基于路径分离的ASON网络多故障保护方法技术

基于路径分离的ASON网络多故障保护方法，是通过对传统的用于动态网络的在线计算的启发式算法TSA(Three?Step?Algorithm)进行合理改进，不对网络拓扑中业务路径上的链路进行删除，为每个连接请求建立链路分离的工作路径和两条保护路径，同时进行预留资源共享，解决多故障情况下TSA算法的陷阱问题，提高了链路资源利用率。本发明专利技术所提出的方法，对链路提供二次故障保护，降低了通信中断的概率，减小阻塞率，增强了系统的稳定可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于自动交换光网络(Automatic Switched Optical Network) 的二次链路故障路径保护方法，属于电力系统通信

技术介绍
目前，自动交换光网络(ASON)是指应用于G. 803定义的同步数字体系(SDH)传送网和G. 872定义的光传送网的自动交换传送网。与传统的光传送网相比较，ASON的最大的特点是引入了一个独立的控制平面，并在控制平面中引入了路由、信令和链路管理等机制， 以实现连接自动管理。引入ASON技术可实现业务快速提供和扩展、网络资源的动态优化、 业务光层的快速恢复和提供新型的业务类型如按需分配带宽、波长业务服务和光虚拟专网 (OVPN)等方面，满足资源动态分配、高效保护恢复能力及波长应用新业务等方面的要求。 ASON被视为具有自动交换功能的下一代光传送网，并成为下一代光网络的核心技术之一。 电力通信网作为专用通信网，对网络系统稳定性和可靠性有着较高的要求，因此，为了建设一个安全性高、生存性好、易于管理和维护的信息承载网络，在电力通信网络中引入ASON 的技术是发展的必然趋势。网络生存性泛指网络经受各种故障，甚至是灾难性大故障后仍能维持服务连续性的能力。单链路故障是指单条链路在一个时间点失效，双链路故障是指两条链路在一个重叠的时间段内先后发生故障，即在第一个故障被修复之前又发生了第二个故障，造成了两个同时发生的故障，多次故障以此类推，三次以上故障发生的概率相对于二次故障来说较小。如果缺乏有效地生存性机制来恢复故障链路的网络需求，网络故障就会造成业务通道长时间不可用。网络的生存性技术分为网络的保护和恢复技术。自动交换光网络的生存性机制分为保护机制和恢复机制。保护机制是指网络预留特定的冗余容量，为失效通道提供备用通路，将受损的业务倒换到备用通路上传送。由于备用通路是预留的，恢复受损业务的速度快，属于静态保护方式。网络保护的节点设备是光分叉复用器。恢复机制是指在链路故障发生时，动态的利用网络中的冗余容量作为备份信道传输原来工作路径上的数据。单条或者多条的保护通道可以被多条工作路径信道共享。恢复机制恢复故障比保护机制需要更多的时间用于决定使用哪条可用的通道作为保护通路。TSA算法可用于动态网络的在线计算，主要思想是对于一个连接请求，先计算最短路径作为工作路径，将工作路径上的链路在网络拓扑中删除后，再计算第一条保护路径，将第一条保护路径上的链路在网络拓扑中删除后，计算第二条保护路径。对于二次链路故障， 还有一些整数线性规划算法(ILP)算法的研究，但这些算法都基于静态网络，且在一些拓扑中无法找到第二条保护路径。
技术实现思路
由于TSA算法选择第一条保护路径时会先把工作路径上的链路在网络拓扑中删除，选择第二条保护路径时将第一条保护路径上的链路在网络拓扑中删除，这样就很可能会出现工作路径和保护路径不是链路分离的情况，即两者会拥有相同的链路段，如果出现链路故障的段是路径共有的一段，那么就会导致所有路径都无法使用，这样就不利于故障恢复，不能实现有效保护链路，容易陷入陷阱问题(链路分离导致陷阱)；而如果有两条路径拥有相同的保护路径，特别地，出现二次故障时，假设两条路径拥有相同的第二条保护路径，此时第一条保护路径还没有恢复，这两条路径就会转移使用第二条保护路径，如果这条保护路径没有预留足够大的带宽资源，那么就会无法提供有效保护(资源共享导致陷阱)。 为克服传统TSA算法的这些缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种基于路径分离的ASON网络中多故障的保护方法，通过对传统的用于动态网络的在线计算的启发式算法 TSA进行合理改进，而且为保护路径预留足够多的资源并允许保护路径上预留资源的共享， 提高了资源利用率，对链路提供二次故障保护，减小阻塞率，根据业务请求的带宽大小，保护路径的选择问题进行灵活的配置保护。