一种全光网络中基于受限监测资源的监测迹设计方法技术

本发明专利技术公开了一种全光网络中基于受限监测资源的监测迹设计方法，针对全光网络中监测资源受限的单链路故障监测问题，通过波长预路由、监测迹设计和波长路由适配等过程逐步减小由无法定位的不明确链路故障引起的业务损失，从而有效地解决监测资源不足时的单链路故障监测问题，满足用户需求的服务质量并实现在大容量的全光网络中的故障监测、快速定位。同时，本发明专利技术还具有逻辑简单、运算复杂度相对较低等特点。

Design method of monitoring trace based on limited monitoring resources in all optical network

The invention discloses an all-optical network monitoring trace design method based on limited resource monitoring, monitoring for resource constrained single link failure detection problem in all optical networks, wavelength routing, monitoring trace through the pre design and wavelength routing adaptation process gradually decreases caused by the unclear legal position of the link failure loss of business, in order to effectively solve the problem of single link failure monitoring monitoring lack of resources, meet the needs of users of the service quality and achieve rapid fault detection and location in the all-optical network in large capacity. At the same time, the invention also has the characteristics of simple logic and relatively low computational complexity.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于波分复用的全光网络
，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。
技术介绍
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(monitoringcycle)来减少所需的监测器数量的设计方案。2008年监测迹(monitoringtrail)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:IntegerLinearProgramming)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(RandomCodeAssignmentandRandomCodeSwapping)；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(MonitoringTrailAllocation)。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。
技术实现思路
本专利技术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。为实现上述专利技术目的，本专利技术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＝{dij本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种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＝{dij}(i,j＝1,2,...,N)，其中dij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遍历业务需求矩阵集合D＝{dij}，利用带权重调节的最短路径算法计算业务需求矩阵集合D中每一对业务需求的业务路由，输出业务路由集合其中，表示从节点i到节点j的第n(1≤n≤dij)对业务需求对应的业务路由；同时确定出各个链路上承载的业务路由的数目，即波长数I＝{Iij}；(4)、设计第k次迭代时时的监测迹方案根据波长数I＝{Iij}，在满足监测迹条数上限要求M的情况下，利用基于动态阈值权重调整策略设计第k次迭代时的监测迹方案，再输出该监测迹方案中的监测迹集合T和不明确链路集合NonUALs；(5)、波长路由适配采用波长路由适配算法对第k次迭代时业务路由集合R'中的业务路由进行调整，减小不明确链路集合NonUALs中的单条不明确链路上承载的最大波长数即业务损失，得到第k次迭代后的最小业务损失obj和适配后的业务路由集合R；(6)、更新当前最小业务损失min_obj将第k次迭代中的最小业务损失obj与当前最小业务损失min_obj进行比较：如果obj＜min_obj，则更新当前最小业务损失min_obj←obj，以及对应的最小监测迹集合min_T←T和最小业务路由集合min_R←R；否则，保持不变；(7)、更新迭代计数k并判断迭代条件如果迭代次数累计到k＝K或min_ob＝0时，则输出当前最小业务损失min_obj及其对应的监测迹集合min_T和业务路由集合min_R，算法终止；否则，如果代次数k＜K，则将迭代次数k累计加1，跳转入步骤(2)。...

【技术特征摘要】
1.一种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...

【专利技术属性】
技术研发人员：任婧，袁加宇，邹欣钰，徐世中，赵阳明，陈欢，王阳，王雄，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51