[发明专利]用于路由和频谱指配的方法

说明书

公开了用于在光WDM网络中执行频谱指配和路由选择算法的方法和装置。光WDM被指配频率光带。依照本发明，在光带中的新的频谱指配总是邻接之前分配的频谱指配。可以使得最初的频谱指配以光带中的一个末端频率开始。给定频谱需求，识别一个或多个频谱指配，以及确定一个或多个可行的路由。在一个或多个可行的路由中，可以基于一组预定义准则来选择最优路由。本文中公开的频谱指配和路由选择算法降低了计算复杂度以及提高了频谱效率。

优先权要求

本申请要求2012年4月9日提交的美国临时专利申请No.61/621,879的优先权。

技术领域

本发明一般涉及光波分复用（WDM）网络中的路由和频谱指配（RSA），以及更具体地涉及获得高频谱和计算效率的频谱分配和路由选择算法。

背景技术

与铜电缆相比，光纤提供更高的带宽和更快的数据速率。在传统上，在互联网的长途骨干网中已经使用了光纤。对于城域网，也广泛地部署了城域光网络。最近，光纤网络现在正到达将个体家庭连接到网络运营商的中央局的住宅接入网。

在光网络中使用不同的复用技术，例如TDM或WDM，以增加底层光纤的容量。WDM光网络采用多个波长或波长的段，以用于同时的数据传输。WDM光网络一般包括：多个波长交叉连接（WXC）（还被称为节点）。每个节点经由光链路连接到一个或多个其它节点。每个节点执行关键功能，诸如波长复用/解复用，以及交换。每个节点可以可选地执行波长转换或光/电/光（OEO）转换。如果连接两个邻接的光链路的节点不执行波长转换或/光/电/光转换，则所谓的波长连续性限制应用于被分配以通过这两个邻接的光链路来承载数据的频谱资源。要求该频谱资源具有相同的波长并且在两个链路上可用。

在没有波长转换或OEO转换的WDM光网络中，为了从源节点向由多个光链路互连的目的地节点传送数据，网络需要配置这两个节点之间的路由，以及指配频谱资源以适应数据传输的频谱需求。该路由将包含具有资源以支持频谱需求的各种链路。由网络使用以选择路由和指配频谱的算法一般被称为路由和频谱指配（RSA）算法。

在光网络中，RSA的一个目标是确定源节点和目的地节点之间的最优路径。最优路径可以是长度最短、传输时延最小或成本最低等等的路径。RSA的另一个目标是高效使用频谱资源。理想的RSA方案防止频谱分裂，在频谱分裂中，交替使用的频谱和未使用的频谱。频谱分裂导致被阻塞以及不能被指配的浪费的频谱资源。理想的RSA方案能够实现零或低阻塞率（在频带中阻塞的频谱的百分比）。

然而，提供高效使用频谱资源的RSA算法通常在计算上成本高。此外，随着在光纤上的频谱资源变得稀缺，至关重要的是通过高效的供应策略或分配算法来最大化频谱资源的使用。存在对于能够实现具有低计算复杂度的高频谱效率的高级RSA算法的需求。

发明内容

本发明提供了用于为光网络内的源节点和目的地节点之间的连接指配频谱以及选择路由的方法和装置。向光网络分配波长或频率光段。该连接用于在这两个节点之间传送数据信号。在本申请中，波长和频率可互换地使用并且指用于光网络中的数据传输的频谱资源。

在本申请中公开的RSA方法避免了连续的频率扫描，并且要求考虑仅有限数量的频谱指配的可能性。因为仅要考虑很少的可能性，因此本文中公开的RSA方法确保最佳频谱指配的完全搜索，并且从而改进了计算效率。此外，根据RSA方法做出的频谱指配总是邻接之前的频谱指配，因此，基本上防止了频谱分裂。

在一些实施例中，频谱指配和路由选择方法包括：确定对于源节点和目的地节点之间的连接的频谱需求。通过多个光链路来连接源节点和目的地节点。该方法还包括：识别满足对于该连接的频谱需求的一个或多个潜在的频谱分配。一个或多个潜在的频谱分配在被分配给网络的光带的开始频率处或在之前分配的频谱的末端处开始。开始频率能够是光带中的最低频率或最高频率。在已经识别了频谱分配之后，能够确定对应于频谱分配中的每个频谱分配的路由。在确定的多个路由中，能够选择最优路由。