專利名稱:一種高效嵌套無線激光通信網絡通用標記交換網絡技術的制作方法
技術領域:
本發(fā)明屬于光網絡技術及其實現領域,其實施涉及無線激光通信,涉及無線激光通信網絡組建和運行,涉及通用多協議標簽交換(Generalized Multi-protocol label Switching,GMPLS),涉及GMPLS改造和拓展,涉及無線激光通用多協議標簽交換(Wireless Laser Generalized Multi-protocol label Switching,WLGMPLS),涉及WLGMPLS標簽交換路徑(WLGMPLS Label Switched Path,WLLSP)分級技術,涉及WLLSP嵌套。
背景技術:
無線激光通信帶寬比美光纖,無線激光通信提供類似運行光纖傳輸的速率,可在無法或不方便鋪光纖的環(huán)境中實現;無線激光通信的傳輸擺脫了有線介質的束縛,可支持移動通信,具備不受環(huán)境等約束而追求最優(yōu)化支持業(yè)務、高效使用通信資源等建網通信的優(yōu)勢,同時,無線激光通信擁有的微波通信無法比擬的大帶寬,以及微波無法比擬的窄波束而帶來的物理上的保密安全性,使得無線激光通信對深空通信,是取代微波通信成為新一代衛(wèi)星——衛(wèi)星通信、衛(wèi)星——大氣飛行器通信、大氣飛行器—大氣飛行器通信等的主要通信手段;無線激光通信對空地通信,是取代微波通信成為新一代衛(wèi)星——地面、大氣飛行器——地面通信等的主要通信手段;無線激光通信對海事通信,是取代微波通信成為新一代衛(wèi)星——艦船、大氣飛行器——艦船、艦船——艦船、船——岸通信等的主要通信手段;無線激光通信對地面通信,在不能或不便鋪設線纜、在會展中心通信骨干、港口通信骨干、人煙稀少的地區(qū)通信骨干等方面,作為通信主體有其獨特優(yōu)越性。無線激光通信正成為光通信一個新的熱點。
對光纖,光傳播速率約為200km/ms左右,而對無線激光通信,光傳播速率約為380km/ms,可見,光傳輸信息在無線激光通信鏈路中的速度遠大于其在光纖鏈路中的速度。并且無線激光設備的處理速度不小于光纖設備的處理速度,無線激光通信有著特別重要的的軍事用途和廣闊的民用市場,得到業(yè)界大力研發(fā),例如以色列的Oraccess公司和Tel-Aviv大學合作,于2001年8月研發(fā)出的無線激光通信系統(tǒng),傳輸速率達10Gbps;韓國Kwangwoon大學于2000年實現了1.2km距離上4×10Gbps的多波道傳輸,并于2001年9月進行了1.7km×2距離上的10Gbps、4×10Gbps、8×10Gbps的傳輸實驗;美國Lucent公司在2001年實現了160Gbps的無線激光信號數據通信;1995年,Trex Enterprises公司的第一代大氣飛行平臺無線激光通信機(1asercom)通信距離達150km,傳輸速率為1.2Gbps,同年,分別屬于美國和日本的兩顆衛(wèi)星在近40000km的距離上成功進行了數據通信;1996年,美日兩國進行了長達三個月的衛(wèi)星與地面站的無線激光通信實驗;德國航空航天中心2005年成功進行了大氣平流層至地面10Gbps無差錯數據傳輸試驗。NASA,JPL and MIT為2009年升空的火星探測飛船開發(fā)的無線激光通信距離達1.4億公里;從六十年代末至今,我們一直從事無線激光通信技術及其實現研究,取得若干國家級獎勵成果。
以激光作載波、以大氣或自由空間作傳輸媒介的無線激光通信,其通信距離,近至數百米,遠至數千公里,近年,光通信業(yè)界大力開發(fā)無線激光寬帶服務,例如美國圣地亞哥Terrick公司在洛杉磯、日本郵政省在城市大樓間、俄羅斯在莫斯科、圖拉、新西伯利亞、瓦洛涅什等地成功運行無線紅外激光通信;在悉尼奧運會上,Terabeam公司成功地使用無線激光通信設備進行圖像傳送,并在西雅圖的四季飯店成功地實現了利用無線激光通信設備向客戶提供100Mb/s的數據連接。
接入因特網骨干的重要鏈路——衛(wèi)星通信借助于寬帶無線激光網絡才能最好地實現,無線激光發(fā)信機(電光變換)、無線激光收信機(光電變換)、無線激光通信網絡交換技術及其實現于無線激光節(jié)點、懸空無線通信平臺姿態(tài)控制技術及其結合無線通信的實現(例如美國的電暈離子推進器大氣無線通信平臺姿態(tài)控制、各國的大氣外衛(wèi)星姿態(tài)控制)、ATP(即捕獲、跟蹤、瞄準)技術以及自適應技術等為點對點無線激光通信鏈路,為無線激光通信網絡的全面開發(fā)奠定良好根基。
GMPLS中用于控制信道管理、鏈路所有權關聯、鏈路連接性驗證和故障管理的鏈路管理協議(LinkManagement Protocol,LMP),通過LMP建立起來的分組控制通道承載路由、信令信息、管理信息的傳送。LMP建立控制信道后,節(jié)點通過基于流量工程擴展的開放式最短路徑優(yōu)先(Open Shorted Path First-TrafficEngineering,OSPF-TE)路由協議交換網絡拓撲和狀態(tài)分布信息,GMPLS可利用Opaque Link StateAdvertisement(Opaque LSA)功能來攜帶更多的鏈路狀態(tài)信息以支持流量工程,GMPLS協議利用標簽交換路徑(Label Switched Path,LSP)實施高效的流量工程,通過建立顯示路由-標簽交換路徑(ExplicitRouting-LSP,ER-LSP)來控制業(yè)務流量的流向,從而實現流量工程(Traffic Engineering,TE),相應基于流量工程約束的受限的最短路徑優(yōu)先算法(Constraint-based Shorted Path First,CSPF)計算路由提高了資源利用效率,增強了服務質量(Quality of Service,QoS)保障能力。
與光網絡OSPF-TE、受限的最短路徑優(yōu)先算法(Constraint-based Shorted Path,CSPF)融為一體,GMPLS標簽可以用來標記數據分組,使節(jié)點按標記轉發(fā)數據分組,使原來面向無連接的數據包傳送具有了面向連接的特性,極大加快了數據分組的轉發(fā)速度;如圖1所示,GMPLS定義了分組交換接口(Packet SwitchCapable,PSC)、第二層交換接口(Layer2 Switch Capable,L2SC)、時隙交換接口(Time Division MultiplexingCapable,TDMC)、波長交換接口(Lambda Switch Capable,LSC),光纖交換接口(Fiber Switch Capable,FSC),GMPLS控制平面可完全獨立地對每一交換接口對應的層次進行控制,通過資源預約,一般采用基于流量工程擴展的資源預留協議(Resource ReSer Vation Protocol-Traffic Engineering,RSVP-TE)相關信令,建立相應顆粒度的LSP,使得PSC接口基于分組做出轉發(fā)決定,L2SC基于信元做出轉發(fā)決定,TDMC接口基于時隙做出轉發(fā)決定,LSC接口基于接收到的波長數據做出轉發(fā)決定,基于物理空間的光纖做出轉發(fā)決定,GMPLS標簽將分組、信元、TDM時隙、光波長、光纖用標簽進行統(tǒng)一標記,使得GMPLS不但可以支持分組和信元,而且可以支持面向話音的TDM網絡和提供大容量傳輸帶寬的WDM光網絡,從而實現了分組交換、TDM電路交換和WDM光交換的歸一化標記,并支持嵌套動作,支持從單個的分組流到更大的匯合流,在多業(yè)務支持方面擁有巨大優(yōu)勢,在高效率利用網絡帶寬等方面擁有巨大的潛力和研究空間。
