技术领域

本发明涉及到网络技术领域， 特别涉及到分组光传送网络的疏导方法和 装置。

背景技术

POTN ( Packet Optical Transport Network, 分组光传送网）技术实质上是 继 PTN ( Packet Transport Network, 分组传送网）技术后， 分组技术和光传送 技术的深度融合， 它不仅具有 PTN的分组处理能力， 同时融合了 OTN ( Optical Transport Network, 光传送网）技术增强线路侧带宽和传输距离。 在我国运营 商的城域网中， POTN将最先应用在城域网核心和汇聚层， 随着接入层容量需 求的提升， 逐步向接入层延伸。 网络主要承载的业务有： 以太网业务、 STM ( Synchronous Transport Module, 同步传输模块） 时分业务、 ODU ( Oracle Database Unloader, 集光纤配线单元）业务以及 OCH ( Optical Channel, 光通 路）业务。

在传统的网络路由算法中， 一般釆用最短路径算法进行路由选路， 最短 路径算法以节点间的距离为权重， 计算一条由源节点到目的节点的权重最小 的路径以完成路由。 最短路径算法虽然最小化了距离长度代价， 却没有考虑 能耗问题， 所以使用最短路径算法所得出路径的能耗并不 一定是最小的， 不 利于节能。 发明内容

本发明实施例提供一种分组光传送网络的疏导 方法和装置， 能使网络中 业务能耗最小， 从而使整个网络的能耗达到最优。

本发明实施例提出一种分组光传送网络的疏导 方法， 包括步骤： 步骤 A, 按照各业务的排列顺序， 在拓朴集合图上规划出第 i项业务中 业务源节点到业务目标节点的路径； i的初始值为 1 ;

步骤 B, 当所述路径中包括物理链路中的波长链路时， 拆除所述波长链 路， 并在拆除的所述波长链路的链路源节点和链路 目标节点之间建立虚拟链 路；

步骤 C, 更新所述路径中各链路的容量；

步骤 D, 计算新建的虚拟链路的权重， 将新建的虚拟链路和对应的权重 添加到所述拓朴集合图上； 以及

步骤 E, i+1 , 返回步骤 A, 直至完成所有业务， 其中， i为正整数。 较佳地， 当第 i项业务为 OCH业务时， 所述步骤 B包括：

步骤 B11 , 当找到的路径包括物理链路中的波长链路时， 拆除所述波长 链路， 并在拆除的所述波长链路的链路源节点和链路 目标节点之间建立 OTN 层虚拟链路； 以及

步骤 B12, 当找不到路径时， 则判定业务寻路失败， 执行步骤£。

较佳地， 当第 i项业务为 ODU或者 STM业务时， 所述步骤 B包括： 步骤 B21 , 当找到的路径包括物理链路中的波长链路时， 拆除所述波长 链路，在拆除的所述波长链路的链路源节点和 链路目标节点之间建立 OTN层 虚拟链路；

步骤 B22, 当找到的路径包括 OTN层虚拟链路时， 保留所述 OTN层虚 拟链路；

步骤 B23 , 当新建的 OTN层虚拟链路所包括的物理链路已存在于旧的 OTN层虚拟链路中，且所述旧的 OTN层虚拟链路的容量满足所述第 i项业务 的容量需求时，将所述旧的 OTN层虚拟链路拆分为多条 OTN层虚拟子链路； 步骤 B24,计算所述多条 OTN层虚拟子链路的能耗之和 P1、新建的 OTN 层虚拟链路的能耗 P2、 旧的 OTN层虚拟链路的能耗 P3；

步骤 B25, 当 P1 P2+P3时， 拆除所述新建的 OTN层虚拟链路， 并将所 述旧的 OTN层虚拟链路按照拆分的所述多条 OTN层虚拟子链路建立虚拟链 路；

步骤 B26, 当 P1 > P2+P3时， 保留所述新建的 OTN层虚拟链路； 以及 步骤 B27, 当找不到路径时， 则判定业务寻路失败， 执行步骤£。

较佳地， 当第 i项业务为以太网业务时， 所述步骤 B包括：

步骤 B31 , 当找到的路径包括物理链路中的波长链路时， 拆除所述波长 链路， 在拆除的所述波长链路的链路源节点和链路目 标节点之间分别建立 OTN层虚拟链路和分组层虚拟链路；

步骤 B32, 当找到的路径包括分组层虚拟链路时， 则在所述 OTN层虚拟 链路的链路源节点和链路目标节点之间建立分 组层虚拟链路；

步骤 B33 , 当找到的路径包括分组层虚拟链路， 则保留所述分组层虚拟 链路；

步骤 B34, 当新建的 OTN层虚拟链路所包括的物理链路已存在于旧的 OTN层虚拟链路中，且所述旧的 OTN层虚拟链路的容量满足所述第 i项业务 的容量需求时，将所述旧的 OTN层虚拟链路拆分为多条 OTN层虚拟子链路； 步骤 B35 ,计算所述多条 OTN层虚拟子链路的能耗之和 P1、新建的 OTN 层虚拟链路的能耗 P2、 旧的 OTN层虚拟链路的能耗 P3;

步骤 B36, 当 P1 P2+P3时， 拆除所述新建的 OTN层虚拟链路， 并将所 述旧的 OTN层虚拟链路按照拆分的所述多条 OTN层虚拟子链路建立虚拟链 路；

步骤 B37， 当 PI > P2+P3时， 保留所述新建的 OTN层虚拟链路； 以及 步骤 B38, 当找不到路径时， 则判定业务寻路失败， 执行步骤£。

较佳地， 所述步骤 A之前还包括：

按各业务的种类排序，将 OCH业务排列在最前， ODU业务和 STM业务 次之， 以太网业务排列在最后； 以及

将 OCH业务按业务容量从大到小依次排列， ODU和 STM业务按业务容 量从大到小依次排列， 以太网业务按优先级从高到低依次排列。

较佳地， 所述步骤 A之前还包括：

计算所述拓朴集合图中第 j段物理链路的权重 Wj = P _T + N。 X P _A +P _R ; Ρ _τ 为第 j段物理链路中光发射机的能耗 , P _A 为第 j段物理链路中光放大器的能耗， P _R 为第 j段物理链路中光接收机的能耗， N。为第 j段物理链路中光放大器的 个数； 以及

