由协议、信令协议作了 修改和扩展。当运营商需要建立或拆除光通道时，使用例如约束最短路径优先算法(CSPF) 的路由算法得到光通道的路径，并用GMPLS消息执行路径建立或拆除的信令过程。CSPF算法在最短路径优先算法(SPF)的基础上增加了约束条件，以保证计 算结果能满足一定的约束要求。传统的约束条件包括带宽、时延和抖动等。在US专 禾I」7, 324, 453(2008 ￥ 1 月)"Constraint-based shortestpath first method for dynamically switched optical transportnetworks，，中对 CSPF 算法作了 介绍。考虑 到传送平面向全光网发展的趋势，光信道的物理特性也成为CSPF算法需要考虑的约束 条件° 在 0FC2008 会议文献"Optical Path Computation Element interworking with NetworkManagement System for Transparent Mesh Networks，，中使用了例如光信噪比 (OSNR)和偏振模弥散(PMD)的光信道的物理损伤作为CSPF算法中的约束。另外波长连续 性也可以作为CSPF算法中的约束。图1说明了现有技术的基于光交叉连接(OXC)的光网络结构框图。图中的光网络 由6个标签交换路由器(LSR) 10构成，标签交换路由器10之间由通过光纤链路20连接成环 形拓扑。每个标签交换路由器10包括在IP层进行IP包路由和实现光网络控制层功能的 路由器101，以及具有光均衡器(OE) 1021的在物理层进行光交换的光交叉连接(OXC) 102。其中的光均衡器1021用于补偿光信号经过光纤链路20所受到的信号损伤，其参数值是固 定不可调的。光均衡器1021可以是采用色散补偿光纤的固定色散补偿器，或固定增益的光 放大器。例如，对于常见的80km跨距的G. 652光纤链路，作为光均衡器1021的色散补偿器 的理想色散量为-1360pS/nm。然而由于补偿器制造精度、链路实际敷设距离出入，以及环境 温度变化带来的链路色散变化等原因，实际网络中总是存在着一定的残余色散，并且是随 着时间缓慢变化的。随着网络发展和传输速率的提高，这样的残余色散对系统性能造成的 影响会越来越严重。又例如，对于常见的80km跨距的G. 652光纤链路，作为光均衡器1021 的掺珥光纤放大器(EDFA)理想增益为24dB。然而由于链路实际损耗出入、发射机温度变化 引起的发射功率变化，以及信道数目增减带来的增益变化等原因，实际网络中总是存在一 定的传输功率变化，并对系统性能造成影响。

发明内容
因此，从更长远的技术发展来看，未来的光网络中会采用动态的光均衡器(OE)来 改善信道物理损伤，例如采用光纤光栅的可调色散补偿器件对残余色散进行精确补偿，或 者利用半导体光放大器的波长变换器进行波长变换以满足路径波长连续性要求。然而在目 前的CSPF算法中，所有作为算法中约束的链路和光均衡器的参数值均为固定值，不能表现 以上动态光均衡器的调谐范围，因此无法在选择路径时利用动态光均衡器对信道物理损伤 的改善。本发明的目的在于解决上述技术课题，提供一种在路径选择时能够利用动态光均 衡器对信道的物理损伤进行改善的信息通信装置。为解决上述技术课题，本发明提出一种 使用可控物理约束进行路由的信息通信装置，对光网络进行控制，该光网络是通过将多个 光交叉连接设备以光纤连接而构成的光网络，该信息通信装置的特征在于通过控制上述 光交叉连接设备中具有的、对输入光进行变换输出的波形变换部，从而能够由具有上述波 形变换部的光交叉连接设备利用下游的光路径。所述信息通信装置具有拓扑图存储单元，存储表示网络拓扑信息的拓扑图；数 据存储单元，对于能够由所述光交叉连接设备中具有的、对输入光进行变换输出的波形变 换部调整的多个参数，存储当前时刻的各参数值和该参数能够调整的范围；路径计算单元， 计算下游的光路径在当前时刻能否由所述光交叉连接设备利用；以及控制单元，通过调整 所述多个参数中指定的参数，从而使所述光路径能够利用。