用統(tǒng)一的GMPLS控制平面來管理多種不同技術組建的網絡,減少了網絡運行的復雜性,能夠靈活而又高效地利用網絡資源,是需交互大量的分組交換和非分組交換數據流光通信網絡,動態(tài)地高效提供網絡資源,高質量地服務于業(yè)務的發(fā)展方向和必由之路,但GMPLS是MPLS針對光纖網絡擴展而成,應用于無線激光通信必須加以擴展和改造而成為無線激光通用多協議標簽交換(Wireless Laser GeneralizedMulti-protocol label Switching,WLGMPLS),以適宜于無線激光通信,進而依此設計無線激光通信網絡,特別是與WLGMPLS OSPF、WLGMPLS TE、WGNPLS CSPF協同,改造網絡,為之帶來最佳運行,獲得高的網絡效率。
發(fā)明內容
本發(fā)明屬于光網絡技術及其實現領域,其實施涉及無線激光通信,涉及無線激光通信網絡組建和運行,涉及GMPLS,涉及WLGMPLS,涉及WLLSP嵌套而帶來的保障QoS的高資源利用效率,高網絡可用性,高網絡可靠性,相應網絡操作的高速。
為方便敘述和說明,作如下定義WLGMPLS端口包括WLGMPLS發(fā)信端口和WLGMPLS收信端口。
WLGMPLS發(fā)信端口包括邊緣電光發(fā)信端口、核心電光發(fā)信端口和全光發(fā)信端口。
WLGMPLS收信端口包括邊緣光電收信端口、核心光電收信端口和全光收信端口。
邊緣電光發(fā)信端口內含于無線激光通信源邊緣節(jié)點,在邊緣電光發(fā)信端口,相關路由數據、或控制數據、或業(yè)務數據等需與WLGMPLS核心節(jié)點交互的數據,經電光調制,再經合波、放大、準直等處理后,變換為適合在無線激光通信鏈路傳送的光信號數據,通過相應無線激光通信發(fā)射透鏡天線,發(fā)送入相應的無線激光通信鏈路。對業(yè)務數據而言,對應WLGMPLS支持的各種顆粒度的WLLSP,一條WLLSP對應一個相應顆粒度的邊緣電光發(fā)信端口,對應相關節(jié)點交換設備交換表的一項。
核心電光發(fā)信端口內含于WLGMPLS3R電域再生核心節(jié)點,在核心電光發(fā)信端口,相關路由數據、控制數據等需與其他WLGMPLS核心節(jié)點交互的電域數據,經電光調制,再經合波、放大、準直等處理后,變換為適合在無線激光通信鏈路傳送的光信號數據,通過相應無線激光通信發(fā)射透鏡天線,發(fā)送入相應的無線激光通信鏈路;對業(yè)務數據而言,為后WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點完成3R電域再生操作,為雙WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點完成3R電域再生操作;對應WLGMPLS支持的各種顆粒度的WLLSP,一條經過后WLGMPLS3R電域再生核心節(jié)點的WLLSP對應一個相應顆粒度的核心電光發(fā)信端口;一條經過雙WLGMPLS3R電域再生核心節(jié)點的WLLSP對應一個相應顆粒度的核心電光發(fā)信端口,對應相關節(jié)點交換設備交換表的一項。
邊緣光電收信端口內含于WLGMPLS邊緣節(jié)點,在邊緣光電收信端口,無線激光通信接收透鏡天線接收通過相應無線激光通信鏈路送達的光信號數據,并經分波、光電探測等處理,變換為電信號數據,送入電域相關設備處理。對業(yè)務數據而言,對應WLGMPLS支持的各種顆粒度的WLLSP,一條WLLSP對應一個相應顆粒度的邊緣光電收信端口,對應相關節(jié)點交換設備交換表的一項。
核心光電收信端口內含于WLGMPLS3R電域再生核心節(jié)點。在核心光電收信端口,無線激光通信接收透鏡天線接收通過相應無線激光通信鏈路送達的光信號數據,并經分波、光電探測等處理,變換為電信號數據,送入電域相關設備處理;對業(yè)務數據而言,一條經過前WLGMPLS3R電域再生核心節(jié)點的WLLSP對應一個相應顆粒度的核心光電收信端口;一條經過雙WLGMPLS3R電域再生核心節(jié)點的WLLSP對應一個相應顆粒度的核心光電收信端口,對應相關節(jié)點交換設備交換表的一項。
全光收信端口內含于WLGMPLS全光核心節(jié)點,在全光收信端口,無線激光通信接收透鏡天線接收無線激光通信網絡上游核心節(jié)點送達的光信號數據,并將之送入本節(jié)點的無線激光核心交換機,為放大、分波交換導入光信號數據。對業(yè)務數據而言,對應WLGMPLS支持的各種顆粒度的WLLSP,一條經過WLGMPLS全光核心節(jié)點的WLLSP對應一個相應顆粒度的核心光電收信端口,對應相關節(jié)點交換設備交換表的一項。
全光發(fā)信端口內含于WLGMPLS全光核心節(jié)點的無線激光核心交換機,在全光發(fā)信端口負責接收本節(jié)點的無線激光核心交換機送來的光信號數據,經合波、放大、準直等處理后,通過相應無線激光通信發(fā)射透鏡天線,發(fā)送進入去往下游節(jié)點的無線激光通信鏈路。對業(yè)務數據而言,對應WLGMPLS支持的各種顆粒度的WLLSP,一條經過WLGMPLS全光核心節(jié)點的WLLSP對應一個相應顆粒度的核心光電收信端口,對應相關節(jié)點交換設備交換表的一項。
可視傳輸限制無線激光通信的激光載波在自由空間中傳播時,如果受到障礙物阻擋,就會被吸收和散射,從而,就無法有效地把所攜帶信息傳輸至目的地,因此,收發(fā)雙方進行有效通信的前提就是它們的發(fā)信端口和收信端口必須能夠沒有阻擋地連成直線,即無線激光通信受到可視傳輸限制。
ATP操作發(fā)信方ATP模塊匹配收信方ATP模塊,雙方通過相互配合,完成發(fā)信方無線激光發(fā)信模塊規(guī)定端口和收信方無線激光收信模塊相應端口的瞄準捕獲和跟蹤,以保障無線激光通信鏈路有效連結。
自適應操作通過發(fā)信方快速自適應模塊、或收信方快速自適應模塊、或發(fā)信方快速自適應模塊匹配收信方快速自適應模塊,快速相位探測和快速相位補償,附以功率調節(jié)等手段,及時地補償正常無線激光通信所需,以保障無線激光通信鏈路良好的可用性和可靠性。