将所述第 j段物理链路的权重 Wj更新到所述拓朴集合图中对应的物理链 路上， 其中， j、 No为正整数。 本发明实施例还提出一种分组光传送网络的疏 导装置， 包括：

规划路径模块， 其设置成按照各业务的排列顺序， 在拓朴集合图上规划 出第 i项业务中业务源节点到业务目标节点的路径� � i的初始值为 1 ;

建立链路模块， 其设置成当所述路径中包括物理链路中的波长 链路时， 拆除所述波长链路， 并在拆除的所述波长链路的链路源节点和链路 目标节点 之间建立虚拟链路；

容量更新模块， 其设置成更新所述路径中各链路的容量； 以及

拓朴集合图更新模块， 其设置成计算新建的虚拟链路的权重， 将新建的 虚拟链路和对应的权重添加到所述拓朴集合图 上， 其中， i为正整数。

较佳地， 当第 i项业务为 OCH业务时， 所述建立链路模块设置成： 当找到的路径包括物理链路中的波长链路时， 拆除所述波长链路， 并在 拆除的所述波长链路的链路源节点和链路目标 节点之间建立光传送网 OTN 层虚拟链路； 以及

当找不到路径时， 则判定业务寻路失败。

较佳地， 当第 i项业务为 ODU或者 STM业务时， 所述建立链路模块设 置成：

当找到的路径包括物理链路中的波长链路时， 拆除所述波长链路， 在拆 除的所述波长链路的链路源节点和链路目标节 点之间建立 OTN层虚拟链路； 当找到的路径包括 OTN层虚拟链路时， 保留所述 OTN层虚拟链路； 链路中， 且所述旧的 OTN层虚拟链路的容量满足所述第 i项业务的容量需求 时， 将所述旧的 OTN层虚拟链路拆分为多条 OTN层虚拟子链路；

计算所述多条 OTN层虚拟子链路的能耗之和 P1、新建的 OTN层虚拟链 路的能耗 P2、 旧的 OTN层虚拟链路的能耗 P3；

当 PI < P2+P3时，拆除所述新建的 OTN层虚拟链路，并将所述旧的 OTN 层虚拟链路按照拆分的所述多条 OTN层虚拟子链路建立虚拟链路；

当 PI > P2+P3时， 保留所述新建的 OTN层虚拟链路； 以及

当找不到路径时， 则判定业务寻路失败。

较佳地， 当第 i项业务为以太网业务时， 所述建立链路模块设置成： 当找到的路径包括物理链路中的波长链路时， 拆除所述波长链路， 在拆 除的所述波长链路的链路源节点和链路目标节 点之间分别建立 OTN层虚拟 链路和分组层虚拟链路； 当找到的路径包括分组层虚拟链路时，则在所 述 OTN层虚拟链路的链路 源节点和链路目标节点之间建立分组层虚拟链 路；

当找到的路径包括分组层虚拟链路， 则保留所述分组层虚拟链路； 链路中， 且所述旧的 OTN层虚拟链路的容量满足所述第 i项业务的容量需求 时， 将所述旧的 OTN层虚拟链路拆分为多条 OTN层虚拟子链路；

计算所述多条 OTN层虚拟子链路的能耗之和 P1、新建的 OTN层虚拟链 路的能耗 P2、 旧的 OTN层虚拟链路的能耗 P3；

当 PI < P2+P3时，拆除所述新建的 OTN层虚拟链路，并将所述旧的 OTN 层虚拟链路按照拆分的所述多条 OTN层虚拟子链路建立虚拟链路；

当 PI > P2+P3时， 保留所述新建的 OTN层虚拟链路； 以及

当找不到路径时， 则判定业务寻路失败。

较佳地， 所述分组光传送网络的疏导装置， 还包括业务排序模块， 其设 置成：

按各业务的种类排序，将 OCH业务排列在最前， ODU业务和 STM业务 次之， 以太网业务排列在最后； 以及

将 OCH业务按业务容量从大到小依次排列， ODU和 STM业务按业务容 量从大到小依次排列， 以太网业务按优先级从高到低依次排列。

较佳地， 所述拓朴集合图更新模块还设置成：

计算所述拓朴集合图中第 j段物理链路的权重 Wj = P _T + N。 X P _A +P _R ; Ρ _τ 为第 j段物理链路中光发射机的能耗 , P _A 为第 j段物理链路中光放大器的能耗， P _R 为第 j段物理链路中光接收机的能耗， N。为第 j段物理链路中光放大器的 个数； 以及

将所述第 j段物理链路的权重 Wj更新到所述拓朴集合图中对应的物理链 路上， 其中， j、 N ₀ 为正整数。 本发明实施例将路径中的波长链路转换为虚拟 链路， 以能耗作为节点间 的权重来完成业务路径规划及波长分配， 以获得能耗最小的路径来实现业务 路由， 有利于减小业务能耗， 使整个网络能耗最优。 附图概述

图 1为本发明第一实施例的分组光传送网络的疏� �方法的流程图； 图 2为本发明第二实施例的分组光传送网络的疏� �方法的流程图； 图 3为本发明第三实施例的分组光传送网络的疏� �方法的流程图； 图 4为本发明第四实施例的分组光传送网络的疏� �方法的流程图； 图 5为本发明实施例中网络设备能耗数据表；

图 6为本发明实施例中 POTN网络的拓朴集合图；

图 7为本发明实施例中待规划的业务信息表；

图 8为本发明实施例中业务经过的实际物理链路� �虚拟链路表； 图 9为本发明实施例中虚拟链路信息表；

图 10为本发明实施例中规划之后的拓朴集合图；

图 11为本发明第一实施例的分组光传送网络的疏� ��装置的结构示意图； 图 12为本发明第二实施例的分组光传送网络的疏� ��装置的结构示意图。

本发明实施例的目的的实现、 功能特点及优点将结合实施例， 参照附图 #丈相应说明。

本发明的较佳实施方式

应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明 ， 并不用于限 定本发明。 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本申请中的实施例及实施例 中的特征可以相互任意组合。

如图 1所示， 图 1为本发明分组光传送网络的疏导方法的第一� �施例的 流程图。 本实施例提到的分组光传送网络的疏导方法， 包括以下步骤：

步骤 A, 按照各业务的排列顺序， 在拓朴集合图上规划出第 i项业务中 业务源节点到业务目标节点的路径； i的初始值为 1 ;