所述数据存储单元存储的多个参数分别包括节点、输入端口、输出端口、光均衡器 类型、链路参数以及节点能否使用的状况。所述链路参数包括最小值、最大值、间隔以及当前值。所述路径计算单元使用所述拓扑图存储单元中存储的所述拓扑图和所述数据存 储单元中存储的所述参数来求取路径。所述控制单元控制所述路径计算单元，以便于所述路径计算单元使用所述数据存 储单元中存储的更新后的参数值来计算路径。所述控制单元在所述路径计算单元计算出的路径不能被利用的情况下，更新所述 数据存储单元中存储的当前时刻的参数值。在所述路径计算单元使用了所述参数的所有可能取值后仍未得到需要的路径的情况下，所述控制单元判断为没有找到路径。所述路径计算单元是多个所述信息通信装置公用的路径计算服务器。所述信息通信装置是路由器。此外，本发明还提供一种信息通信装置的通信方法，该信息通信装置对光网络进 行控制，该光网络是通过将多个光交叉连接设备以光纤连接而构成的光网络，该通信方法 的特征在于，当所述信息通信装置中具有的控制单元判断出所述信息通信装置中具有的路 径计算单元计算出的路径不能被利用时，控制所述信息通信装置中具有的数据存储单元更 新该数据存储单元中存储的参数的当前时刻的参数值，并控制所述路径计算单元使用更新 后的上述参数值重新计算路径。所述路径计算单元是多个所述信息通信装置公用的路径计算服务器。采用上述结构的本发明的信息通信装置以及信息通信方法能够有效地进行路由 选择以及动态分配带宽，以确保传送不同的业务，并在网络或链路故障时进行迅速地恢复。


图1是现有技术的基于光交叉连接(OXC)的光网络结构框图；图2是根据实施例1的标签交换路由器(LSR)结构框图；图3是根据实施例1的具有光均衡器(OE)的光交叉连接结构框图；图4是根据实施例1的路径计算流程图；图5是根据实施例1的表示网络拓扑的矩阵；图6是根据实施例1的光均衡器参数表；图7是根据实施例1的通过标签分发协议(LDP)信令控制光均衡器参数的时序 图；图8是根据实施例1的光交叉连接参数设置和光交叉连接参数更新消息结构；图9是根据实施例2的基于光交叉连接(OXC)的光网络结构框图；图10是根据实施例2的通过标签分发协议(LDP)信令控制光均衡器参数的时序 图。
具体实施例方式图1-8说明了实施例1的系统和设备结构、算法流程、消息时序以及数据结构。 实施例1采用的是分布式控制平面，其路径计算由负载流的入口边缘路由器(ingress provider edge router)完成，不同的负载流对应于不同的入口边缘路由器。而网络中的每 一个边缘路由器都具有这样的控制平面和路径计算功能，都可以成为入口边缘路由器。本发明的实施例1的基于光交叉连接(OXC)的光网络结构也参照图1所示。图 中的光网络6个标签交换路由器(LSR) 10构成，标签交换路由器10之间由通过光纤链路 20连接成环形拓扑。每个标签交换路由器10包括在IP层进行IP包路由和实现光网络控 制层功能的路由器101，以及具有光均衡器(OE) 1021的在物理层进行光交换的光交叉连接 (OXC) 1020但是，与现有技术不同的是，其中的光均衡器1021是动态可调谐的，用于补偿光 信号经过光纤链路20所受到的信号损伤。光均衡器1021可以是采用光纤光栅的可调色散 补偿器件、利用半导体光放大器的波长变换器、以及利用高非线性光子晶体光纤的全光再生器等等。网络中的数据在物理层为光信号，通过光交叉连接102主要以光信号的形式进 行大粒度(例如波长)交换。部分需要小粒度(例如虚电路)交换的数据在光交叉连接 102中经过光电转换后以电信号的形式进行交换，其中需要进一步处理的数据通过路由器 101和光交叉连接102之间的电路向上传输到路由器101进行路由、排队、整形等IP层处 理。标签交换路由器10的控制平面功能在路由器101中实现，因此光交叉连接102的行为 由路由器101控制。图2是根据实施例1的标签交换路由器(LSR)结构框图。