[发明专利]一种基于全光波长转换的路由和波长分配方法及装置

权利要求书

1.一种基于全光波长转换的路由和波长分配方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：在网络中引入全光波长转换器；

S2：根据稀疏波长转换器放置原理，在网络节点中放置相应数量的全光波长转换器；

S3：为业务建立光通道，其中，建立光通道包括以下步骤：

S31：建立OSNR感知路由和波长分配算法模型，所述OSNR感知路由和波长分配算法模型包括传输损耗、ASE噪声和OSNR损伤；

S32：使用所述OSNR感知路由和波长分配算法模型计算各路由的OSNR，采用最高的OSNR路由建立光通道，完成波长分配；

所述步骤S2中，根据稀疏波长转换器放置原理，进行全光波长转换器放置包括最短路由遍历次数优先放置、最大跳数优先放置和阻塞原因优先放置；

所述最短路由遍历次数优先放置，具体包括以下步骤：

计算每个网络节点被固定最短路由遍历的总次数，定义为V_s，s是节点序号；

利用公式在每个网络节点放置数量C_s的全光波长转换器，其中，T是整个网络的波长转换器总数量，N是网络节点集合；

所述最大跳数优先放置，具体包括以下步骤：

比较经过每个网络节点的固定最短路由的最大跳数，并将最大跳数定义为V_s；

利用公式在每个网络节点放置数量C_s的全光波长转换器，其中，T是整个网络的波长转换器总数量，N是网络节点集合，将转换器放置在最大跳数更大的节点上；

所述阻塞原因优先放置，具体包括以下步骤：

根据网络当前的资源状态找到被阻塞的业务；

假设网络中所有节点都具备完全的波长转换能力，利用自适应最短路由算法为每条被阻塞业务寻找可用路由，如找到可用路由，检查该路由所有链路上的波长状态，确定在哪个节点放置波长转换器使得该条路由被成功建立；

在此基础上，计算每个节点需要的全光波长转换器总数量，定义为V_s，利用公式在每个网络节点放置数量C_s的全光波长转换器，其中，T是整个网络的波长转换器总数量，N是网络节点集合，且一个节点的V_s越大，其越需要波长转换；

所述OSNR感知路由和波长分配算法模型：

其中，OSNR_total表示光路初始OSNR，表示第i^th个光放大器的ASE噪声功率；

表示第j^th个全光波长转换器的OSNR损伤，其中，具体计算为OSNR_penalty＝OSNR_WC-OSNR_NWC＝10lg(P_NWC/P_WC)，OSNR_WC表示有波长转换系统的OSNR，OSNR_NWC表示无波长转换系统的OSNR，P_WC和P_NWC代表有无波长转换系统的噪声功率，在公式(1)中使用α表示P_NWC/P_WC，α^j为第j^th个全光波长转换器的P_NWC/P_WC；

所述步骤S32中使用所述OSNR感知路由和波长分配算法模型计算各路由的OSNR，具体计算过程包括以下步骤：

S321：计算利用如下公式：

其中，G为第i^th个光放大器的增益，NF为对应G的噪声；

S322：得到未考虑OSNR损伤的OSNR_s：

OSNR_s＝P_out/P_Ase＝1/P_Ase(mw) (4)

其中，P_out为光放大器的发射功率；

S323：根据得到的OSNR_s与对应的OSNR门限值比较，得到对应的调制格式，根据调制格式确定对应的OSNR损伤，根据OSNR_penalty＝OSNR_WC-OSNR_NWC＝10lg(P_NWC/P_WC)得出α^j；

S324：将每个链路和每个波长转换节点的成本设置为和α^j，代入公式(1)计算，得到对应的OSNR；

S325：将每个链路的OSNR进行比较，选择最高的OSNR路由建立光通道。

2.一种基于全光波长转换的路由和波长分配装置，采用如权利要求1中所述的一种基于全光波长转换的路由和波长分配方法进行路由和波长分配，其特征在于：包括：

部署单元，用于根据稀疏波长转换器放置原理，在网络节点中放置相应数量的全光波长转换器；

计算单元，用于为业务建立光通道，包括第一计算单元和第二计算单元，其中：

所述第一计算单元，用于建立OSNR感知路由和波长分配算法模型，所述OSNR感知路由和波长分配算法模型包括传输损耗、ASE噪声和OSNR损伤；

所述第二计算单元，用于使用所述OSNR感知路由和波长分配算法模型计算各路由的OSNR，采用最高的OSNR路由建立光通道，完成波长分配。