無線激光通信鏈路受可視傳輸限制,發(fā)信端口發(fā)出的激光束可穿越其與收信端口間無阻擋的可視自由空間、并能有效攜帶所需傳送信息到達對端而建立點對點無線傳輸直連光通路連線。無線激光通信鏈路實際上是相互通信的收發(fā)雙方中間的一個細窄的自由空間,即無線激光通信鏈路是自由空間的一部分,其特征參數是隨自由空間的特征參數(例如背景噪聲、大氣湍流等特征參數)變化而變化,故而無線激光通信的傳輸質量等就受到這些自由空間的特征參數的影響,這些影響無線激光通信的特征參數就是無線激光通信鏈路環(huán)境。為適應無線激光通信鏈路環(huán)境,無線激光通信采用ATP操作、自適應操作等來建立發(fā)信端口與收信端口間的無線激光通信鏈路和保障其良好的可用性和可靠性。
無線激光交換接口包括無線激光分組交換接口、無線激光第二層交換接口、無線激光時隙交換接口、無線激光波長交換接口、無線激光波帶交換接口、無線激光收發(fā)天線對交換接口、無線激光收發(fā)天線對組交換接口。
無線激光分組交換接口(Wireless Laser Packet Switch Capable,WLPSC)WLGMPLS支持的分組顆粒度的交換相應接口類型,服務于無線激光分組交換,根據無線激光分組頭部的信息轉發(fā)分組。對應WLGMPLS支持的分組顆粒度的WLLSP。
無線激光第二層交換接口(Wireless Laser Layer2 Switch Capable,WLL2SC)WLGMPLS支持的第二層交換的相應接口類型,主要服務于無線激光信元體系。
無線激光時隙交換接口(Wireless Laser Time Division Multiplexing Capable,WLTDMC)WLGMPLS支持的時隙顆粒度的交換相應接口類型,根據TDM時隙進行業(yè)務轉發(fā)。對應WLGMPLS支持的時隙顆粒度的WLLSP。
無線激光波長交換接口(Wireless Laser Lambda Switch Capable,WLLSC)WLGMPLS支持的波長顆粒度的交換相應接口類型,根據承載業(yè)務的無線激光波長轉發(fā)業(yè)務。對應WLGMPLS支持的波長顆粒度的WLLSP。
無線激光波帶交換接口(Wireless Laser Waveband Switch Capable,WLWSC)將一系列連續(xù)的無線激光波長當作一個交換單元,以有效減少單波長交換所帶來的波形失真,減少設備的光開關數量,還可以使光波長之間的間隔減小,即無線激光核心節(jié)點交換設備基于無線激光波帶轉發(fā)。對應WLGMPLS支持的波帶顆粒度的WLLSP。
無線激光收發(fā)天線對交換接口(Wireless Laser Transmitting-Receiving Antenna Switch Capable,WLTRASC)WLGMPLS支持的無線激光收發(fā)天線對粒度的交換相應接口類型,以無線激光收發(fā)天線對在物理空間中的實際位置對其轉發(fā),無線激光核心節(jié)點交換機設備將一個無線激光收發(fā)天線對當作一個交換單元,對此無線激光收發(fā)天線對進行連接操作,使得通過此無線激光收發(fā)大線對傳送的所有時隙、波長當作一個交換單元,無線激光核心節(jié)點交換設備基于無線激光收發(fā)天線對轉發(fā)。較之無線激光核心節(jié)點交換設備基于無線激光波長或波帶轉發(fā),無線激光核心節(jié)點交換設備基于無線激光收發(fā)天線對轉發(fā),交換效率更高。對應WLGMPLS支持的無線激光收發(fā)天線對顆粒度的WLLSP。
無線激光收發(fā)天線對組交換接口(Wireless Laser Transmitting-Receiving Antenna Group Switch Capable,WLTRAGSC)無線激光核心節(jié)點交換機設備將多個無線激光收發(fā)天線對(即無線激光收發(fā)天線對組)當作一個交換單元,對無線激光收發(fā)天線對組進行連接操作,使得通過此無線激光收發(fā)天線對組傳送的所有時隙、波長當作一個交換單元,無線激光核心節(jié)點交換設備基于無線激光收發(fā)天線對組轉發(fā)。較之無線激光核心節(jié)點交換設備基于無線激光收發(fā)天線對轉發(fā),無線激光核心節(jié)點交換設備基于無線激光收發(fā)天線對組轉發(fā),交換效率更高。對應WLGMPLS支持的無線激光收發(fā)天線對組顆粒度的WLLSP。
WLGMPLS請求標簽用于無線激光通信網絡通過相應請求WLGMPLS端口、相應無線激光通信鏈路傳遞控制信息,建立WLLSP,由上游節(jié)點發(fā)出“WLGMPLS預約請求消息”,向下游節(jié)點中請建立WLLSP的資源,目的節(jié)點返回“WLGMPLS預約應答消息”。
WLGMPLS建議標簽由準備建立WLLSP通道的上游節(jié)點通過相應建議WLGMPLS端口、相應無線激光鏈路發(fā)出,告知下游節(jié)點建立這個WLLSP通道所希望的標簽類型。這就可以讓上游節(jié)點無需獲得下游節(jié)點的反饋映射標簽確認,而先對硬件設備進行配置,從而大大減少建立WLLSP通道所需的時間,同時也減少了WLLSP建立的控制開銷。WLLSP通道的能否最終建立還需由下游節(jié)點通過相應反饋WLGMPLS端口、相應無線激光通信鏈路反饋的“WLGMPLS標簽影射消息”確定。如果下游節(jié)點發(fā)現本節(jié)點的可用資源可以滿足建議標簽的請求,則WLLSP可按上游節(jié)點的要求建立起來。反之,只要下游節(jié)點反饋回不同于建議標簽信息的“WLGMPLS標簽影射消息”,則上游節(jié)點必須根據該反饋回來的“WLGMPLS標簽影射消息”的內容重新配置WLLSP通道。
WLGMPLS設定標簽用于限制下游節(jié)點選擇標簽的范圍,WLGMPLS設定標簽可以和WLGMPLS請求標簽同時發(fā)出,它可以將建立某個WLLSP所需的標簽類型限制一定范圍內,下游節(jié)點根據設定標簽中的信息,從所有符合要求的標簽中,有選擇地接收標簽。
WLGMPLS邊緣節(jié)點如圖2所示,集成無線激光路由器、WLGMPLS控制器、無線激光分插復用交換機于一體,支持本發(fā)明定義的各種顆粒度接口對應的WLLSP,匹配WLGMPLS核心節(jié)點,WLGMPLS邊緣節(jié)點以無線激光分組體系,通過相應WLGMPLS端口、相應無線激光通信鏈路,與其他節(jié)點交互路由信息、控制信息;基于WLGMPLS的WLGMPLS邊緣節(jié)點的關鍵執(zhí)行單元為無線激光邊緣路由模塊、無線激光邊緣仲裁單元、無線激光邊緣控制模塊、無線激光邊緣管理模塊、邊緣嵌套單元、無線激光邊緣調制模塊與激光器陣列、無線激光邊緣分波單元、無線激光邊緣合波單元、邊緣電光發(fā)信端口、邊緣光電收信端口、ATP模塊、快速自適應模塊。
WLGMPLS源邊緣節(jié)點對業(yè)務操作而言,作為通過邊緣電光發(fā)信端口發(fā)送數據的源頭的WLGMPLS邊緣節(jié)點,圍繞WLGMPLS機制,支持電路交換業(yè)務匯聚為WLGMPLS支持的相應顆粒度的業(yè)務,支持分組交換業(yè)務匯聚為WLGMPLS支持的相應顆粒度的業(yè)務,通過其執(zhí)行單元的系列操作,將電域電信號數據變換為無線激光信號數據,通過相應WLGMPLS端口,配合嵌套操作,送入去往WLGMPLS核心節(jié)點的無線激光通信鏈路。