标签交换路由器包括在 IP层进行IP包路由和实现光网络控制层功能的路由器101，以及在物理层进行光交换的光 交叉连接102。路由器101和光交叉连接102通过数据通道103和OXC控制信号通道104 相连接。其中光交叉连接102的详细结构将在图3中示出。路由器101进一步包括存储网络拓扑信息的拓扑图存储器1011、根据网络拓扑和 OE参数进行路径计算来获得标签交换路径的路径计算单元1012、获取和维护网络拓扑信 息的开放最短路径优先(OSPF)协议模块1013、执行标签交换路径建立或拆除等信令过程 的标签分发协议(LDP)协议模块1014、存储各光交叉连接中OE的状态信息的OE参数表储 器1015、进行数据包封装、解析和IP路由的TCP/IP协议模块1016，以及根据路径计算结果 产生OXC控制信号104的OXC控制模块1017。当路由器101启动后，0SPF1013和LDP 1014 分别和邻居路由器的相应模块建立对话，它们之间的数据在经过TCP/IP 1016封装和路由 后发送到光交叉连接102进行传送，并在到达邻居路由器时从光交叉连接上传到邻居路由 器的相应模块。OSPF 1013通过邻居发现功能和广播拓扑功能来建立和维护拓扑图存储器 1011中的拓扑图，使得每个路由器101都维持一张全域一致的拓扑图。LDP 1014使用OE 参数广播功能来建立和维护OE参数表储器1015中的OE参数表，同样地，使得每个路由器 101都维持一张全域一致的OE参数表。当网络拓扑或OE参数发生变化时，这个变化传播到 域中所有路由器上的时间被称为收敛时间。在完成拓扑图存储器1011和OE参数表储器1015初始化过程之后，路径计算单元 1012可以根据到达的负载流产生的路径建立需求来计算路径，并在计算过程中使用拓扑图 存储器1011中的拓扑图和OE参数表存储器1015中的OE参数表(参见图4中的流程图)。 路径计算单元1012的计算结果是包括构成路径的每一跳标签交换路由器的集合的路径信 息，另外可能还有包括需要调谐的光均衡器及其目标调谐值的集合的光均衡器调谐信息。 路径计算单元1012把路径信息直接发送给LDP 1014，由LDP 1014发送标签请求消息(参 见图8的消息格式)进行路径建立信令过程(参见图7中的时序图)。同时，路径计算单元 1012把光均衡器调谐信息更新到OE参数表储器1015中，如果需要调谐的光均衡器是本节 点光交叉连接中的光均衡器，则通过OXC控制1017控制光交叉连接102进行调谐，如果需 要调谐的光均衡器是其它节点光交叉连接中的光均衡器，则通过LDP 1014发送OXC参数设 置消息(参见图8的消息格式)告知该节点(参见图7中的时序图)。如果LDP 1014收到 来自其它节点的OXC参数设置消息，则根据消息更新本节点中的OE参数表储器1015中的 OE参数表，并根据收到的消息通过OXC控制模块1017控制光交叉连接102进行调谐。此 外，LDP 1014负责将OE参数表储器1015中的OE参数表的变化通过OXC参数更新消息向 邻居节点广播，以维持全域一致。图3是根据实施例1的具有光均衡器(OE)的光交叉连接结构框图。光交叉连接102具有分层结构，根据交换粒度大小依次包括光纤级、波带级、波长级和电路级交换部分。 连接到光交叉连接102 —组光纤链路首先在光纤交叉连接(FXC) 1022进行光纤级的交换， 同时由OEl 1023对光纤中所有光信号同时进行均衡处理。需要更小交换粒度的数据信号 被交换到和波带交叉连接(BXC) 1024相连接的复用/解复用器1025和1026上，并在波带 交叉连接1024中进行波带级的交换，同时由0E2 1027对一个波带中所有光信号同时进行 均衡处理。需要更小交换粒度的数据信号被交换到和波长交叉连接(WXC) 1028相连接的复 用/解复用器1029和1030上，并在波长交叉连接1028中进行波长级的交换，同时由0E3 1031对一个波长中所有光信号进行均衡处理。