[发明专利]一种全光网络中基于受限监测资源的监测迹设计方法

说明书

技术领域

本发明属于波分复用的全光网络技术领域，更为具体地讲，涉及一种全光网络中基于受限监测资源的监测迹设计方法。

背景技术

通信网络发展至今，采用波分复用技术的全光网络已经成为当下通信网络发展的主要趋势。但是全光网络存在一个非常大的弊端，那就是很容易遭到破坏，且对破坏非常敏感。那么我们必须针对这种情况研究出一套行之有效的方案，以达到快速定位失效链路的目标。在全光网络中，对失效链路监测的传统方法是采用基于通道(channel-based)或基于链路(link-based)的方法。随后，研究人员提出了在物理层使用监测环(monitoring cycle)来减少所需的监测器数量的设计方案。2008年监测迹(monitoring trail)的概念被提出，打破了监测环的环形结构，使得光监测信道能自由的在光网络中进行路由选择，这大大地减少了其设计时受到的约束条件。采用监测迹的设计方案有希望真正实现网络中所需要的监测器数量的最小化。

当前关于监测迹设计的非启发式算法所采用的设计方法主要是通过整数线性规划(ILP:Integer Linear Programming)来优化网络中的监测资源分配。而针对监测迹设计提出的启发式算法主要有两种思路。一种是先确保每条物理链路拥有唯一编码，再塑造监测迹的线性结构，如RCA+RCS(Random Code Assignment and Random Code Swapping)；另一种是先保证监测迹的有效线性结构，再对监测迹编码，直到所有物理链路均获得唯一编码，如MTA(Monitoring Trail Allocation)。

MTA算法的思路是先保证监测迹的有效线性结构，再不断增加监测迹直到所有的物理链路都能在发生故障时被准确的定位。

MTA算法是先把所有的物理链路放入一个不可分辨集合中，增加一条监测迹就会把这个集合分割为两个集合，被新增加的监测迹经过的所有物理链路构成一个集合，未被监测迹经过的所有物理链路构成另一个集合。再增加一条监测迹就相当于把这两个集合分割为四个集合，然后不断地增加监测迹，不可分辨集合的数量成倍增长。当不可分辨集合中只剩一个元素，即某个不可分辨集合中只有唯一条链路，则表明这条链路成为了明确链路，能被当前的临时编码唯一标识。当被分割出来的集合数量等同于网络的所有链路数，并且所有的物理链路都已经被至少一条监测迹经过时，所有的物理链路都拥有唯一的报警码，即监测系统能准确定位网络中的所有失效链路。在这个过程中，在增加单条监测迹的时候，可能会出现多个短的临时监测迹，它们被称为片段。在MTA算法中为了减少监测迹的数量，使用最短路算法尽可能的将多个片段都拼接形成一条长的完整的监测迹。从而达到减少了链路失效监测与定位系统使用的监测器的数量，降低了整个系统的成本。

然而，现有的利用监测迹进行故障监测的方案都是基于监测资源充足的前提下实现的，没有考虑网络中的监测资源不足的场景。由于网络中的可用资源非常有限并且宝贵，在工程实现中很可能会出现监测资源不足的状况。当网络中的监测资源不足时，利用监测迹进行故障监测时将会出现部分链路故障无法定位的情况。假设网络中只发生单链路故障，即不考虑网络中多条链路同时发生故障的情况。当单链路故障发生在无法进行故障定位的链路上后，由于无法定位故障，故障链路上的数据就会发生丢失，这些丢失的数据被称为业务损失。因此，在监测资源不足的情况下，如何最小化业务损失是一个非常值得研究的课题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种全光网络中基于受限监测资源的监测迹设计方法，通过监测迹设计和规划路由来减小由不明确链路故障引起的业务损失，从而有效地解决受限监测资源下的单链路故障监测问题。

为实现上述发明目的，本发明全光网络中基于受限监测资源的监测迹设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、初始化相关参数

初始化监测迹条数上限M，最大迭代次数K、当前迭代次数k←0、业务需求矩阵集合D＝{d_ij}(i,j＝1,2,...,N)，其中d_ij表示节点i到节点j的业务需求，N为网络中的节点总数，以及最小业务损失min_obj←∞、最小监测迹集合min_T←Φ和最小业务路由集合min_R←Φ；

(2)、初始化第k(k＝1,2,...,K)次迭代中的最小业务损失min_obj、最小监测迹集合min_T和最小业务路由集合min_R；

(3)、计算第k次迭代时的业务路由及各链路承载的波长数