WLGMPLS目的邊緣節(jié)點作為通過邊緣光電收信端口接受數據的目的地WLGMPLS邊緣節(jié)點,圍繞WLGMPLS機制,通過相應WLGMPLS端口,配合嵌套彈出操作,通過其執(zhí)行單元的系列操作,接收WLGMPLS核心節(jié)點通過相應無線激光通信鏈路送達的無線激光信號數據,將其變換為電域電信號數據,送入電域處理。
WLGMPLS核心節(jié)點如圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示,集成無線激光路由器、WLGMPLS控制器、無線激光核心交換機于一體,支持本發(fā)明定義的各種顆粒度接口對應的WLLSP,匹配WLGMPLS邊緣節(jié)點和其他相關核心節(jié)點,WLGMPLS核心節(jié)點以無線激光分組體系,通過相應WLGMPLS端口、相應無線激光通信鏈路,與其他節(jié)點交互路由信息、控制信息;圍繞WLGMPLS機制,支持上游節(jié)點發(fā)來的電路交換業(yè)務,支持上游節(jié)點發(fā)來的分組交換業(yè)務,通過其執(zhí)行單元的系列操作,將送達的業(yè)務數據,通過相應WLGMPLS端口、相應無線激光通信鏈路,送往相應無線激光通信網絡下游核心節(jié)點,再由無線激光通信網絡下游節(jié)點送往其相應無線激光通信網絡下游核心節(jié)點,直至遞交給無線激光通信網絡邊緣目的節(jié)點;在需要時,WLGMPLS核心節(jié)點支持調整嵌套操作,以提高資源利用效率。WLGMPLS核心節(jié)點包括WLGMPLS全光核心節(jié)點、WLGMPLS核心3R電域再生(即再生、整形、同步)節(jié)點。
WLGMPLS全光核心節(jié)點對送達的無線激光信息數據,全部在光域處理,不進行光電變換,具有透明傳送的特征,包括WLGMPLS普通全光核心節(jié)點、WLGMPLS全光3R光域再生(再放大、再整形、再定時)核心節(jié)點;分支持波長變換和不支持波長變換兩類。
WLGMPLS普通全光核心節(jié)點(圖3)關鍵執(zhí)行單元為全光收信端口、無線激光核心路由模塊、無線激光核心交換邏輯矩陣、無線激光核心控制模塊、無線激光核心開關式交換陣列、無線激光核心管理模塊、ATP模塊、快速自適應模塊、全光發(fā)信端口。所需完成的操作為將上游節(jié)點送達的無線激光信號數據按標簽交換至相應出端口,發(fā)往下游節(jié)點。
WLGMPLS全光3R光域再生核心節(jié)點關鍵執(zhí)行單元為全光收信端口、無線激光核心路由模塊、無線激光核心交換邏輯矩陣、無線激光核心控制模塊、無線激光核心全光再放大模塊、無線激光核心全光再整形模塊、無線激光核心全光再定時模塊、無線激光核心開關式交換陣列、無線激光核心管理模塊、全光嵌套單元、ATP模塊、快速自適應模塊、全光發(fā)信端口。包含前WLGMPLS全光3R光域再生核心節(jié)點、后WLGMPLS全光3R光域再生核心節(jié)點、雙WLGMPLS全光3R光域再生核心節(jié)點。
前WLGMPLS全光3R光域再生核心節(jié)點(圖4)由全光收信端口接收無線激光信號業(yè)務數據后,經無線激光核心全光再放大模塊再放大操作、無線激光核心全光再整形模塊再整形操作、無線激光核心全光再定時模塊再定時操作消除噪聲和竄擾,并在需要時,配合全光嵌套單元完成嵌套彈出操作、配合波長變換、配合存儲、配合WLLSP重新嵌套操作,然后遞交無線激光核心開關式交換陣列全光交換,最后遞交相應顆粒度全光發(fā)信端口發(fā)送進入相應無線激光通信鏈路。
后WLGMPLS全光3R光域再生核心節(jié)點(圖5)由全光收信端口接收無線激光信號業(yè)務數據后,并在需要時,配合全光嵌套單元完成嵌套彈出操作、配合波長變換、配合存儲、配合WLLSP重新嵌套操作,然后遞交無線激光核心開關式交換陣列全光交換,最后,將來自交換機的光信號經無線激光核心全光再放大模塊再放大操作、無線激光核心全光再整形模塊再整形操作、無線激光核心全光再定時模塊再定時操作消除噪聲和竄擾,遞交相應顆粒度全光發(fā)信端口發(fā)送進入相應無線激光通信鏈路。
雙WLGMPLS全光3R光域再生核心節(jié)點(圖6)由全光收信端口接收無線激光信號業(yè)務數據后,經無線激光核心全光再放大模塊再放大操作、無線激光核心全光再整形模塊再整形操作、無線激光核心全光再定時模塊再定時操作消除噪聲和竄擾,并在需要時,配合全光嵌套單元完成嵌套彈出操作、配合波長變換、配合存儲、配合WLLSP重新嵌套操作,然后遞交無線激光核心開關式交換陣列全光交換,最后將交換機輸出的光信號再次經無線激光核心全光再放大模塊再放大操作、無線激光核心全光再整形模塊再整形操作、無線激光核心全光再定時模塊再定時操作,遞交全光發(fā)信端口發(fā)送進入相應無線激光通信鏈路。
WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點包含前WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點、后WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點、雙WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點。
前WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點(圖7)關鍵執(zhí)行單元為核心光電收信端口、3R電域再生模塊、3R電域整形模塊、同步模塊、無線激光核心路由模塊、無線激光核心交換邏輯矩陣、無線激光核心控制模塊、無線激光核心開關式交換陣列、無線激光核心管理模塊、3R嵌套單元、無線激光核心調制模塊與激光器陣列、ATP模塊、快速自適應模塊;由核心光電收信端口接收無線激光信號業(yè)務數據,經3R電域整形模塊再生操作、3R電域整形模塊再整形操作、同步模塊再同步操作后,消除噪聲和竄擾,并在需要時,配合3R嵌套單元完成嵌套彈出操作、配合電域存儲操作、配合WLLSP重新嵌套操作,然后遞交無線激光核心開關式交換陣列在光域交換,發(fā)送進入相應無線激光通信鏈路。
后WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點(圖8)關鍵執(zhí)行單元為全光收信端口、3R電域再生模塊、3R電域整形模塊、同步模塊、無線激光核心路由模塊、無線激光核心交換邏輯矩陣、無線激光核心控制模塊、無線激光核心開關式交換陣列、無線激光核心管理模塊、3R嵌套單元、無線激光核心調制模塊與激光器陣列、核心電光發(fā)信端口、ATP模塊、快速自適應模塊;由全光收信端口接收無線激光信號業(yè)務數據后,遞交無線激光核心開關式交換陣列全光交換,然后,將來自交換機的光信號遞交核心電光發(fā)信端口,經3R電域整形模塊再生操作、3R電域整形模塊再整形操作、同步模塊再同步操作后,消除噪聲和竄擾,并在需要時,配合電域存儲操作,發(fā)送進入相應無線激光通信鏈路。