最后，需要更小交换粒度或需要IP层处理 的数据信号被交换到和电交叉连接(EXC) 1032上，并在电交叉连接1032中转换成电信号后 进行电路级交换，其中需要IP层处理的数据信号通过上/下路器(A/D) 1033发送到路由器 101。反之，从IP层来的数据信号通过上/下路器1033进入到数据传送通道，依次经过电 交叉连接1032、波长交叉连接1028、波带交叉连接1024和光纤交叉连接1022，发送到出口 光纤上。图3中的光均衡器OEl 1023、0E2 1027需要同时处理多个波长，因此可以是多信 道可调色散补偿器件或者光纤放大器，而0E3 1031是单波长器件，可以是单信道可调色散 补偿器件、波长变换器、以及全光再生器。光均衡器OEl 1023、0E2 1027和0E3 1031都具 有各自的调谐范围和精度，在可控的调谐范围内，受到来自路由器101的OXC控制模块1017 的OXC控制信号104控制。需要注意的是，图3所示的是一个包含完整交换层次的光交叉 连接，在实际应用中，光交叉连接常常根据不同的需求只包括部分交换层次，例如只包含波 长级和电路级交换(模块1029-1033)。另外，光信号在光纤链路和光交叉连接中可以是单 向通信也可以是双向通信的。图4是根据实施例1的路径计算流程图。在完成拓扑图存储器1011和OE参数表 储器1015初始化过程之后，路径计算单元1012可以根据到达的负载流产生的路径建立需 求来计算路径。首先程序在步骤401中获得由OSPF 1013建立的拓扑图存储器1011中的 拓扑图的拷贝，根据当前拓扑图计算最短路径来得到路径1 (步骤402)，其中计算用的算法 可以是Dijkstra算法。然后程序判定步骤402计算结果的路径1是否为空(步骤403)， 如果判定结果为是，表明无法建立所需路径，则程序将找到路径的标识设为假(步骤404) 后退出程序(步骤415)。反之如果判定结果为否，则程序进入步骤405，对拓扑图的拷贝 M^ffMM ( #JAL G. Liu and K. G. Ramakrishnan, “A^Prune :An Algorithm for Finding K Shortest PathsSubject to Multiple Constraints, "INF0C0M 2001.)，也就是根据约束条 件将拓扑中不符合约束的路径剪去，然后对修剪后的拓扑图用Dijkstra算法重新计算最 短路径，得到路径2 (步骤406)。然后程序判定步骤406计算结果的路径2是否为空(步骤 407)，如果判定结果为否，表明已经找到所需路径并且不需要对任何光均衡器进行调谐，则 程序将找到路径的标识设为真(步骤408)后退出程序(步骤415)。反之如果步骤407的判定结果为是，表明某些满足拓扑要求的路径(路径1)不满 足约束要求，在步骤405中被修剪掉。接下来需要考虑调谐光均衡器来试图使这些被修剪 掉的路径变得能够满足约束条件，所以程序进入步骤409，根据约束选择网络中合适的光均 衡器类型，例如，如果约束是最大残余色散，则选择可调色散补偿器件，如果约束是波长连 续性，则选择波长变换器，如果约束是光信噪比，则选择全光再生器。一般地，在一次计算中只考虑一种主要的约束条件。如果有多个约束条件，则需要对每一个约束进行一次本算法 并取所有结果的交集。选择了光均衡器类型后，程序读取OE参数表储器1015中的OE参数 表(步骤410)，并检查在步骤402中得到的路径1所包括的所有节点上是否有可用的光均 衡器(步骤411，参见图6中的OE参数表)。如果检查结果为否，表明路径1所包括的所有 节点上的所有光均衡器都不可用，则无法使路径1满足约束，因此程序将找到路径的标识 设为假(步骤404)后退出程序(步骤415)。反之如果步骤411的检查结果为是，表明有可能调节路径1所包括的某个或某些 节点上的光均衡器来使路径1满足约束，因此程序进入步骤412，根据每个光均衡器的调谐 步长逐步进行增减/减小，也就是改变路径1上的物理损伤值，例如残余色散或光信噪比， 并重新计算路径1的约束。