[发明专利]基于专用保护联合故障概率约束的最优化路由与频谱分配方法和系统

权利要求书

1.一种基于专用保护联合故障概率约束的最优化路由与频谱分配方法，其特征在于，包括：在频谱灵活光网络中，产生一组业务请求；

通过对频谱灵活光网络进行初始化，设置频谱灵活光网络的每一条光纤链路的故障概率，建立业务请求的工作路径与链路不相交的共享保护路径；所述的工作路径和专用保护路径的联合故障概率必须小于或等于业务请求的最大可容忍故障概率，其中，工作路径的故障事件和专用保护路径的故障事件分别是独立的事件，工作路径的故障概率和专用保护路径的故障概率相乘即为所述的联合故障概率；

设置两个优化目标，并通过调节两个优化目标的权重分出主要优化目标和次要优化目标，两个优化目标分别为在工作路径和专用保护路径上的频谱占用数目最小化、在工作路径和专用保护路径上的联合故障概率最小化，根据设定的优化目标，确定多目标联合优化函数，基于多目标联合优化函数需要满足的约束条件，获得频谱资源占用与联合故障概率最优化解，完成基于专用保护联合故障概率约束的最优化路由与频谱分配，使网络资源优化与联合故障概率达到均衡；

其中，所述多目标联合优化函数需要满足的约束条件包括：流量守恒约束条件、频谱隙唯一占用条件、频谱连续性约束条件、工作路径与专用保护链路不相交约束条件、工作路径占用频谱资源不大于专用保护路径约束条件、专用保护的联合故障概率满足最大可容忍故障概率阈值的约束条件；

业务请求的工作路径和专用保护路径的建立具体包括：

工作路径w和专用保护路径b的故障事件是独立的事件，它们的故障概率是相乘的形式，工作路径和专用保护路径发生的故障概率称为专用保护的联合故障概率，工作路径w和专用保护路径b的联合故障概率表示为：

F(w,b)＝F(w)×F(b), (1)

其中，F(w)、F(b)、F(w，b)分别表示工作路径w的故障概率、专用保护路径b的故障概率、工作路径与专用保护路径的联合故障概率；工作路径的故障概率用公式(2)表示：

F(w)＝1-Π_(k，l)∈w(1-p_k，l)， (2)其中，节点对(k，l)∈w，k≠l，表示在工作路径w的光纤链路(k，l)，p_k，l表示光纤链路(k，l)的故障概率；同样，专用保护路径上的故障概率用公式(3)表示：

F(b)＝1-Π_{(m，n）∈b}(1-p_m，n))， (3)其中，节点对(m，n)∈b，m≠n表示在专用保护路径b的光纤链路(m，n)，p_m，n表示光纤链路(m，n)的故障概率；把公式(2)和(3)代入公式(1)中，得到工作路径与专用保护路径的联合故障概率，用公式(4)表示：

F(w，b)＝[1-Π_(k，l)∈w(1-p_k，l)]×[1-Π_(m，n)∈_b(1-p_m，n)]； (4)

进一步对公式(4)展开，得到公式(5)：

F(w，b)＝∑_(k，l)∈w∑_(m，n)∈bp_k，l×p_m，n+O(h)， (5)

其中，O(h)表示高次项，它包括3阶项和3阶以上的高阶项的故障概率；若考虑链路故障概率在(0，10^-3)的范围内，这里3阶项的联合故障概率等于10^-9；对于工作路径与专用保护路径的联合故障概率，忽略3次项以上的故障概率，即忽略高阶项O(h)；因此，在低链路故障概率下，采用近似方法，得到工作路径和专用保护路径的联合故障概率，它用公式(6)表示：

F(w，b)＝∑_(k，l)∈w∑_(m，n)∈bp_k，l×p_m，n； (6)

对于每一个业务请求，如果这个业务请求的工作路径和专用保护路径的联合故障概率都小于或等于它的最大可容忍故障概率阈值MP，那么这两条路径能够建立成功，否则建立失败；所以一个业务请求的故障概率约束条件用公式(7)表示：

F(w，b)≤MP； (7)

把公式(6)代入公式(7)，得到一个业务请求的工作路径和专用保护路径的联合故障概率约束条件，即必须满足业务的最大可容忍故障概率阈值，这个约束条件用公式(8)表示：

∑_(k，l)∈w∑_(m，n)∈bp_k，l×p_m，n≤MP； (8)。