雙WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點(圖9)關鍵執(zhí)行單元為核心光電收信端口、3R電域再生模塊、3R電域整形模塊、同步模塊、無線激光核心路由模塊、無線激光核心交換邏輯矩陣、無線激光核心控制模塊、無線激光核心開關式交換陣列、無線激光核心管理模塊、3R嵌套單元、無線激光核心調制模塊與激光器陣列、核心電光發(fā)信端口、ATP模塊、快速自適應模塊;由核心光電收信端口接收無線激光信號業(yè)務數據后,經3R電域整形模塊再生操作、3R電域整形模塊再整形操作、同步模塊再同步操作后,消除噪聲和竄擾,并在需要時,配合全光嵌套單元完成嵌套彈出操作、配合電域存儲操作、配合WLLSP重新嵌套操作,遞交無線激光核心開關式交換陣列在光域交換,然后,將來自交換機的光信號送核心電光發(fā)信端口,再次經3R電域再生、整形、同步,并在需要時,配合電域存儲操作,發(fā)送進入相應無線激光通信鏈路。
WLGMPLS標簽交換路徑WLGMPLS邊緣節(jié)點基于流量工程約束和嵌套緊密約束的無線激光通信網絡受限的最短路徑優(yōu)先算法計算路由,執(zhí)行基于流量工程的無線激光通信網絡資源預約信令協議,配合無線激光通信網絡外部網關協議,自動完成基于流量工程和嵌套緊密約束的無線激光通信網絡開放式最短路徑優(yōu)先路由協議與實際的物理通路的映射,通路上的每個WLGMPLS核心節(jié)點根據優(yōu)先級為該路由在各自節(jié)點處分配并綁定一個標簽值,同時建立并維持相應的轉發(fā)狀態(tài),從而建立起標簽交換路徑WLLSP;支持雙向WLLSP,上行和下行的數據通路均采用同一條信令消息,兩個WLLSP同時建立,以有效地降低WLLSP的建立時延,減少建立WLLSP所需的控制開銷,使得兩個方向的WLLSP具有相同的WLLSP生存期、保護和恢復等級、時延等流量工程參數。
WLLSP嵌套WLLSP分級技術將低等級的WLLSP嵌套在高等級的WLLSP中,使進行連續(xù)顆粒度帶寬分配的與分組相對應的WLLSP同光波長有效镕接,從而將較小粒度的業(yè)務整合成較大粒度的業(yè)務,使大量具有相同入口節(jié)點的WLLSP在WLLSP域的節(jié)點處匯集,再透明地穿過更高一級的WLLSP隧道,最后再在遠端節(jié)點分離,在一個相對高容量的光通道中映射進多個低帶寬WLLSP,使得一定數量的光波長能服務于更多的業(yè)務,并且,較之于未采用分級技術,嵌套有效地減少了交換的花銷,有效地提高了資源利用效率。
WLGMPLS邊緣電域嵌套不同速率的交換接口,適用于在網絡邊緣對多種不同業(yè)務的接入,在能夠滿足QoS要求的基礎上,WLGMPLS邊緣節(jié)點通過緩存處理,可以將業(yè)務進行整合,將較小顆粒度的業(yè)務整合成較大顆粒度的業(yè)務,并使未傳送業(yè)務的空閑盡量少,嵌套WLLSP,較小顆粒度的WLLSP嵌套于較大顆粒度的WLLSP,以提高網絡資源利用效率。
WLGMPLS核心電域調整嵌套WLGMPLS核心2R(或3R)電域再生節(jié)點將其各上游節(jié)點送達的業(yè)務重新進行整合,以進一步適應網絡狀態(tài)的變化而重新調整嵌套,使未傳送數據的空閑盡量少,網絡資源利用效率盡量高。
WLGMPLS核心光域調整嵌套WLGMPLS全光核心節(jié)點將其各上游節(jié)點送達的業(yè)務重新進行整合,以進一步適應網絡狀態(tài)的變化而重新調整嵌套,使未傳送數據的空閑盡量少,網絡資源利用效率盡量高。
嵌套緊密約束在所需傳送的業(yè)務的QoS要求允許的范圍內,由通過存儲需求的調整時間、波長變換等手段,使得嵌套中所傳送的數據間隔盡量小,未傳送數據的空閑盡量少,嵌套盡量緊密。
基于無線激光通信的應用實際及其前景,自離開地心走向空中離開地球方向,可劃分為水下無線激光通信、水面無線激光通信、水下無線激光通信、地面無線激光通信、大氣無線激光通信、衛(wèi)星無線激光通信、宇航無線激光通信等自低層向高層方向(即自下層向上層方向)若干無線激光通信層,每層都有需要本層單獨傳送的業(yè)務數據,收信發(fā)信雙方通過建立的由可視傳輸限制服務范圍的無線激光通信鏈路傳送無線激光信號數據;同時,為完成某些信息傳送,各層或其中若干層必須互聯互通;并且,互聯的層間需通過相應的無限激光鏈路互通信息,各層相互協作,才能得到高的通信效率。為有效地利用無線激光通信資源服務于業(yè)務需求,追求在滿足一定服務水平要求、并保障服務質量的前提下,獲得通信的高性價比,必須組建無線激光通信網絡,以獲取共享資源的高的網絡效率,同時,在某層單靠本層資源無法保障生存保護,無法保障所需傳送業(yè)務的QoS的情形下,可依靠其它與己互聯互通的某層或幾層的資源,來有效的服務于本層的業(yè)務傳送。因此,無線激光通信網絡組網和運行必須根據無線激光通信的特點,充分發(fā)揮其優(yōu)越性,相應各層必須相互有效協作,為達此目的,如圖10所示,本發(fā)明以WLGMPLS邊緣節(jié)點和WLGMPLS核心節(jié)點配合運行WLGMPLS系列技術而組建基于WLGMPLS的無線激光通信網絡,即WLGMPLS多層無線激光網絡。
支持多業(yè)務的WLGMPLS多層無線激光網絡,以能獲得高網絡效率且高質量地服務于時間敏感業(yè)務、速率敏感業(yè)務、丟失敏感業(yè)務等多業(yè)務為組建目標,其節(jié)點有WLGMPLS邊緣節(jié)點和WLGMPLS核心節(jié)點兩類,支持將無線激光分組用于WLGMPLS的選路和信令,用于連接控制,為各種不同業(yè)務提供端到端連接建立、連接撤消、連接調整、連接詢問、連接恢復等。無線激光路由器和無線激光交換機可以自由地交換所有信息并運行同樣的選路和信令協議,實現一體化的管理和流量工程。連接建立由WLGMPLS源邊緣節(jié)點發(fā)起,連接建立的方式方法由WLGMPLS邊緣節(jié)點決定,WLGMPLS邊緣節(jié)點發(fā)起連接建立操作,并配合WLGMPLS核心節(jié)點建立連接,并在連接建立后協同WLGMPLS核心節(jié)點構成的WLGMPLS核心網絡云完成連接的維護操作(包括生存保護相關操作)。在WLGMPLS多層無線激光網絡中,路由、信令、管理由WLGMPLS鏈路管理協議(WLGMPLS Link Management Protocol,WLGMPLSLMP)輔助完成相關操作,相關信息傳送由通過WLGMPLSLMP建立起來的分組控制通道承載。
WLGMPLS邊緣節(jié)點支持WLGMPLS等網絡控制協議控制光信息通道的建立和拆除,讓客戶終端在任何時間任何地點動態(tài)申請占用或申請撤銷一個帶寬資源,根據承載的業(yè)務種類及其QoS要求不同,決定建立連接方式,發(fā)起連接建立操作。同時,為了能夠在花銷盡量少的交換資源的前提下,處理盡量多的業(yè)務數據傳送,并能夠保障QoS,WLLSP嵌套至關重要。