然后程序判定在对光均衡器进行调谐后的路径1是否满足约束 (步骤413)，如果判定结果为是，表明对光均衡器进行调谐后的路径1可以满足约束，则程 序将找到路径的标识设为真(步骤408)后退出程序(步骤415)。反之如果判定结果为否， 表明路径1仍然不满足约束，则程序判定是否已经尝试过路径1上所有可用光均衡器的所 有可能参数取值(步骤414)，如果判定结果为否，返回步骤412继续对光均衡器参数取值进 行增减/减小，直到找到令路径1满足约束的光均衡器参数取值(步骤413判定为是)，或 者直到步骤414的判定结果为是，表明不可能通过调谐光均衡器使路径1满足约束。通过步骤412-414构成的循环可以逐步扫描路径1上所有可用光均衡器的所有可 能参数取值，从而找到有可能使路径1满足约束的光均衡器参数取值，以及在该参数取值 下变得满足约束的路径1。路径计算单元1012把前者作为光均衡器目标调谐值的集合的 光均衡器调谐信息，并把后者作为包括构成路径的每一跳标签交换路由器的集合的路径信 息输出到LDP1014和OE参数表储器1015。如果程序在步骤412之前退出，或者在步骤414 判定结果为是的情况下退出，则输出的光均衡器调谐信息为空，表明没有需要调谐的光均 衡器。如果程序在找到路径的标识设为假时退出，或者在步骤414判定结果为是的情况下 退出，输出的路径信息为空，表明没有满足要求的路径。以图1中的网络为例，假设LSRl需要发起建立一条依次经过LSR2和LSR3后到 达LSR4的路径。从图中的环形拓扑得到的拓扑图矩阵中的有效链路(权重小于无穷大) 为V12、V23、V34、V45、V56、V61，假设这6条链路的权重均为1，限制为链路残余色散，取值依次为 100 ps/nm、200 ps/nm、100ps/nm、150 ps/nm、250 ps/nm、200ps/nm。则根据最短路径优先 (SPF)算法，从LSRl到LSR4的可能的路径有两条，分别为路径1 {LSR1-LSR2-LSR3-LSR4}和 路径2 {LSR1-LSR6-LSR5-LSR4}，它们的限制分别为所包括的链路限制之和，其中路径1的 限制值为400 ps/nm，而路径2的限制值为600 ps/nm。如果网络设置的路径限制为路径链 路残余色散的绝对值必须小于800 ps/nm,则两条路径都满足限制，CSPF算法将从路径1和 路径2中随机选择一条作为计算结果输出。如果网络设置的路径限制进一步严格，变为路 径链路残余色散的绝对值必须小于500 ps/nm，则只有路径1满足限制，CSPF算法把路径1 作为计算结果输出。如果网络设置的路径限制更进一步严格，变为为路径链路残余色散的 绝对值必须小于300pS/nm，则路径1和路径2均不满足限制，由于传统网络中的链路残余色 散为固定值，不能进行调节，所以传统的CSPF算法输出空路径，也就是没有可达路径，于是 该呼叫被阻塞。而这种情况下在本发明中的路径计算单元1012将查询OE参数表(参见图 6中的OE参数表)，发现在节点3中有可用的色散补偿器类型的光均衡器，其色散调谐范围为-800pS/nm到-400pS/nm，调谐步长为5 ps/nm,当前参数取值为-400pS/nm。经过程序中 步骤412-414构成的循环的计算，发现当该光均衡器的取值为-400ps/nm时路径1的限制 取值为0，可以满足网络的路径限制。于是算法将路径1作为路径信息输出，并将节点3的 光均衡器取值为-400pS/nm作为光均衡器调谐信息输出。采用上述算法，可以使网络能够利用动态光均衡器的特性对信道物理损伤进行改 善，从而使得原本无法满足对物理损伤的约束的路径可以在经过光均衡器之后变得能够满 足约束，增加网络的路由灵活性，降低建立路径的阻塞率，并提高网络利用率。图5是根据实施例1的表示网络拓扑的矩阵。矩阵的每一个元素为一个数组，表 示在两个节点之间的链路。例如Vi，j表示节点i和节点j之间的链路，其中Vi，j的第一 个元素表示该链路的权重，当节点i和节点j之间没有直接相连的链路时，该权重值为无穷 大。Vi，j的第二个元素到最后一个元素表示该链路的一个或多个限制的取值。