用于管理光分配网络的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了在光子网络中生成光路径的一种方法。使用光子网络的模型来存储描述光子网络元件之间关系的关系信息以及关于光子网络元件的配置信息。路径管理器接收请求以生成基于输入端口和一个或多个输出端口的一个或多个路径。路径管理器使用光子网络模型中存储的信息生成一个或多个候选路径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于管理光分配网络的方法和系统
技术介绍
在当今的网络世界中，几乎所有的网络通信都在某个时候在基于光纤的网络上进行。由于更多的设备彼此互连，并且采用更多的应用程序，所以通信量以非常快的速度持续上升。不仅是时时产生的大量通信量，而且其流动也随整个光网络的路径而频繁地变化。这对为了网络安全而监视网络的分析师及其对紧迫的威胁迅速采取行动的能力提出了巨大的挑战。这些威胁越来越复杂。他们需要多种处理和分析工具来并行实时地探查信号。带宽增长、协议进化以及包括DWDM的多种信号格式的当前趋势使得在没有显著增加的CAPEX和OPEX的情况下更难以追踪事件并对事件做出响应。需要灵活的网络平台来监控并选择性地拦截来自地理上不同区域的通信，将采集的光信号分配至一个或多个目的地，并且按来自远程位置的要求集中管理过程。该监测网络的边缘通常连接智能光学设备，诸如传感器、信号探针、数据存储器和其他客户设备。光信号由设备在入口进行选择和采集，并且由客户设备在网络的出口进行处理、分析、监控和存储。在入口设备采集的光信号必须以其原始模拟形式且无失真的情况下忠实地传送至其最终目的地或客户。该要求排除了使用由常规数字通信光纤网络采用的光-电-光(O-E-O)重新生成技术。该解决方案必须利用纯光学、光子信号管理技术来创建在网络的端点之间的“透明”路径。这意味着该网络平台独立于光波长、数据格式或数据速率。例如，该网络平台能够在无需硬件或甚至软件升级的情况下管理光RF模拟信号以及数字信号，诸如10G或100G。由该全光分配网络所采用的基本组件包括分光器、光放大器、波分复用器(WDM)、透明的光交叉连接设备(OXC)或光子开关(photonicswitch)以及将这些组件与边缘设备连接在一起的光纤。分光器是无源设备(不需要电电源)，该设备以规定的功率比将由单个输入光纤携带的光学功率分至多个输出光纤中。光放大器是在无需首先将光信号转换为电气信号的情况下直接放大光信号的设备。波分复用器也是无源设备，该设备分开或结合光波长。透明的光交叉连接设备是用于重新配置网络中的光信号路径的设备，该设备在不考虑光信号的数据速率或协议的情况下接收光信号。由这些光学组件构成的可重构光纤网络，连同在该网络的边缘连接的、用于信号采集、监控和分析的所有智能终端设备，提供了有效的集成的且可扩展的网络平台。该网络平台允许资源共享、管理信号采集、分配远程监控以及对在光容量方面未来增长的数据存储的灵活性和可扩展性。此外，与电子解决方案相比较，该全光分配网络解决方案将大幅降低功耗。光子开关是待管理的、配置光路径的基本元件。作为光子开关的示例，光学MEMS(微机电系统)开关的两个微反射镜(micro-mirror)被物理地操纵并以指导光信号束的角度放置，从而在该开关内生成确保信号经由所期望的端口离开该开口的光交叉连接。与基于电信号的网络设备不同，基于光子开关的光信号分配网络(OSDN)不会以与基于电的开关相同的方式读取或处理所分配的信号以为该信号确定路径。网络中光子开关的控制通过带外或带内方法来实现。带外方法需要通过单独的网络或连接访问智能光开关上的管理接口，控制说明从该管理接口被接收并由该开关进行处理以将所接收的信号指向外出端口。带内方法的情况为控制说明嵌入在光学数据通道中，并且当由开关接收时，在被处理之前，必须从光学数据中分离出来。在光网络上行进的增大的网络通信量以及不断变化的通信模式流已经导致分析这种通信的实体建设由许多智能光开关组成的特殊(ad-hoc)光网络。这些开关彼此互连，并且具有各种光学输入信号。这种类型的特殊光网络的特点是在设备边缘之间的临时连接。当网络操作者希望对特定输入信号执行数据分析时，该输入信号被引导至具有连接至数据分析系统的输出端口或能够读取和分析信号的探针的网络边缘设备。