基于WLGMPLS OSPF-TE,WLGMPLS源邊緣節(jié)點的無線激光邊緣路由模塊經由配套邊緣光電收信端口,通過相關無線激光通信鏈路接收利用WLGMPLS Opaque Link State Advertisement(WLGMPLSOLSA)功能來攜帶的路由、流量、嵌套相關信息,維持與同步區(qū)域內各節(jié)點相同的無線激光通信鏈路狀態(tài)數據庫、流量狀態(tài)數據庫、嵌套狀態(tài)數據庫;WLGMPLS源邊緣節(jié)點的無線激光邊緣管理模塊經配套邊緣電光發(fā)信端口和配套邊緣光電收信端口,通過相關無線激光通信鏈路,與其它節(jié)點進行管理信息交互;在此基礎上,WLGMPLS源邊緣節(jié)點的無線激光邊緣控制模塊經由配套邊緣電光發(fā)信端口和配套邊緣光電收信端口,通過相關無線激光通信鏈路,與其它節(jié)點進行控制信息交互配合無線激光邊緣管理模塊,無線激光邊緣路由模塊基于考慮嵌套(包括WLGMPLS核心節(jié)點處嵌套的松緊程度及其分布)的WLGMPLS流量工程約束的受限的最短路徑優(yōu)先算法(WLGMPLS Constraint-based Shortest Path First,WLGMPLS CSPF)計算路由,邊緣嵌套單元配合無線激光邊緣仲裁單元,根據所需傳送的業(yè)務數據的QoS要求,結合當前網絡狀態(tài),完成嵌套操作;基于WLGMPLS流量工程擴展的資源預留協議(WLGMPLSResource ReSer Vation Protocol-Traffic Engineering,WLGMPLS RSVP-TE)相關信令,無線激光邊緣控制模塊與考慮嵌套的WLGMPLS CSPF路由上的無線激光核心控制模塊協作,將WLGMPLS CSPF路由映射到實際的物理通路上,建立連接、維護連接。爾后,對應WLPSC、或WLL2SC、或WLTDMC、或WLLSC、或WLWSC、或WLTRASC、或WLTRAGSC,通過相應電光發(fā)信端口與下一跳WLGMPLS核心節(jié)點的收信端口間的無線激光通信鏈路、或無線激光通信鏈路組,將需傳送的無線激光信息數據送達此WLGMPLS核心節(jié)點,再由此WLGMPLS核心節(jié)點送達下一跳,直至將需傳送的無線激光信息數據送達WLGMPLS目的邊緣節(jié)點,由WLGMPLS目的邊緣節(jié)點經其邊緣光電收信端口接收。
為配合WLGMPLS源邊緣節(jié)點建立連接和維護連接,基于WLGMPLS OSPF-TE,利用WLGMPLSOLSA,WLGMPLS核心節(jié)點的無線激光核心路由模塊經由配套WLGMPLS發(fā)信端口,通過相關無線激光通信鏈路,與其它節(jié)點進行路由、流量、嵌套相關信息交互;無線激光核心管理模塊經配套WLGMPLS發(fā)信端口和配套WLGMPLS收信端口,通過相關無線激光通信鏈路,與其它節(jié)點進行管理信息交互;在此基礎上,基于WLGMPLS RSVP-TE相關信令,無線激光核心控制模塊經由配套WLGMPLS發(fā)信端口和配套WLGMPLS收信端口,通過相關無線激光通信鏈路,與其它節(jié)點進行控制信息交互;相關嵌套單元,在必要時,完成調整嵌套操作。
建立起WLLSP后,將需各級WLLSP傳送的業(yè)務數據,在能滿足其時延等QoS要求的范圍內,以使得所需傳送數據的間距盡量小為目標,根據路由,考慮傳播、傳輸、處理、WLGMPLS核心節(jié)點處的嵌套調整花銷,WLGMPLS邊緣節(jié)點將所需傳送數據分級存儲一定的時間,匯聚整形,并在嵌套模塊經由分組控制通道交互,配合完成WLLSP嵌套操作后,將所需傳輸的業(yè)務數據,經無線激光邊緣調制模塊與激光器陣列、無線激光邊緣合波單元操作,通過對應WLLSP的邊緣電光發(fā)信端口,送入去往其鄰接下游WLGMPLS核心節(jié)點的無線激光通信鏈路。
當WLGMPLS核心節(jié)點通過相應WLGMPLS接收端口(對WLGMPLS全光3R光域再生核心節(jié)點為全光收信端口、對前WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點為核心光電收信端口,對后WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點為全光收信端口,對雙WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點為核心光電收信端口)接收由上游節(jié)點通過相應無線激光通信鏈路(對應WLPSC對應的WLLSP、WLL2SC對應的WLLSP、WLTDMC對應的WLLSP、WLLSC對應的WLLSP、WLWSC對應的WLLSP、WLTRASC對應的WLLSP)、或無線激光通信鏈路組(對應WLTRAGSC對應的WLLSP)發(fā)來的無線激光信號數據時,關鍵操作過程如下無線激光核心交換邏輯矩陣模塊交換表的每一項包括一個“輸入端口數據標簽”和一個“輸出端口數據標簽”,表示把該“輸入端口數據標簽”對應的“數據輸入端口”(對應核心光電收信端口、或全光收信端口)與該“輸出端口數據標簽”對應的“數據輸出端口”(對應核心電光發(fā)信端口、或全光發(fā)信端口)連接起來,即表的每一項表示一條經過此無線激光核心交換邏輯矩陣模塊的相應顆粒度的WLLSP,整張表完備地記錄了交換矩陣的狀態(tài)。當某個“數據輸入端口”有數據到達時,就查詢交換表,根據查表結果,由無線激光核心開關式交換陣列執(zhí)行交換,將其由WLGMPLS收信端口交換至相應WLGMPLS發(fā)信端口。無線激光核心交換邏輯矩陣控制按照無線激光核心控制模塊所登記的遠端中斷操作,在適當的時刻,無線激光核心控制模塊接收通過分組控制通道以分組形式送達的遠端中斷的控制信息,并據此控制信息中的記錄控制無線激光核心交換邏輯矩陣模塊,無線激光核心交換邏輯矩陣按照指令修改交換表。
對于WLGMPLS核心3R電域再生節(jié)點、WLGMPLS全光3R光域再生核心節(jié)點,在需要時,還要完成如下所述操作對于前WLGMPLS全光3R光域再生核心節(jié)點,由全光收信端口接收無線激光信號業(yè)務數據后,經無線激光核心全光再放大模塊再放大操作、無線激光核心全光再整形模塊再整形操作、無線激光核心全光再定時模塊再定時操作消除噪聲和竄擾,并在需要時,配合波長變換、配合存儲等調整嵌套操作,然后遞交“數據輸入端口”查表交換。
對于后WLGMPLS全光3R光域再生核心節(jié)點,由全光收信端口接收無線激光信號業(yè)務數據后,并在需要時,配合波長變換、配合存儲等調整嵌套操作,然后遞交“數據輸入端口”查表交換。最后,將來自交換機的光信號經無線激光核心全光再放大模塊再放大操作、無線激光核心全光再整形模塊再整形操作、無線激光核心全光再定時模塊再定時操作消除噪聲和竄擾,遞交相應顆粒度全光發(fā)信端口發(fā)送進入相應無線激光通信鏈路。
對于雙WLGMPLS全光3R光域再生核心節(jié)點,由全光收信端口接收無線激光信號業(yè)務數據后,經無線激光核心全光再放大模塊再放大操作、無線激光核心全光再整形模塊再整形操作、無線激光核心全光再定時模塊再定時操作消除噪聲和竄擾,并在需要時,配合波長變換、配合存儲等調整嵌套操作,然后遞交“數據輸入端口”查表交換。最后將交換機輸出的光信號再次經無線激光核心全光再放大模塊再放大操作、無線激光核心全光再整形模塊再整形操作、無線激光核心全光再定時模塊再定時操作,遞交全光發(fā)信端口發(fā)送進入相應無線激光通信鏈路。