例如当网 络考虑链路延时和残余色散时，Vi，j的第二个元素和第三个元素可以依次是本段链路的延 时和残余色散的取值。计算某条路径上的约束的方法是将这条路径包括的链路对应的所有 矩阵元素中和该约束对应的限制取值相加。图6是根据实施例1的光均衡器参数表。表格的列从左到右依次表示光均衡器所 在的节点、光交叉连接中连接到光均衡器的输入端口、输出端口、光均衡器的类型、光均衡 器的链路参数，以及光均衡器是否可用的标识。其中光均衡器的类型可以包括色散补偿器 (DC)、波长转换器(WC)和再生器(RGN)，光均衡器的链路参数进一步包括光均衡器参数取 值范围的最小值、最大值、调谐步长(间隔)，以及当前参数取值。例如第一行表示在节点3 中有可用的色散补偿器类型的光均衡器，其输入端口为光交叉连接的端口 10，输出端口为 光交叉连接的端口 20，其色散调谐范围为-SOOps/nm到-400pS/nm，调谐步长为5 ps/nm,当 前参数取值为-400pS/nm。第二行表示在节点2中有已经被占用的色散补偿器类型的光均 衡器，其输入端口为光交叉连接的端口 10，输出端口为光交叉连接的端口 20，其色散调谐 范围为-600pS/nm到-200pS/nm，调谐步长为5 ps/nm,当前参数取值为-350pS/nm。第三 行表示在节点2中有可用的波长转换器类型的光均衡器，其输入端口为光交叉连接的端口 11，输出端口为光交叉连接的端口 21，其输出波长调谐范围为1529. 94nm到1569. 18nm，调 谐步长为0. 82nm,当前参数取值为1529. 94nm。第四行表示在节点3中有可用的再生器类 型的光均衡器，其输入端口为光交叉连接的端口 10，输出端口为光交叉连接的端口 20，其 输出光信噪比调谐范围为10到20，调谐步长为0. 1，当前参数取值为10。图7是根据实施例1的通过标签分发协议(LDP)信令控制光均衡器参数的时序 图。图中假设LSRl需要发起建立一条依次经过LSR2和LSR3后到达LSR4的路径，并且需 要调节LSR3中的光均衡器参数取值。在系统初始化时，LSR1-4之间互相发送hello消息 701-703，使LSR1-4同时通过发现邻居(步骤704)来建立网络拓扑。初始化完成后，LSRl在 例如连接到客户子网的端口上收到来自客户子网的新数据流(步骤705)，从而进行图4中 流程图描述的路径计算(步骤706)，得到的结果中的光均衡器调谐信息表明需要调节LSR3 中的光均衡器参数取值，而路径信息表明可用的路径为从LSRl开始依次经过LSR2和LSR3 后到达LSR4。因此LSRl首先以IP包的形式向LSR3发送OXC参数设置消息707。当LSR3 收到OXC参数设置消息后，根据消息中包括的光均衡器目标调谐值设置本节点的光均衡器 参数取值(步骤708)并更新本节点的OE参数表(步骤709)。然后LSR3通过广播OXC参数更新消息7 10通知其它节点自己调节了光均衡器并且该光均衡器已被占用。则LSR1、 LSR2和LSR4在收到消息后更新本节点的OE参数表(步骤711)。然后LSRl以IP包的形式沿着路径信息包括的节点向LSR4发送标签请求消息 712。LSR2、LSR3和LSR4在收到标签请求消息720后分别设置各自的OXC的连接(步骤 713-715)。LSR4收到标签请求消息720后为该路径分配一个标签并在标签映射消息716中 向它的上一跳LSR3发送这个标签，LSR3、LSR2在分别收到来自其下一跳的标签映射消息后 也向各自的上一跳分配标签并发送标签映射消息717、718。最后LSRl收到LSR2分配的标 签后完成路径的建立，LSRl开始把收到的数据流7 19打上该标签后向建立起来的路径转 发。注意每个节点给上一跳分配的标签都可以不同，并且这些标签是本地有效的，也就是说 在标签映射消息716、717和718中的标签取值是可以重复使用的。图8是根据实施例1的光交叉连接参数设置和光交叉连接参数更新消息结构。