本实施例中， POTN 网络主要分为三层， 分组层、 OTN 层、 WDM ( Wavelength Division Multiplexing , 波分复用）层， WDM层的拓朴实质上就 是整个网络的物理拓朴， OTN层是由光路组成的虚拟拓朴，分组层是由 ODU ( Oracle Database Unloader, 集光纤配线单元）管道组成的虚拟拓朴， 由于本 实施例的寻路中可以找到的路径同时包括物理 链路和虚拟链路， 因此将三个 拓朴集合在一起， 组成了一个拓朴集合图。

在规划 POTN网络时， 以如下条件为限制： POTN网络拓朴结构根据实 际应用已知， 包括节点数和节点连通情况； POTN 网络拓朴中节点间可以有 多条物理链路， 每条物理链路有两条方向相反的光纤； POTN 网络拓朴中一 条光纤中有多个波， 即波长链路， 每条光纤中波数不一定相等。

在规划路径前， 先对各业务进行排序， 按各业务的种类排序， 将 OCH业 务排列在最前， ODU业务和 STM业务次之，以太网业务排列在最后。将 OCH 业务按业务容量从大到小依次排列， ODU和 STM业务按业务容量从大到小 依次排列， 以太网业务按优先级从高到低依次排列。 按照排列好的顺序， 从 第一个业务开始， 选择一个业务进行路径规划， 在拓朴集合图中釆用迪科斯 彻算法 （Dijkstra's algorithm )进行寻路。 此外， 也可先根据拓朴集合图建立 一个副本图， 在副本图中进行寻路。

在拓朴集合图中规划出到的路径可能包括物理 链路中的波长链路和 /或 虚拟链路。 在网络初始化的阶段， 计算拓朴集合图中的各链路的权重， 由于 初始状态下波长信道的容量并未被占用， 所以此时的边均为实际物理链路。 本实施例中以能耗作为节点间的权重， 物理链路所占能耗通常包括链路上的 光发射机、 光放大器和光接收机的能耗之和， 计算拓朴集合图中第 j段物理 链路的权重 Wj = P _T + No X PA+PR, 其中， P _T 为第 j段物理链路中光发射机的 能耗， P _A 为第 j段物理链路中光放大器的能耗， P _R 为第 j段物理链路中光接 收机的能耗， NQ为第 j段物理链路中光放大器的个数。 这里 NQ的值可由链路 的实际长度和隔多远放一个放大器的比值决定 。 将第 j段物理链路的权重 Wj 更新到拓朴集合图中对应的物理链路上， 完成对拓朴集合图的初始化， 其中， j 、 N _Q 为正整数。

步骤 B , 当路径中包括物理链路中的波长链路时， 拆除波长链路， 并在 拆除的波长链路的链路源节点和链路目标节点 之间建立虚拟链路；

而虚拟链路表征的是在物理拓朴中已经建立好 的路由路径， 所以如果有 新的业务连接请求在路由中需要用到这一段虚 拟链路， 只要该链路的容量允 许， 在链路上进行路由是无需任何能耗的。 因此， 本实施例在规划出到的路 径中包括的波长链路拆除，并在拆除的波长链 路两端节点之间建立虚拟链路， 如此一来， 在业务路由时， 将物理链路和虚拟链路的能耗作为权重， 根据能 耗最低原则进行业务路由， 有利于降低业务路由能耗。

步骤 C, 更新路径中各链路的容量；

在完成路径的重新规划后， 从路由经过的链路（包括物理链路和虚拟链 路） 的容量中扣除业务容量， 获得链路的剩余容量， 以备后续对下一业务的 路径进行规划时， 查看是否有足够的剩余容量满足业务容量的需 求。 此外， 如果链路中剩余容量已不足够满足业务容量的 需求， 为了确保业务的顺利路 由， 可删除剩余容量小于业务容量的虚拟链路， 例如， 当业务为 OCH业务时， 删除所有剩余容量小于业务容量的虚拟链路， 当业务为 ODU业务或者 STM业 务， 则删除所有剩余容量小于业务容量的分组层虚 拟链路。

步骤 D, 计算新建的虚拟链路的权重， 将新建的虚拟链路和对应的权重 添加到拓朴集合图上；

本实施例中， 当虚拟链路的容量允许时， 在链路上进行路由是无需任何 能耗的，因此虚拟链路的权重可以表示为： OTN层虚拟链路的权重 W _vl =0.01 , 分组层虚拟链路的权重 W _v2 =0。 将新建的虚拟链路和对应的权重添加到拓朴 集合图上， 以供下一业务寻路， 本项业务规划完毕。

步骤 E, 是否完成所有业务规划； 如果是， 则结束流程； 如果否， 则 i+1 , 返回步骤八。

本实施例将路径中的波长链路转换为虚拟链路 ， 以能耗作为节点间的权 重来完成业务路径规划及波长分配，以获得能 耗最小的路径来实现业务路由， 有利于减小业务能耗， 使整个网络能耗最优。 如图 2所示， 图 2为本发明分组光传送网络的疏导方法的第二� �施例的 流程图。 本实施例以图 1所示实施例为基础， 当第 i项业务为 OCH业务时， 步骤 B包括：

步骤 B11 , 当找到的路径包括物理链路中的波长链路时， 拆除波长链路， 并在拆除的波长链路的链路源节点和链路目标 节点之间建立 OTN层虚拟链 路；

步骤 B12, 当找不到路径时， 则判定业务寻路失败， 执行步骤£。 本实施例中， 当业务类型为 OCH业务时， 由于在排序时， OCH业务排在 最前端， 此时找到的路径基本上全部是波长链路， 波长链路是指包含于物理 链路的一条波， 拆除这些波长链路， 即将该波从相对应的物理链路中删除， 建立一条直连源节点和目的节点的 OTN层虚拟链路。 如果找不到路径， 则表 示业务建路失败， 进行下一个业务的路径规划。

本实施例将 OCH业务路径中的波长链路转换为虚拟链路，以 能耗作为节 点间的权重来完成业务路径规划及波长分配， 以获得能耗最小的路径来实现 业务路由， 有利于减小 OCH业务能耗。 如图 3所示， 图 3为本发明分组光传送网络的疏导方法的第三� �施例的 流程图。本实施例以图 1所示实施例为基础， 当第 i项业务为 ODU或者 STM 业务时， 步骤 B包括：