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下一种基于路径分离的ASON网络中多故障的保护方法，采用一种预留资源配置方案来为保护路径的预留资源共享使用提供条件，预留资源的大小由两条工作路径的需求来决定，假设有两条工作路径拥有相同的第二条保护路径，这样即使在工作路径和第一条保护路径同时失效的情况下，可以转向第二条保护路径利用资源共享也可以正常工作，这样就可以保证实现二次链路故障恢复。采用一种中间机制来解决由于TSA算法本身的局限性导致连接阻塞的这种陷阱问题，不去删除路径在网络拓扑中的链路，而是对中继链路重新设置新的较大的链路代价， 为每个连接请求都建立链路分离的工作通路和两条保护路径。首先采用Dijkstra算法在网络拓扑图中找出源节点和目的节点间的最短路径，接着更新链路代价，进行第一条保护路径的选择，如果能找到就进行第二条保护路径的选择，如果无法找到就对中间链路(这里称工作路径上的除了与源节点和目标节点相连的两条链路之外的每一条链路为中间链路) 的集合里面的任一链路代价增大到一个很大的值，目的是使该段路径不会被选择使用，然后来寻找第一条保护路径。同样的道理进行第二条保护路径的选择，在选择之前同样需要更新链路代价，如果无法找到，就把新的工作路径上的中间链路组成新的中间链路集合，在新的中间链路集合里取出新的链路，把其链路代价同样增大到一个很大的值，去寻找第二条保护路径，找到链路分离的工作路径和两条保护路径后就接受业务请求。本专利技术能够实现网络链路出现两次故障时，迅速使用第二条保护路径，同时实现共享保护路径的带宽资源，满足电力系统各实时业务对电力通信的稳定可靠性要求，把通信中断时间减到最小，减小网络出现阻塞的概率，为电网的安全稳定运行提供有效通信保障，具有良好的经济效益和社会效益。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为本专利技术共享保护带宽预留示意图。图2为本专利技术链路分离陷阱解决方案示意图。图3为本专利技术链路分离陷阱解决方案示意图。图4为本专利技术链路分离陷阱解决方案示意图。具体实施例方式下面参照附图对本专利技术作进一步详细描述。本方法的网络模型和符号定义对ASON网络可以用一个图 σ=(Γ,尾不幻来表示，其中F代表网络节点的集合，￡代表网络中链路的集合，Λ代表光纤链路上可用波长集合。本文假设所有链路均为双向链路，所有光交换节点(oxc)具有完全波长变换能力。ν :G中任意一个节点。e :G中任意一条双向光纤链路。Ce :表示链路5的基本链路代价。Cie 表示链路^的动态链路代价，由Cf和网络状态决定。APa , BPx 请求η的工作路径和保护路径，其中&Dsl , 分别为第一条保护路径和第二条保护路径。T(e),F(eXR(e\W(e)分别代表光纤链路上的总波长，空闲波长，预留波长和已用波长容量,Τ(β) = He)+R(,e)+；Ra , Ki分别代表保护路径通过链路e的业务请求预留带宽最大值和次大值。在图1中，假设代表光纤链路e上的预留波长，预留波长是为保护路径预留使用的，每条保护路径上的链路都为需要保护的呼叫请求预留相应的预留波长，预留波长可以用作共享。只有链路e能满足条件为掛句+ ,才能保证链路6实现二次链路故障恢复。如图1所示路径D通过链路2，假设业务请求带宽占2个波长，路径/-J通过链路1，业务带宽请求占1个波长，D的第一条保护路径通过链路本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．基于路径分离的ＡＳＯＮ网络多故障保护方法，其特征是通过对传统的用于动态网络的在线计算的启发式算法ＴＳＡ进行合理改进，找出潜在的链路分离路径，对业务传送提供并发二次故障保护，降低端到端通信中断的概率，提高链路资源利用率，减小阻塞率。

【技术特征摘要】
1.基于路径分离的ASON网络多故障保护方法，其特征是通过对传统的用于动态网络的在线计算的启发式算法TSA进行合理改进，找出潜在的链路分离路径，对业务传送提供并发二次故障保护，降低端到端通信中断的概率，提高链路资源利用率，减小阻塞率。2.根据权利要求1所述的基于路径分离的ASON网络中多故障的保护方法，其特征是首先找出工作路径，如果不能找到链路分离的第一条保护路径，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭经红，吴中贤，李炳林，崔丹奇，刘世栋，田文峰，郭云飞，姚继明，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：84