消 息包括2字节的版本号、2字节的数据协议单元(PDU)长度、6字节的LDP IDU比特的未知 信息位、7比特的消息类型、1字节的消息长度、4字节的消息ID，以及4字节的消息参数。 其中消息类型用于区分不同的消息，例如0x0001、0x0100、0x0200、0x0201、0x0300、0x0301、 0x0400、0x0401、0x0404、0x0402、0x0403、0x0501、0x0502 分别代表错误通告、邻居的发现与 维护、会话参数的协商、会话的维护、地址绑定、地址去绑定、标签映射、标签请求、收回标签 请求、标签撤销、标签释放、OXC参数设置、OXC参数更新。其中OXC参数设置或OXC参数更 新消息可以在消息参数中填入需要更新的或已经更新的光均衡器参数取值以及光均衡器 相应的节点号和端口号。图9-10说明了实施例2的系统结构和消息时序。因为本实施例具有和实施例1 相同的设备结构、算法流程、以及数据结构，这里不再赘述。实施例2采用的是集中式控制 平面，其路径计算由路径计算单元(PCE)服务器完成，路径计算单元服务器把计算结果通 知相应的入口边缘路由器，再由路径上的各跳路由器进行路径建立/拆除的信令过程。图9是根据实施例2的基于光交叉连接(OXC)的光网络结构框图。图中的光网络 6个标签交换路由器(LSR) 10以及一个路径计算单元服务器30构成，标签交换路由器10 之间由通过光纤链路20连接成环形拓扑，另外标签交换路由器10和路径计算单元服务器 30之间通过链路40相连接，其中链路40可以是物理链路也可以是光纤链路20中的虚连 接。每个标签交换路由器10包括在IP层进行IP包路由和实现光网络控制层功能的路由器 101，以及具有光均衡器(OE) 1021的在物理层进行光交换的光交叉连接(0X0102。其中的 光均衡器1021是动态可调谐的，用于补偿光信号经过光纤链路20所受到的信号损伤。光 均衡器1021可以是可调色散补偿器件、波长变换器、以及全光再生器等等。标签交换路由 器10的部分控制平面功能在路由器101中实现，而其路径计算功能在路径计算单元服务器 30中实现，因此光交叉连接102的行为由路由器101和路径计算单元服务器30共同控制， 也就是，路由器101根据路径计算单元服务器30的路径计算结果来控制光交叉连接102。图10是根据实施例2的通过标签分发协议(LDP)信令控制光均衡器参数的时序 图。图中假设LSRl需要发起建立一条依次经过LSR2和LSR3后到达LSR4的路径，并且 需要调节LSR3中的光均衡器参数取值。在系统初始化时，LSR1-4向路径计算单元服务器 发送hello消息901-904，使路径计算单元服务器获取信息来建立网络拓扑(步骤905)。 初始化完成后，LSRl在例如连接到客户子网的端口上收到来自客户子网的新数据流(步骤906)，从而向路径计算单元服务器发送路径计算请求消息907(参考RFC 4655 =APath Computation Element(PCE) -Based Architecture)，使路径计算单元服务器执行路径计算 (步骤908)，得到的结果中的光均衡器调谐信息表明需要调节LSR3中的光均衡器参数取 值，而路径信息表明可用的路径为从LSRl开始依次经过LSR2和LSR3后到达LSR4。因此 路径计算单元服务器首先以IP包的形式向LSR3发送OXC参数设置消息909。当LSR3收 到OXC参数设置消息后，根据消息中包括的光均衡器目标调谐值设置本节点的光均衡器参 数取值(步骤910)并向路径计算单元服务器发送OXC参数更新消息911通知路径计算单 元服务器自己调节了光均衡器并且该光均衡器已被占用。路径计算单元服务器收到参数更 新消息911后更新OE参数表(步骤912)。 然后路径计算单元服务器向LSRl发送路径计算答复消息913通知LSRl可用的路 径信息以及可以开始路径建立的信令过程。LSRl以IP包的形式沿着路径信息包括的节点 向LSR4发送标签请求消息914。LSR2、LSR3和LSR4在收到标签请求消息914后分别设置 各自的OXC的连接(步骤915-917)。LSR4收到标签请求消息914后为该路径分配一个标签 并在标签映射消息918中向它的上一跳LSR3发送这个标签，LSR3、LSR2在分别收到来自其 下一跳的标签映射消息后也向各自的上一跳分配标签并发送标签映射消息919、920。最后 LSRl收到LSR2分配的标签后完成路径的建立，LSRl开始把收到的数据流921打上该标签 后向建立起来的路径转发。注意每个节点给上一跳分配的标签都可以不同，并且这些标签 是本地有效的，也就是说在标签映射消息918、919、920中的标签取值是可以重复使用的。