步骤 B21 , 当找到的路径包括物理链路中的波长链路时， 拆除波长链路， 在拆除的波长链路的链路源节点和链路目标节 点之间建立 OTN层虚拟链路； 步骤 B22, 当找到的路径包括 OTN层虚拟链路时， 保留 OTN层虚拟链 路；

步骤 B23 , 当新建的 OTN层虚拟链路所包括的物理链路已存在于旧的 OTN层虚拟链路中，且旧的 OTN层虚拟链路的容量满足第 i项业务的容量需 求时， 将旧的 OTN层虚拟链路拆分为多条 OTN层虚拟子链路；

步骤 B24, 计算多条 OTN层虚拟子链路的能耗之和 Pl、 新建的 OTN层 虚拟链路的能耗 P2、 旧的 OTN层虚拟链路的能耗 P3；

步骤 B25, 当 P1 P2+P3时， 拆除新建的 OTN层虚拟链路， 并将旧的 OTN层虚拟链路按照拆分的多条 OTN层虚拟子链路建立虚拟链路；

步骤 B26, 当 PI > P2+P3时， 保留新建的 OTN层虚拟链路；

步骤 B27, 当找不到路径时， 则判定业务寻路失败， 执行步骤£。

本实施例中， 当业务类型为 ODU或 STM业务时， 包括以下几种情况： 第一种情况， 如果找到的路径全部是波长链路， 则拆除这些波长链路， 建立一条直连源节点和目的节点的 OTN层虚拟链路；

第二种情况， 如果该路径经过的链路全部是 OTN层虚拟链路， 则保留这 些 OTN层虚拟链路； 第三种情况， 如果该路径经过的链路既包含波长链路， 又包括 OTN层虚 拟链路， 则找出所有的波长链路集合， 拆除波长链路， 建立相应的 OTN层虚 拟链路；

第四种情况， 如果找不到路径， 则表示业务建路失败， 进行下一个业务 的路径规划。

在上述几种情况中，如果新建的 OTN层虚拟链路中包含有实际物理链路， 而这些物理链路已经包含于某条旧的 OTN层虚拟链路中， 同时已经存在的这 条旧的 OTN层虚拟链路的容量能够满足新业务容量的要 求， 则假设将这条旧 的 OTN层虚拟链路分割成两条或三条 OTN层虚拟子链路， 计算这几条虚拟子 链路消耗的能耗之和 P1 , 并计算新建的 OTN层虚拟链路和旧的 OTN层虚拟链 路消耗的能耗之和 P2+P3 , 比较两者的大小。 如果 P1 P2+P3 , 则说明这几条 虚拟子链路的能耗较小， 基于能耗最小原则， 选择旧的 OTN层虚拟链路， 将 旧的 OTN层虚拟链路分割成两条或者三条 OTN层虚拟链路， 同时将新建的虚 拟链路中的业务转化到分割后的那条虚拟链路 中去， 并更新容量， 然后删除 新建的虚拟链路。 如果 P1 > P2+P3 , 则说明新建的 OTN层虚拟链路的能耗较 小， 基于能耗最小原则， 选择新建的 OTN层虚拟链路。

本实施例将 ODU或 STM业务路径中的波长链路转换为虚拟链路， 并比 较新建的虚拟链路与旧的虚拟链路之间的能耗 大小， 选择能耗最小的虚拟链 路， 以能耗作为节点间的权重来完成业务路径规划 及波长分配， 以获得能耗 最小的路径来实现业务路由， 有利于减小 ODU或 STM业务能耗。 如图 4所示， 图 4为本发明分组光传送网络的疏导方法的第四� �施例的 流程图。 本实施例以图 1所示实施例为基础， 当第 i项业务为以太网业务时， 步骤 B包括：

步骤 B31 , 当找到的路径包括物理链路中的波长链路时， 拆除波长链路， 在拆除的波长链路的链路源节点和链路目标节 点之间分别建立 OTN层虚拟 链路和分组层虚拟链路；

步骤 B32 , 当找到的路径包括分组层虚拟链路时， 则在 OTN层虚拟链路 的链路源节点和链路目标节点之间建立分组层 虚拟链路；

步骤 B33 , 当找到的路径包括分组层虚拟链路， 则保留分组层虚拟链路； 步骤 B34, 当新建的 OTN层虚拟链路所包括的物理链路已存在于旧的 OTN层虚拟链路中，且旧的 OTN层虚拟链路的容量满足第 i项业务的容量需 求时， 将旧的 OTN层虚拟链路拆分为多条 OTN层虚拟子链路；

步骤 B35, 计算多条 OTN层虚拟子链路的能耗之和 Pl、 新建的 OTN层 虚拟链路的能耗 P2、 旧的 OTN层虚拟链路的能耗 P3；

步骤 B36, 当 P1 P2+P3时， 拆除新建的 OTN层虚拟链路， 并将旧的 OTN层虚拟链路按照拆分的多条 OTN层虚拟子链路建立虚拟链路；

步骤 B37， 当 PI > P2+P3时， 保留新建的 OTN层虚拟链路；

步骤 B38, 当找不到路径时， 则判定业务寻路失败， 执行步骤£。

本实施例中， 当业务类型为以太网业务时， 包括以下几种情况： 第一种情况， 如果找到的路径全部是波长链路， 则拆除这些波长链路， 分别建立一条直达源节点和目的节点的 OTN层虚拟链路和分组层的虚拟链 路；

第二种情况， 如果该路径经过的链路全部为分组层虚拟链路 ， 则保留分 组层虚拟链路；如果该路径经过的路径既包括 分组层的虚拟链路，又包括 OTN 层的虚拟链路， 则找出所有的 OTN层虚拟链路集合， 建立相应的分组层虚拟 链路；

第三种情况， 如果该路径经过的链路全部是 OTN层虚拟链路， 则建立一 条直连源节点和目的节点的分组层虚拟链路；

第四种情况， 如果该路径经过的链路既包括波长链路， 又包括分组层虚 拟链路或 OTN层虚拟链路， 或者两种虚拟链路都包括， 则先找出所有的波长 链路集合，拆除波长链路，建立相应的 OTN层虚拟链路，然后找出所有的 OTN 层虚拟链路集合， 建立相应的分组层虚拟链路， 此时， 每条链路中分别包括 了一条 OTN层虚拟链路和一条分组层虚拟链路；