然而，由于这些特殊网络持续增长，所以通过这些网络手动创建和配置路径变得非常困难且耗费时间。而且，因为现有网络管理系统依赖电开关的具体属性，所以它们不支持光子开关的路径生成。因此，出现了新兴的、建立灵活的、可扩展的且透明的光信号分配网络的需要，以将渐增的光信号量连接至不断扩大的信号处理装置。在本文中描述的方法是可追求的方法，而不一定是以前已经构思或追求的方法。因此，除非另有说明，不应仅由于其包括于本文中而将本文中所描述的任何方法假设作为现有技术。附图说明本专利技术通过示例的方式(而非限制的方式)在附图的图像中示出，其中，相同的附图标记指令相同的元件，在附图中：图1是示出了实施方式可在其中实施的环境的框图。图2是示出了实施方式中的光开关的框图。图3是示出了实施方式中的路径管理器的框图。图4是示出了实施方式中可由路径管理器管理的示例特殊光子网络的框图。图5是示出了实施方式可在其上实施的示例计算系统的框图。具体实施方式在下面的描述中，出于解释的目的，阐明了许多具体细节以提供对本专利技术的全面理解。然而，显而易见的是，可在没有这些具体细节的情况下实行本专利技术。在其他示例中，众所周知的结构和设备以框图方式示出，以避免不必要地模糊本专利技术的。总体概述光子网络部分地由通过采用反射镜或其它物理机制指引光子介质上携带的信号路径来使光信号方便方向。在大型特殊光子网络中，即使当网络操作者知道输入信号用哪个端口进入网络以及哪个端口代表所期待的输出端口时，为给定信号确定通过网络的合适路径也是很困难的。在实施方式中，保持了用于光子网络的网络模型。该网络模型可以存储在数据库、文本文件或平面文件、存储器或任何其他计算机可读存储介质中。该模型包括与光子网络体系结构相关的任何或所有信息，包括信号放大器的位置、是否使用资源(诸如开关上的端口)以及分光器(splitter)的位置。该模型还包括描述光子网络元件(诸如交叉连接开关、光链路、放大器、分光器、端口、WDM、输入信号源)之间关系的关系信息以及可描述数据分析系统或探针的特征的输出信息。该网络内元件的顺序也可以在网络模型中进行描述。配置信息也存储在网络模型中。配置信息描述了实施方式中每个网络元件的当前状态。历史和“测试”配置信息也可以存储在网络模型中。在实施方式中，使用路径管理器以基于期望的输入端口和一个或多个输出端口生成路径。例如，路径管理器可接收来自需要在一个或多个已知输出端口对来自已知输入端口的信号进行分析的网络操作者的路径生成请求。在实施方式中，路径管理器使用存储在网络模型中的关系信息来生成可用于满足请求的一个或多个路径。路径管理器可从候选路径中选择路径，或可通过用户界面将候选路径呈现给网络操作者，以便网络操作者可从候选路径列表中选择路径。然后，在实施方式中，通过采用管理界面将指令发至路径的元件(诸如光子开关)来自动配置所选择的路径。路径管理器环境图1示出了可在其中根据实施方式实施用于光子网络的路径管理器的逻辑环境的框图。参照图1，该环境一般包括路径管理器100、客户端110、光学开关120-130。在图1所示的实施方式中，路径管理器100可通信地联接至客户端110和光开关120-130。路径管理器100通过网络连接(诸如本地网络连接或因特网)被连接至光开关120-130。客户端110也通过网络连接连接至路径管理器100。在实施方式中，用于将路径管理器100连接至光开关12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：维持光子网络模型，其中，所述光子网络模型存储：a)关系信息，描述光子网络中的多个网络元件之间的关系；以及b)配置信息，描述所述多个网络元件中的每个网络元件的当前状态；接收路径生成请求，所述路径生成请求包括第一端口标识符和第二端口标识符，其中，所述第一端口标识符表示输入端口，并且所述第二端口标识符表示第一输出端口；至少部分地基于所述关系信息和所述配置信息生成一个或多个候选路径，所述一个或多个候选路径起始于所述输入端口并终止于至少所述第一输出端口；其中，所述方法由一个或多个计算设备执行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.14 US 61/547,511;2012.04.27 US 13/459,0621.