[发明专利]光网络的光层多路径保护方法及系统模块

说明书

优先权声明

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2012年4月9日提交的美国临时专利申请61/621888的优先权，该申请通过引用结合于本文中。

技术领域

本发明一般涉及光连网，并且更具体地说，涉及在光网络中的光层多路径保护。

背景技术

光交换设备的发展及密集波分复用(DWDM)的使用已导致许多服务提供商将基于 SONET(同步光网络)和SDH(同步数字分层结构)协议的光环形网络替换为光网状网络。光网络的大带宽容量使它们对于高速数据应用是理想的，并且DWDM的使用允许将许多信道聚合到单个光纤上。因此，网络内的单个故障能够导致大量的数据丢失，并且可影响许多用户。由于运营商通常在服务级别协议中提供保证的服务质量(QoS)要求，因此，光网络的弹性正变得对网络运营商越来越重要。

光网络中的弹性能够通过在用于主要业务的资源之外，还添加携带备用业务的保护资源而实现。此类保护方案可通常分类为单路径保护方案和多路径保护方案。

在单路径保护方案中，主要业务通过从源节点到目的地节点的单路径路由，并且备用业务通过不同路径路由。备用路径不应与主要路径共享任何链路。为了通常称为1+1保护的完整保护，为备用业务分配的资源量应等于为主要业务分配的资源。因此，提供1+1保护的单路径保护导致100％的资源过度建设。

多路径保护方案提供了单路径保护方案的有吸引力的备选。在多路径保护方案中，主要业务通过从源节点到目的地节点的多个路径路由，并且单备用路径能够为多个主要路径提供保护。例如，如果主要业务在两个链路不相交路径之间平等分离，则防止单故障的 100％保护能够由能处理50％的主要业务的单备用路径提供。多路径保护比单路径保护具有一些优势。这些优势包括：1)对带宽可用性的更少约束；2)比单路径保护更低的资源过度建设；3)增大的可靠性；以及4)对传送损害的更少约束。

多路径供应(provisioning)和保护在SONET/SDH网络中通过虚拟级联(VCAT)和链路容量调整方案(LCAS)实现。VCAT是逆复用技术，它将任意数量的SONET/SDH容器编组以创建更大的容器，从而提供灵活和有效的带宽分配。取决于创建VCAT群组的交换粒度，网络运营商能够组合任何数量的低阶或高阶容器。VCAT群组携带的连接能够在源节点被分离成多个路径，并且在每个群组成员独立路由时在目的地节点合并。VCAT群组的容量能够通过LCAS协议动态并且无碰撞地更改，即，增大和降低。通过如果VCAT群组的成员在网络中经历故障，则自动降低容量，并且在网络故障修复时增大容量，LCAS也提供生存能力。

由于VCAT/LCAS在SONET/SDH层中提供多路径保护，因此，它要求所有节点配置成实现SONET/SDH协议。此外，中间处理要求数据处理，这导致每单位业务的高处理成本、高功耗和复杂的控制与管理算法。另一缺陷是VCAT/LCAS要求小容器中的粒状业务，使得业务能够在中间节点灵活地合并和分离。

光供应和保护也可在光层中提供。在光层中的多路径供应比在SONET/SDH层的多路径供应具有一些优点。在光层的多路径供应要求更少的处理资源和更低的信令开销。此外，在光层的多路径供应不要求粒状业务，因此，在分配资源方面有更多的灵活性。然而，在光层中的多路径供应(例如分离谱(Split Spectrum))设置波长/频谱信道，这些信道将带宽物理绑定到每个子信号。在中间节点不能分离这些子信号。此属性称为子信号的完整性。因此，必须在子信号基础上实现光层中多路径保护的保护方案。

发明内容

本公开内容涉及用于多路径供应以确保在降低或最小化资源过度建设时的完全保护的技术。在本公开内容所述的示范实施例中，信号在源节点被分成从源节点独立路由到目的地节点的多个子信号。除用于主要业务的带宽T外，还分配了用于备用业务的带宽B。在一些实施例中，备用业务的初始带宽B等于主要业务的带宽T。最初分布T+B业务，使得无链路携带超过B的业务。然后，迭代修正业务分布模式以降低备用业务的带宽要求，同时仍满足对于保护的要求。