第五种情况， 如果找不到， 则表示业务建路失败， 为下一业务进行业务 分配。

在上述几种情况中，如果新建的 OTN层虚拟链路中包含有实际物理链路， 而这些物理链路已经包含于某条旧的 OTN层虚拟链路中， 同时已经存在的这 条旧的 OTN层虚拟链路的容量能够满足新业务容量的要 求， 则假设将这条旧 的 OTN层虚拟链路分割成两条或三条 OTN层虚拟子链路， 计算这几条虚拟子 链路消耗的能耗之和 PI , 并计算新建的 OTN层虚拟链路和旧的 OTN层虚拟链 路消耗的能耗之和 P2+P3 , 比较两者的大小。 如果 P1 P2+P3 , 则说明这几条 虚拟子链路的能耗较小， 基于能耗最小原则， 选择旧的 OTN层虚拟链路， 将 旧的 OTN层虚拟链路分割成两条或者三条 OTN层虚拟链路， 同时将新建的虚 拟链路中的业务转化到分割后的那条虚拟链路 中去， 并更新容量， 然后删除 新建的虚拟链路。 如果 P1 > P2+P3 , 则说明新建的 OTN层虚拟链路的能耗较 小， 基于能耗最小原则， 选择新建的 OTN层虚拟链路。

本实施例将以太网业务路径中的波长链路转换 为虚拟链路， 每一条链路 中同时包括一条 OTN层虚拟链路和一条分组层虚拟链路，并比较 新建的 OTN 层虚拟链路与旧的 OTN层虚拟链路之间的能耗大小，选择能耗最小 的虚拟链 路， 以能耗作为节点间的权重来完成业务路径规划 及波长分配， 以获得能耗 最小的路径来实现业务路由， 有利于减小以太网业务能耗。 可选的， 在完成业务路径规划后， 可通过以下方式计算已完成的路径能 耗

W _k + PR。 _a d _m N _newRoa dm；

式中 N表示该路由路径中物理链路的个数， M表示波长链路的条数，

PoTNp。 _rts _ _n 表示第 n个 OTN接口能耗， W _k 为第 k条波长链路的权重， P _R 。 _adm 表 示节点能耗， N _newR 。 _adm 表示该路由路径中首次使用的节点数量。

2、 OCH业务能耗 P _t 为：

M

Pt - Σ W _k + PR。 _a d _m N _newRoa dm；

k=l

3、 ODU或者 STM业务能耗 P _t 为：

( 1 ) 当路由路径全部是波长链路时：

M

Pt = W _k + PR _oa d _m N _newRoadm + 2X P ₀ TNports；

k=l

( 2 ) 当路由路径全部是虚拟链路时：

P = W N · 式中 W _vl 表示 OTN层虚拟链路的权重， N _vl 表示 ΟΤΝ层虚拟链路的数量 _c (3) 当路由路径由波长链路和虚拟链路混合组成时 ：

P _t = W _vl N _vl + P _W 。

4、 以太网业务能耗 P _t 为：

( 1 ) 当路由路径全部是波长链路时：

M

Pt = W _k + PR _0a d _m N _newR 。 _adm + 2 X P ₀ TNports + 2 X P _p 。 _rts ；

k=l

式中 Pp。 _rts 表示路由器接口能耗。

(2) 当路由路径全部是分组层虚拟链路时：

式中 W _v2 表示分组层虚拟链路的权重， N _v2 表示分组层虚拟链路的数量。 ( 3 ) 当路由路径既包括分组层虚拟链路也包括 ΟΤΝ层虚拟链路时：

P _t =W _vl N _{vl +} W _v2 N _{v2 +} £2P _ports . _g

g=i

式中 n _vl 表示由 OTN层虚拟链路和波长链路组成的分组层虚拟链 路的数 量。

(4) 当路由路径中既包括波长链路， 又包括分组层虚拟链路和 OTN层 虚拟链路时：

P _t = W _vl N _vl + W _v2 N _v2 + V 2P _ports . _g + P _w 。

以下实施例请一并参照图 5至图 10。 假设每条链路代表一对带宽相同方 向相反的单向光纤， 每条光纤上有 4个波， 即 4个波长链路， 每个波的最大 带宽为 40G, 每条光纤上的放大器数量都为 2, 发射机消耗的能耗为 Ρ _τ , 接 收机消耗的能耗为 P _R ,放大器消耗的能耗为 P _EDFA ,则每条物理链路上的权重 为 W = P _T + P _R + 2P _EDFA , 并假设所有业务连接请求、 波长链路和虚拟链路都 是双向的。

图 5 为本发明实施例中网络设备能耗数据表。 图 6 为本发明实施例中

POTN网络的拓朴集合图。 图 7为本发明实施例中待规划的业务信息表。 图 8 为本发明实施例中业务经过的实际物理链路和 虚拟链路表。 图 9为本发明实 施例中虚拟链路信息表。 图 10为本发明实施例中规划之后的拓朴集合图， 包 括物理链路中的波长链路和虚拟链路。

首先初始化拓朴集合图， 获得图 6所示的拓朴集合图， 图中各链路上标注 有链路权重的值。 并对各业务排序， 获得图 7所示的已按要求排序好的待规划 的业务信息表， 这里假设所有的业务为无保护， 有保护的情况跟无保护情况 的寻路方式一样。

对所有业务进行路径规划， 首先取业务 1 , 业务 1是 OCH业务， 在集合图 上按 Dijkstra算法寻路， 寻到路径为 A-D、 D-E、 E-F, 分别占用这三段链路中 的一条波， 此时 A-D、 D-E、 E-F分别还剩下 3条波。 建立一条 OTN层虚拟链路 A-F, 经过的物理链路为 A-D、 D-E、 E-F, 由于 OCH业务是直接承载在波中进 行传输的， 因此此条虚拟链路的剩余容量为 0, 不能再容纳新的业务。 将新建 的 OTN层虚拟链路 A-F和对应的权重添加到拓朴集合图中，同时更 新虚拟链路 容量， 计算业务 1消耗的能耗， 业务 1规划完毕。

