[发明专利]在通信网络中利用光学旁路链路

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年9月11日提交的美国临时专利申请序号No. 61/191,712的优先权，其内容被结合到本文中以供参考。

技术领域

本发明涉及通信网络，并且更特别地涉及在通信网络中利用光学旁路链路的方法和设备。

背景技术

数据通信网络可以包括被耦合在一起以在相互之间接收和转送数据的交换机和路由器。在本文中将这些设备称为“网络元件”。网络元件通常不是数据的消耗装置，而是用来接收和转送数据，使得数据可以通过网络。通过使得网络元件能够通过通信链路在相互之间传递诸如帧或分组的协议数据单元来通过网络传送数据。特定的协议数据单元可以被多个网络元件处理并随着其通过网络在其源与其目的地之间穿行而穿过多个通信链路。

长距离网络通常使用光学链路来在网络元件之间传送数据。当网络元件在光学链路上接收到光学信号时，网络元件可以将光学信号转换成电信号以进行处理，或者可以使用光分插复用器（OADM）来直接将光学信号从一个光学纤维切换至另一光学纤维。光学卡通常比将光学信号转换成电信号的卡价格低廉，并因此在可能时以光学方式来处理数据常常是优选的。OADM可以被静态地配置，或者可以是可重配置的（ROADM），使得可以远程地改变节点操作的方式。

初始通信网络设计可能未最佳地满足对光学资源的需求。因此，网络的特定链路或区域可能经历拥塞。同样地，随着时间的推移，拥塞可能随着业务模式改变而发展。为了缓解拥塞，常常创建快递链路（express link）以增加特定节点组之间的波长和因此的带宽。快递链路可以在网络上前进一跳，或者可以被建立为延伸通过网络上的多跳。在快递链路通过中间节点的情况下，中间节点将使用OADM来光学地转送业务并将该业务视为瞬时业务。通常手动地配置并供应（provision）快递链路，并且然后以光学方式用信号通知快递链路以促使网络上的节点添加用于该快递链路的波长。

图1示出示例性通信网络10。在本示例中，在节点E与F之间流动的业务将遵循顶部路径（E、G、H、I、F），而在节点A与F之间流动的业务将遵循底部路径（A、B、C、D、F）。如果添加快递链路12，如图2所示，则将通过网络路由系统来广告新的快递链路，使得所有节点将更新拓扑结构以反映新的链路。随着拓扑结构的改变，这将促使节点来重新计算通过网络的路径。例如，如图2所示，当在节点A～D之间添加快递链路时，这可以促使节点E和F之间的业务切换以遵循路径（E、A、D、F）。因此，当向网络添加快递链路以缓解拥塞时，其可以实际上促使附加业务被朝着已经历拥塞的网络区域重新路由。其一个原因是IP业务和MPLS业务将把快递链路视为路由表中的单跳，这可能使得快递链路上的路径更短，并因此优于通过网络的另一路径。这可能促使某些业务被转向至横穿新添加的快递链路。因此，不是帮助缓解拥塞，而是，快递链路的添加可以将附加业务吸引到网络的拥塞区域。

图3示出可以在诸如美国的较大地理区域上实现的示例性长距离网络。在图3中，将假设网络在盐湖城与圣路易斯之间具有高容量业务。为了缓解此拥塞，如图4所示，可以创建快递链路以直接在盐湖城与圣路易斯之间载送业务。一旦添加了此链路，则网络上的其它节点将认识到新的链路，这将改变其它业务模式。例如，新链路的包括能够促使其它链路上的业务急剧增加，诸如芝加哥与圣路易斯之间的链路，同时促使其它链路的利用大量地减少。事实上，已经发现添加链路可能影响网络的许多链路，甚至在地理上远离新快递链路的那些链路。

因此，虽然添加快递链路能够缓解拥塞，但其还促使网络上的所有业务模式改变，这导致新拥塞点的创建。拥塞点可以位于新链路附近，或者可以距离网络上的链路非常远。

因此，网络的最优化变成迭代过程，其中，随着添加新的链路，调整业务模式以显示新的热点，然后必须通过添加其它链路来缓解该热点。该过程可以重复多次。另外，可能的是结果得到的网络设计可能不是最佳网络设计，因为连续地添加每个链路。例如，当添加第一快递链路以缓解拥塞的一个区域并然后添加第二快递链路以缓解由第一快递链路的添加引起的新拥塞区域时，第二快递链路可能使第一链路成为多余的。换言之，可能不再要求第一快递链路，因为第二快递链路的添加可能促使业务远离第一快递链路的区域被重新路由，从而消除第一快递链路的效力。各种业务流和链路加载的这种相互依赖使得难以高效且有效地实现网络容量的增加。因此，提供一种更有效地利用快递链路以缓解网络中的拥塞的方式将是有利的。

发明内容