一种用于管理纯光子光分配网络的方法，其包括：维持光子网络模型，所述光子网络模型基于不需要纯光子光束的网络输入端口与网络输出端口之间的电-光转换或光-电转换的纯光子元件，其中，所述光子网络模型存储：a)关系信息，描述所述光子网络中的多个网络元件之间的关系；以及b)配置信息，描述所述多个网络元件中的每个网络元件的当前状态；接收路径生成请求，所述路径生成请求包括第一端口标识符和第二端口标识符，其中，所述第一端口标识符表示所述纯光子光束的输入端口，并且所述第二端口标识符表示第一输出端口；至少部分地基于所述关系信息和所述配置信息生成所述纯光子光束的候选路径，所述候选路径起始于所述输入端口并终止于至少所述第一输出端口；以及确定所述纯光子光束的所述候选路径的可能路由，其中，所述方法由一个或多个计算设备执行。2.根据权利要求1所述的方法，其中，利用所述关系信息和所述配置信息通过执行以下步骤来确定所述可能路由：步骤a)：将所述网络输入端口与网络模型数据中的已知的网络拓扑结构信息中的设备相匹配来确定输入开关；步骤b)：通过使用所述网络模型数据中存储的网络拓扑结构信息将作为初始请求的一部分提供的所述网络输出端口与一个或多个开关相匹配来检测所有的候选输出开关；步骤c)：将每个候选输出开关与所述输入开关相比较以查看它们是否为同一开关，如果是这样，那么将该候选输出开关指定为一个可能路由；步骤d)：如果候选输出开关并不是输入开关，那么对与该候选输出开关有上游关系的开关进行检查，对于尚未进行检查的每个上游开关，将该上游开关与输入开关相比较，以查看它们是否为同一开关，如果是这样，那么将该上游开关与其下游开关指定为另一可能路由；步骤e)：重复步骤c)和步骤d)以对上游开关进行递归式检查，以确定它们是否匹配输入开关；以及步骤f)：当已对所有上游开关和输出开关完成了步骤c)时，将获得的可能路由的列表存储在存储器中以在选择可能路径时使用，其中，所述路径生成请求还包括表示第二输出端口的第三端口标识符，并且所述候选路径起始于所述输入端口并终止于至少所述第一输出端口和所述第二输出端口。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：至少部分地基于与所述第一输出端口相关联的功率需求生成所述候选路径的排序列表。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：至少部分地基于每个所述候选路径的资源使用生成所述候选路径的排序列表。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：至少部分地基于候选路径中的一个或多个放大器的位置生成所述候选路径的排序列表。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：至少部分地基于候选路径中从所述输入端口至所述输出端口的跳跃数生成所述候选路径的排序列表。7.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述候选路径包括：确定一个或多个潜在光子网络路由，其中所述潜在光子网络路由中的每个都识别能够支持通过网络的纯光子路径的一个或多个光子开关；以及至少部分地基于存储在所述光子网络模型中的当前配置信息从所述一个或多个潜在光子网络路由中确定候选路径。8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述候选路径中的至少一个包括光回送链路。9.根据权利要求1所述的方法，还包括：生成所述候选路径的排序列表；至少部分地基于所述候选路径的排序列表，选择用于配置的候选路径；以及根据所选路径的需求自动配置多个光开关。10.根据权利要求1所述的方法，还包括：生成所述候选路径的排序列表；以及使候选路径的所述排序列表被显示在客户端计算系统的用户界面处。11.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：何雄伟，
申请(专利权)人：格雷姆格拉斯网络公司，
类型：发明
国别省市：美国;US