对于业务 2, 为 ODU业务， 在集合图上按 Dijkstra算法寻到的路径为 A-B、 B-C, 因为 A-F虚拟链路的容量为 0, 所以不选择这条链路， 新建 OTN层虚拟 链路 A-C, 经过的物理链路为 A-B、 B-C, 每段链路中还剩下 3条波， 将新建的 OTN层虚拟链路 A-C和对应的权重添加到拓朴集合图上， 同时更新虚拟链路 容量， 波中高级 ODU为 ODU2, 高级 ODU2的剩余容量为 0, 计算业务 2消耗的 能耗， 业务 2规划完毕。

对于业务 3 , 寻到路径为 A-C、 C-I, A-C为 OTN层虚拟链路， C-I为实际物 理链路， 新建 OTN层虚拟链路 C-I, 经过的物理链路为 C-I, 更新虚拟链路 A-C 和 C-I的容量， A-C进行 ODU复用， ODU扩容成 ODU3 , ODU3中装有两个 ODU2, C-I虚拟链路中高级 ODU容器为 ODU2, 将新建的 C-I虚拟链路和对应 的权重添加到拓朴集合图上， 计算业务 3消耗的能耗， 业务 3规划完毕。

其他业务同样根据基于上述步骤进行业务路径 规划和波长分配， 对于以 太网业务， 不仅需要建立 OTN层虚拟链路， 还需要建立 ODU管道即分组层 虚拟链路。 最终获得图 10所示的拓朴集合图， 在业务路由时按照规划好的拓 朴集合图选择路径， 有利于减小业务能耗， 使整个网络能耗最优。 如图 11所示， 图 11为本发明分组光传送网络的疏导装置的第一� ��施例 的结构示意图。 本实施例提到的分组光传送网络的疏导装置， 包括： 规划路径模块 10, 其设置成按照各业务的排列顺序， 在拓朴集合图上规 划出第 i项业务中业务源节点到业务目标节点的路径� � i的初始值为 1 ;

建立链路模块 20, 其设置成当路径中包括物理链路中的波长链路 时， 拆 除波长链路， 并在拆除的波长链路的链路源节点和链路目标 节点之间建立虚 拟链路；

容量更新模块 30, 其设置成更新路径中各链路的容量；

拓朴集合图更新模块 40, 其设置成计算新建的虚拟链路的权重， 将新建 的虚拟链路和对应的权重添加到拓朴集合图上 ， 其中， i为正整数。

本实施例中， POTN网络主要分为三层， 分组层、 OTN层、 WDM层，

WDM层的拓朴实质上就是整个网络的物理拓朴 ， OTN层是由光路组成的虚 拟拓朴，分组层是由 ODU管道组成的虚拟拓朴， 由于本实施例的寻路中可以 找到的路径同时包括物理链路和虚拟链路， 因此将三个拓朴集合在一起， 组 成了一个拓朴集合图。 在规划 POTN网络时， 以如下条件为限制： POTN网 络拓朴结构根据实际应用已知， 包括节点数和节点连通情况； POTN 网络拓 朴中节点间可以有多条物理链路， 每条物理链路有两条方向相反的光纤； POTN 网络拓朴中一条光纤中有多个波， 即波长链路， 每条光纤中波数不一 定相等。 由于虚拟链路表征的是在物理拓朴中已经建立 好的路由路径， 所以 如果有新的业务连接请求在路由中需要用到这 一段虚拟链路， 只要该链路的 容量允许， 在链路上进行路由是无需任何能耗的。 因此， 本实施例在规划出 到的路径中包括的波长链路拆除， 并在拆除的波长链路两端节点之间建立虚 拟链路， 如此一来， 在业务路由时， 将物理链路和虚拟链路的能耗作为权重， 根据能耗最低原则进行业务路由， 有利于降低业务路由能耗。

在完成路径的重新规划后， 从路由经过的链路（包括物理链路和虚拟链 路） 的容量中扣除业务容量， 获得链路的剩余容量， 以备后续对下一业务的 路径进行规划时， 查看是否有足够的剩余容量满足业务容量的需 求。 此外， 如果链路中剩余容量已不足够满足业务容量的 需求， 为了确保业务的顺利路 由，可删除剩余容量小于业务容量的虚拟链路 ，例如， 当业务为 OCH业务时， 删除所有剩余容量小于业务容量的虚拟链路， 当业务为 ODU业务或者 STM 业务， 则删除所有剩余容量小于业务容量的分组层虚 拟链路。 本实施例中， 当虚拟链路的容量允许时， 在链路上进行路由是无需任何能耗的， 因此虚拟 链路的权重可以表示为： OTN层虚拟链路的权重 W _vl =0.01 , 分组层虚拟链路 的权重 W _v2 =0。 将新建的虚拟链路和对应的权重添加到拓朴集 合图上， 以供 下一业务寻路， 本项业务规划完毕。

本实施例将路径中的波长链路转换为虚拟链路 ， 以能耗作为节点间的权 重来完成业务路径规划及波长分配，以获得能 耗最小的路径来实现业务路由， 有利于减小业务能耗， 使整个网络能耗最优。 可选的， 当第 i项业务为 OCH业务时， 建立链路模块 20设置成： 当找到的路径包括物理链路中的波长链路时， 拆除波长链路， 并在拆除 的波长链路的链路源节点和链路目标节点之间 建立 OTN层虚拟链路；

当找不到路径时， 则判定业务寻路失败。

本实施例中， 当业务类型为 OCH业务时， 由于在排序时， OCH业务排在 最前端， 此时找到的路径基本上全部是波长链路， 波长链路是指包含于物理 链路的一条波， 拆除这些波长链路， 即将该波从相对应的物理链路中删除， 建立一条直连源节点和目的节点的 OTN层虚拟链路。 如果找不到路径， 则表 示业务建路失败， 进行下一个业务的路径规划。

本实施例将 OCH业务路径中的波长链路转换为虚拟链路，以 能耗作为节 点间的权重来完成业务路径规划及波长分配， 以获得能耗最小的路径来实现 业务路由， 有利于减小 OCH业务能耗。 可选的， 当第 i项业务为 ODU或者 STM业务时， 建立链路模块 20设置 当找到的路径包括物理链路中的波长链路时， 拆除波长链路， 在拆除的 波长链路的链路源节点和链路目标节点之间建 立 OTN层虚拟链路；

当找到的路径包括 OTN层虚拟链路时， 保留 OTN层虚拟链路； 链路中， 且旧的 OTN层虚拟链路的容量满足第 i项业务的容量需求时， 将旧 的 OTN层虚拟链路拆分为多条 OTN层虚拟子链路；