权利要求
1.一种信息通信装置，对光网络进行控制，该光网络是通过将多个光交叉连接设备以 光纤连接而构成的光网络，该信息通信装置的特征在于通过控制所述光交叉连接设备中具有的、对输入光进行变换输出的波形变换部，从而 能够由具有所述波形变换部的光交叉连接设备利用下游的光路径。
2.根据权利要求1所述的信息通信装置，其特征在于，具有拓扑图存储单元，存储表示网络拓扑信息的拓扑图；数据存储单元，对于能够由所述光交叉连接设备中具有的、对输入光进行变换输出的 波形变换部调整的多个参数，存储当前时刻的各参数值和该参数能够调整的范围；路径计算单元，计算下游的光路径在当前时刻能否由所述光交叉连接设备利用；以及控制单元，通过调整所述多个参数中指定的参数，从而使所述光路径能够利用。
3.根据权利要求2所述的信息通信装置，其特征在于，所述数据存储单元存储的多个参数分别包括节点、输入端口、输出端口、光均衡器类 型、链路参数以及节点能否使用的状况。
4.根据权利要求3所述的信息通信装置，其特征在于，所述链路参数包括最小值、最大值、间隔以及当前值。
5.根据权利要求2所述的信息通信装置，其特征在于，所述路径计算单元使用所述拓扑图存储单元中存储的所述拓扑图和所述数据存储单 元中存储的所述参数来求取路径。
6.根据权利要求2所述的信息通信装置，其特征在于，所述控制单元控制所述路径计算单元，以便于所述路径计算单元使用所述数据存储单 元中存储的更新后的参数值来计算路径。
7.根据权利要求6所述的信息通信装置，其特征在于，所述控制单元在所述路径计算单元计算出的路径不能被利用的情况下，更新所述数据 存储单元中存储的当前时刻的参数值。
8.根据权利要求6所述的信息通信装置，其特征在于，在所述路径计算单元使用了所述参数的所有可能取值后仍未得到需要的路径的情况 下，所述控制单元判断为没有找到路径。
9.根据权利要求1-8所述的信息通信装置，其特征在于，所述路径计算单元是多个所述信息通信装置公用的路径计算服务器。
10.根据权利要求1-8中任意一项所述的信息通信装置，其特征在于，所述信息通信装置是路由器。
11.一种信息通信装置的通信方法，该信息通信装置对光网络进行控制，该光网络是通 过将多个光交叉连接设备以光纤连接而构成的光网络，该通信方法的特征在于，当所述信息通信装置中具有的控制单元判断出所述信息通信装置中具有的路径计算 单元计算出的路径不能被利用时，控制所述信息通信装置中具有的数据存储单元更新该数 据存储单元中存储的参数的当前时刻的参数值，并控制所述路径计算单元使用更新后的上 述参数值重新计算路径，从而找到能够利用的光路径。
12.根据权利要求11所述的通信方法，其特征在于，所述路径计算单元是多个所述信息通信装置公用的路径计算服务器。
全文摘要
本发明提出一种信息通信装置，使用可控物理约束进行路由，该信息通信装置对光网络进行控制，该光网络是通过将多个光交叉连接设备以光纤连接而构成的光网络，该信息通信装置的特征在于通过控制上述光交叉连接设备中具有的、对输入光进行变换输出的波形变换部，从而能够由具有上述波形变换部的光交叉连接设备利用下游的光路径。
文档编号H04Q11/00GK101998187SQ20091016679
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月18日 优先权日2009年8月18日
发明者吉内英也, 石颖 申请人:株式会社日立制作所