计算多条 OTN层虚拟子链路的能耗之和 P1、新建的 OTN层虚拟链路的 能耗 P2、 旧的 OTN层虚拟链路的能耗 P3；

当 P1 P2+P3时， 拆除新建的 OTN层虚拟链路， 并将旧的 OTN层虚拟 链路按照拆分的多条 OTN层虚拟子链路建立虚拟链路；

当 PI > P2+P3时， 保留新建的 OTN层虚拟链路；

当找不到路径时， 则判定业务寻路失败。

本实施例中， 当业务类型为 ODU或 STM业务时， 包括以下几种情况： 第一种情况， 如果找到的路径全部是波长链路， 则拆除这些波长链路， 建立一条直连源节点和目的节点的 OTN层虚拟链路；

第二种情况， 如果该路径经过的链路全部是 OTN层虚拟链路， 则保留这 些 OTN层虚拟链路；

第三种情况， 如果该路径经过的链路既包含波长链路， 又包括 OTN层虚 拟链路， 则找出所有的波长链路集合， 拆除波长链路， 建立相应的 OTN层虚 拟链路；

第四种情况， 如果找不到路径， 则表示业务建路失败， 进行下一个业务 的路径规划。

在上述几种情况中，如果新建的 OTN层虚拟链路中包含有实际物理链路， 而这些物理链路已经包含于某条旧的 OTN层虚拟链路中， 同时已经存在的这 条旧的 OTN层虚拟链路的容量能够满足新业务容量的要 求， 则假设将这条旧 的 OTN层虚拟链路分割成两条或三条 OTN层虚拟子链路， 计算这几条虚拟子 链路消耗的能耗之和 P1 , 并计算新建的 OTN层虚拟链路和旧的 OTN层虚拟链 路消耗的能耗之和 P2+P3 , 比较两者的大小。 如果 P1 P2+P3 , 则说明这几条 虚拟子链路的能耗较小， 基于能耗最小原则， 选择旧的 OTN层虚拟链路， 将 旧的 OTN层虚拟链路分割成两条或者三条 OTN层虚拟链路， 同时将新建的虚 拟链路中的业务转化到分割后的那条虚拟链路 中去， 并更新容量， 然后删除 新建的虚拟链路。 如果 P1 > P2+P3 , 则说明新建的 OTN层虚拟链路的能耗较 小， 基于能耗最小原则， 选择新建的 OTN层虚拟链路。

本实施例将 ODU或 STM业务路径中的波长链路转换为虚拟链路， 并比 较新建的虚拟链路与旧的虚拟链路之间的能耗 大小， 选择能耗最小的虚拟链 路， 以能耗作为节点间的权重来完成业务路径规划 及波长分配， 以获得能耗 最小的路径来实现业务路由， 有利于减小 ODU或 STM业务能耗。 可选的， 当第 i项业务为以太网业务时， 建立链路模块 20设置成： 当找到的路径包括物理链路中的波长链路时， 拆除波长链路， 在拆除的 波长链路的链路源节点和链路目标节点之间分 别建立 OTN层虚拟链路和分 组层虚拟链路；

当找到的路径包括分组层虚拟链路时，则在 OTN层虚拟链路的链路源节 点和链路目标节点之间建立分组层虚拟链路；

当找到的路径包括分组层虚拟链路， 则保留分组层虚拟链路； 链路中， 且旧的 OTN层虚拟链路的容量满足第 i项业务的容量需求时， 将旧 的 OTN层虚拟链路拆分为多条 OTN层虚拟子链路；

计算多条 OTN层虚拟子链路的能耗之和 P1、新建的 OTN层虚拟链路的 能耗 P2、 旧的 OTN层虚拟链路的能耗 P3；

当 P1 P2+P3时， 拆除新建的 OTN层虚拟链路， 并将旧的 OTN层虚拟 链路按照拆分的多条 OTN层虚拟子链路建立虚拟链路；

当 PI > P2+P3时， 保留新建的 OTN层虚拟链路；

当找不到路径时， 则判定业务寻路失败。

本实施例中， 当业务类型为以太网业务时， 包括以下几种情况： 第一种情况， 如果找到的路径全部是波长链路， 则拆除这些波长链路， 分别建立一条直达源节点和目的节点的 OTN层虚拟链路和分组层的虚拟链 路；

第二种情况， 如果该路径经过的链路全部为分组层虚拟链路 ， 则保留分 组层虚拟链路；如果该路径经过的路径既包括 分组层的虚拟链路，又包括 OTN 层的虚拟链路， 则找出所有的 OTN层虚拟链路集合， 建立相应的分组层虚拟 链路；

第三种情况， 如果该路径经过的链路全部是 OTN层虚拟链路， 则建立一 条直连源节点和目的节点的分组层虚拟链路；

第四种情况， 如果该路径经过的链路既包括波长链路， 又包括分组层虚 拟链路或 OTN层虚拟链路， 或者两种虚拟链路都包括， 则先找出所有的波长 链路集合，拆除波长链路，建立相应的 OTN层虚拟链路，然后找出所有的 OTN 层虚拟链路集合， 建立相应的分组层虚拟链路， 此时， 每条链路中分别包括 了一条 OTN层虚拟链路和一条分组层虚拟链路；

第五种情况， 如果找不到， 则表示业务建路失败， 为下一业务进行业务 分配。

在上述几种情况中，如果新建的 OTN层虚拟链路中包含有实际物理链路， 而这些物理链路已经包含于某条旧的 OTN层虚拟链路中， 同时已经存在的这 条旧的 OTN层虚拟链路的容量能够满足新业务容量的要 求， 则假设将这条旧 的 OTN层虚拟链路分割成两条或三条 OTN层虚拟子链路， 计算这几条虚拟子 链路消耗的能耗之和 P1 , 并计算新建的 OTN层虚拟链路和旧的 OTN层虚拟链 路消耗的能耗之和 P2+P3 , 比较两者的大小。 如果 P1 P2+P3 , 则说明这几条 虚拟子链路的能耗较小， 基于能耗最小原则， 选择旧的 OTN层虚拟链路， 将 旧的 OTN层虚拟链路分割成两条或者三条 OTN层虚拟链路， 同时将新建的虚 拟链路中的业务转化到分割后的那条虚拟链路 中去， 并更新容量， 然后删除 新建的虚拟链路。 如果 P1 > P2+P3 , 则说明新建的 OTN层虚拟链路的能耗较 小， 基于能耗最小原则， 选择新建的 OTN层虚拟链路。

本实施例将以太网业务路径中的波长链路转换 为虚拟链路， 每一条链路 中同时包括一条 OTN层虚拟链路和一条分组层虚拟链路，并比较 新建的 OTN 层虚拟链路与旧的 OTN层虚拟链路之间的能耗大小，选择能耗最小 的虚拟链 路， 以能耗作为节点间的权重来完成业务路径规划 及波长分配， 以获得能耗 最小的路径来实现业务路由， 有利于减小以太网业务能耗。 如图 12所示， 图 12为本发明分组光传送网络的疏导装置的第二� ��施例 的结构示意图。 本实施例在图 11所示实施例的基础上， 增加了业务排序模块 50, 其设置成：

按各业务的种类排序，将 OCH业务排列在最前， ODU业务和 STM业务 次之， 以太网业务排列在最后；

将 OCH业务按业务容量从大到小依次排列， ODU和 STM业务按业务容 量从大到小依次排列， 以太网业务按优先级从高到低依次排列。

在规划路径前， 先对各业务进行排序， 按各业务的种类排序， 将 OCH业 务排列在最前， ODU业务和 STM业务次之，以太网业务排列在最后。将 OCH 业务按业务容量从大到小依次排列， ODU和 STM业务按业务容量从大到小 依次排列， 以太网业务按优先级从高到低依次排列。 按照排列好的顺序， 从 第一个业务开始， 选择一个业务进行路径规划， 在拓朴集合图中釆用迪科斯 彻算法 （Dijkstra's algorithm )进行寻路。 此外， 也可先根据拓朴集合图建立 一个副本图， 在副本图中进行寻路。 可选的， 拓朴集合图更新模块 40还设置成：

计算拓朴集合图中第 j段物理链路的权重 Wj = P _T + N。 X P _A +P _R ; P _T 为第 j 段物理链路中光发射机的能耗， P _A 为第 j段物理链路中光放大器的能耗， P _R 为第 j段物理链路中光接收机的能耗， N。为第 j段物理链路中光放大器的个 数；

将第 j段物理链路的权重 Wj更新到拓朴集合图中对应的物理链路上。 在拓朴集合图中规划出到的路径可能包括物理 链路中的波长链路和 /或 虚拟链路。 在网络初始化的阶段， 计算拓朴集合图中的各链路的权重， 由于 初始状态下波长信道的容量并未被占用， 所以此时的边均为实际物理链路。 本实施例中以能耗作为节点间的权重， 物理链路所占能耗通常包括链路上的 光发射机、 光放大器和光接收机的能耗之和， 计算拓朴集合图中第 j段物理 链路的权重 Wj = P _T + No X PA+PR, 其中， P _T 为第 j段物理链路中光发射机的 能耗， P _A 为第 j段物理链路中光放大器的能耗， P _R 为第 j段物理链路中光接 收机的能耗， N。为第 j段物理链路中光放大器的个数。 这里 N。的值可由链路 的实际长度和隔多远放一个放大器的比值决定 。 将第 j段物理链路的权重 Wj 更新到拓朴集合图中对应的物理链路上， 完成对拓朴集合图的初始化。 可选的， 在完成业务路径规划后， 可通过以下方式计算已完成的路径能 耗。

1、 业务在波长链路集合上传输所需的能耗 P _w 为： W _k + I 。 _a d _m N _newR o _a dm；

式中 N表示该路由路径中物理链路的个数， M表示波长链路的条数，

Po™ _P 。 _rts - _n 表示第 n个 OTN接口能耗， W _k 为第 k条波长链路的权重， P _R 。 _adm 表 示节点能耗， N _newR 。 _adm 表示该路由路径中首次使用的节点数量。

2、 OCH业务能耗 P _t 为：

M

Pt - Σ W _k + PR。 _a d _m N _newRoa dm；

k=l

3、 ODU或者 STM业务能耗 P _t 为：

(1) 当路由路径全部是波长链路时：

M

Pt = W _k + PR _oa d _m N _newRoadm + 2 X P ₀ TNports；

k=l

(2) 当路由路径全部是虚拟链路时：

P = W N ·

式中 W _vl 表示 OTN层虚拟链路的权重， N _vl 表示 ΟΤΝ层虚拟链路的数量。 (3 ) 当路由路径由波长链路和虚拟链路混合组成时 ：

P _t = W _vl N _vl +P _W 。

4、 以太网业务能耗 P _t 为：

(1) 当路由路径全部是波长链路时：

M

Pt = W _k + PR _0a d _m N _newR 。 _adm + 2 X P ₀ TNports + 2 X P _p 。 _rts ；

k=l

式中 Pp。 _rts 表示路由器接口能耗。

(2) 当路由路径全部是分组层虚拟链路时：

式中 W _v2 表示分组层虚拟链路的权重， N _v2 表示分组层虚拟链路的数量。 ( 3 ) 当路由路径既包括分组层虚拟链路也包括 ΟΤΝ层虚拟链路时：

P _t =W _vl N _{vl +} W _v2 N _v2+ ¾2P _ports . _{g ;}

g=i

式中 n _vl 表示由 OTN层虚拟链路和波长链路组成的分组层虚拟链 路的数 量。

(4) 当路由路径中既包括波长链路， 又包括分组层虚拟链路和 OTN层 虚拟链路时：

P _t = W _vl N _vl + W _v2 N _v2 + ¾ 2P _ports - _g + P _w 。

g=i

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全 部或部分步骤可通过程序 来指令相关硬件完成， 所述程序可以存储于计算机可读存储介质中， 如只读 存储器、 磁盘或光盘等。 可选地， 上述实施例的全部或部分步骤也可以使用 一个或多个集成电路来实现。 相应地， 上述实施例中的各模块 /单元可以釆用 硬件的形式实现， 也可以釆用软件功能模块的形式实现。 本发明不限制于任 何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例， 并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效 结构或等效流程变换， 或直接 或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包 括在本发明的专利保护范围内。

工业实用性

本发明实施例将路径中的波长链路转换为虚拟 链路， 以能耗作为节点间 的权重来完成业务路径规划及波长分配， 以获得能耗最小的路径来实现业务 路由， 有利于减小业务能耗， 使整个网络能耗最优。