對于前WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點,由核心光電收信端口接收無線激光信號業(yè)務數據,經3R電域整形模塊再生操作、3R電域整形模塊再整形操作、同步模塊再同步操作后,消除噪聲和竄擾,并在需要時,配合電域存儲操作等調整嵌套操作,然后遞交“數據輸入端口”查表交換。
對于后WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點,由全光收信端口接收無線激光信號業(yè)務數據后,遞交“數據輸入端口”查表交換。然后,將來自交換機的光信號遞交核心電光發(fā)信端口,經3R電域整形模塊再生操作、3R電域整形模塊再整形操作、同步模塊再同步操作后,消除噪聲和竄擾,并在需要時,配合電域存儲操作,發(fā)送進入相應無線激光通信鏈路。
對于雙WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點,由核心光電收信端口接收無線激光信號業(yè)務數據后,經3R電域整形模塊再生操作、3R電域整形模塊再整形操作、同步模塊再同步操作后,消除噪聲和竄擾,并在需要時,配合電域存儲操作等調整嵌套操作,遞交“數據輸入端口”查表交換。然后,將來自交換機的光信號送核心電光發(fā)信端口,再次經3R電域再生、整形、同步,并在需要時,配合電域存儲操作,發(fā)送進入相應無線激光通信鏈路。
WLGMPLS多層無線激光網絡的一個節(jié)點只能支持有限的光波長,每個光波長具有粗糙和離散的帶寬顆粒。WLLSP分級技術將低等級的WLLSP嵌套在高等級的WLLSP中,使進行連續(xù)顆粒度帶寬分配的與分組相對應的WLLSP同光波長有效镕接,從而將較小粒度的業(yè)務整合成較大粒度的業(yè)務,使大量具有相同入口節(jié)點的WLLSP在WLLSP域的節(jié)點處匯集,再透明地穿過更高一級的WLLSP隧道,最后再在遠端節(jié)點分離,在一個相對高容量的光通道中映射進多個低帶寬WLLSP,使得一定數量的光波長能服務于更多的業(yè)務,并且,較之于未采用分級技術,嵌套有效地減少了交換的花銷,有效地提高了資源利用效率。
WLLSP分級可以使用相同的技術復用多個WLLSP,例如無線激光VC-12可嵌入到無線激光VC-4中;可以由小顆粒度的WLLSP嵌套于較大顆粒度的WLLSP,镕連續(xù)帶寬顆粒于離散帶寬顆粒,讓WLLSP嵌套于不同無線激光交換接口之間,例如起始和結束都在WLPSC接口上的WLLSP可以嵌入到起始和結束在WLTDM接口上的WLLSP中,起始和結束在WLTDM接口上的WLLSP可以嵌入起始和結束在WLLSC接口上的WLLSP中,起始和結束在WLLSC接口上的WLLSP可嵌入到起始和結束都在WLTRASC接口上的WLLSP中。本發(fā)明定義的七類接口WLPSC、WLL2SC、WLTDMC、WLLSC、WLWSC、WLTRASC、WLTRAGSC,其顆粒度由小至大;對應嵌套關系如圖11和圖12所示;具體如下所述WLLSP分級技術是通過WLGMPLS標記棧技術來實現的。WLLSP嵌套起始時標簽壓棧,在一個低級WLLSP嵌入到高級WLLSP時,先保留原WLGMPLS標簽,再在原標簽的頭部添加新的標簽。使用標簽棧時,由于接口形成的分級,新的標簽與被壓棧的標簽可能在形式上不一樣,例如從起始和結束在WLTDM接口上的WLLSP來的分組進入到起始和結束在WLLSC接口上的WLLSP中時,被壓入標簽棧的標簽是時隙形式的,而新分配的標簽應該是光波長形式的,嵌套結束時標簽彈出棧。
WLLSP嵌套包含由WLGMPLS邊緣節(jié)點完成的WLGMPLS邊緣電域嵌套、由WLGMPLS核心節(jié)點完成的WLGMPLS核心電域調整嵌套、由WLGMPLS核心節(jié)點完成的WLGMPLS核心光域調整嵌套。記小顆粒度的WLLSP在符號<前,大顆粒度的WLLSP在符號<后,表示小顆粒度的WLLSP嵌套在大顆粒度的WLLSP中。
則由電域分組業(yè)務發(fā)起,與邊緣電域WLPSC對應的WLLSP相關的嵌套有邊緣電域WLPSC對應的WLLSP<WLL2SC對應的WLLSP<WLTDMC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP<WLWSC對應的WLLSP<WLTRASC對應的WLLSP<WLTRAGSC對應的WLLSP、邊緣電域WLPSC對應的WLLSP<WLTDMC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP<WLWSC對應的WLLSP<WLTRASC對應的WLLSP<WLTRAGSC對應的WLLSP、邊緣電域WLPSC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP<WLWSC對應的WLLSP<WLTRASC對應的WLLSP<WLTRAGSC對應的WLLSP;邊緣電域WLPSC對應的WLLSP<WLL2SC對應的WLLSP<WLTDMC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP<WLWSC對應的WLLSP<WLTRASC對應的WLLSP、邊緣電域WLPSC對應的WLLSP<WLTDMC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP<WLWSC對應的WLLSP<WLTRASC對應的WLLSP、邊緣電域WLPSC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP<WLWSC對應的WLLSP<WLTRASC對應的WLLSP;邊緣電域WLPSC對應的WLLSP<WLL2SC對應的WLLSP<WLTDMC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP<WLWSC對應的WLLSP、邊緣電域WLPSC對應的WLLSP<WLTDMC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP<WLWSC對應的WLLSP、邊緣電域WLPSC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP<WLWSC對應的WLLSP;邊緣電域WLPSC對應的WLLSP<WLL2SC對應的WLLSP<WLTDMC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP、邊緣電域WLPSC對應的WLLSP<WLTDMC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP、邊緣電域WLPSC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP;由電域信元業(yè)務發(fā)起,與WLL2SC對應的WLLSP相關的嵌套有WLL2SC對應的WLLSP<WLTDMC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP<WLWSC對應的WLLSP<WLTRASC對應的WLLSP<WLTRAGSC對應的WLLSP、WLL2SC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP<WLWSC對應的WLLSP<WLTRASC對應的WLLSP<WLTRAGSC對應的WLLSP;WLL2SC對應的WLLSP<WLTDMC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP<WLWSC對應的WLLSP<WLTRASC對應的WLLSP、WLL2SC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP<WLWSC對應的WLLSP<WLTRASC對應的WLLSP;WLL2SC對應的WLLSP<WLTDMC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP<WLWSC對應的WLLSP、WLL2SC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP<WLWSC對應的WLLSP;WLL2SC對應的WLLSP<WLTDMC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP、WLL2SC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP;由電域電路交換業(yè)務發(fā)起,與邊緣電域WLTDMC對應的WLLSP相關的嵌套有WLTDMC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP<WLWSC對應的WLLSP<WLTRASC對應的WLLSP<WLTRAGSC對應的WLLSP;WLTDMC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP<WLWSC對應的WLLSP<WLTRASC對應的WLLSP;WLTDMC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP<WLWSC對應的WLLSP;WLTDMC對應的WLLSP<WLLSC對應的WLLSP;WLGMPLS邊緣節(jié)點考慮網絡中已有嵌套的影響,修正流量工程的路由,使得嵌套的數據間無數據傳送的空閑盡量小,嵌套盡量緊密,并且在建立WLLSP時,還應該同時考慮WLGMPLS核心節(jié)點處嵌套調整,在滿足QoS要求的流量均衡的所有可建WLLSP的路徑中,根據嵌套數據庫的記錄,選擇WLGMPLS核心網中,嵌套較松(即嵌套的數據間無數據傳送的空閑較大)的路徑建立WLLSP,使得通過WLGMPLS核心節(jié)點的嵌套調整后,可整合釋放出更多的被占且又未傳送業(yè)務數據的網絡資源。
嵌套緊密使得全網的無線激光通信鏈路的空閑時間(未傳送業(yè)務數據的時間)盡量少,獲得的嵌套效率盡量高,從而,使得一定的帶寬能夠有效傳送的業(yè)務數據盡量多,帶寬使用效率盡量高,傳送代價盡量小,交換的花銷盡量小,資源利用效率盡量高。如此一來,還可有效利用電路交換固定時隙的未傳送數據空隙來傳送對時延要求范圍較寬松的分組。對無線激光分組交換體系中業(yè)務量處理能力一定的節(jié)點而言,其消化突發(fā)的能力得到增強,增加了統(tǒng)計復用增益,進一步擴展支持了流量工程。本發(fā)明的考慮嵌套狀態(tài)的WLGMPLS OSPF-TE使得路由更合理。
在傳送過程中,在WLGMPLS核心節(jié)點處調整嵌套必須適應網絡當時的具體狀況,保障不會破壞各級WLLSP(特別是未彈出的WLLSP)的業(yè)務數據傳送,維持各WLLSP良好的狀態(tài)。
對于WLGMPLS全光3R光域再生核心節(jié)點,如圖13所示,將需傳送的業(yè)務數據,在能滿足時延等QoS要求的范圍內,根據路由考慮傳播、傳輸、處理、WLGMPLS邊緣節(jié)點處的花銷、WLGMPLS核心節(jié)點處的調整花銷,在業(yè)務數據許可的時延范圍內,在光域調整嵌套,在本節(jié)點調整后,如圖14所示,所需傳送數據的間距盡量小為目標。
結合彈出和重新嵌套操作的調整方法有①、對在光域的波長顆粒度以下的WLLSP,通過光域波長變換,將數據傳輸間隔較大的過某節(jié)點和本節(jié)點的下級WLLSP,變換到數據傳輸間隔較小,并且能夠滿足QoS要求地承載此WLLSP的另一波長承載。
②、通過存儲,將數據傳輸間隔較大的過某節(jié)點和本節(jié)點的下級WLLSP的業(yè)務數據,在能夠滿足QoS要求的前提下,存儲延遲一段時間,使得嵌套變緊密,數據傳輸間隔變小,以整合傳輸資源的使用;同時使前些時刻的空隙變得更大,用于以傳輸過其它節(jié)點和本節(jié)點的WLLSP的業(yè)務數據,這樣還可部分抵消突發(fā)對網絡帶來的沖擊。
③、僅僅通過光域波長變換,在當前時刻,無法找到合適的資源調整嵌套;僅僅通過存儲,再業(yè)務數據QoS要求的限制時延內,也無法找到合適的資源調整嵌套;則通過存儲延遲一段時間后,再通過光域波長變換,將數據傳輸間隔較大的過某節(jié)點和本節(jié)點的下級WLLSP,變換到數據傳輸間隔較小,并且能夠滿足QoS要求地承載此WLLSP的另一波長承載。
對WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點調整嵌套,如圖15所示,將需傳送的業(yè)務數據,在能滿足時延等QoS要求的范圍內,根據路由考慮傳播、傳輸、處理、WLGMPLS邊緣節(jié)點處的花銷、WLGMPLS核心節(jié)點處的調整花銷,在業(yè)務數據許可的時延范圍內,在電域調整嵌套,在本節(jié)點調整后,所需傳送數據的間距盡量小為目標。
調整方法為
①、將數據傳輸間隔較大的過某節(jié)點和本節(jié)點的下級wLLSP的業(yè)務數據,變換到電域后,在能夠滿足QoS要求的前提下,電域存儲延遲一段時間,使得嵌套變緊密,數據傳輸間隔變小,以整合傳輸資源的使用;同時使前些時刻的空隙變得更大,用于以傳輸過其它節(jié)點和本節(jié)點的WLLSP的業(yè)務數據,這樣還可部分抵消突發(fā)對網絡帶來的沖擊。
②、在業(yè)務數據再生到光域時,分配不同于輸入的波長調整輸出,使嵌套變緊密,數據傳輸間隔變小。
③、各業(yè)務數據的QoS要求不同決定的存儲延遲時間范圍不同,電域存儲一定時間后,嵌套內業(yè)務數據間隔還有可調整空間,但無法靠電域存儲調整,可在業(yè)務數據再生到光域時,分配不同于輸入的波長調整輸出,使嵌套變緊密,數據傳輸間隔變小。
基于考慮嵌套狀態(tài)的WLGMPLS流量工程擴展的開放式最短路徑優(yōu)先(考慮嵌套狀態(tài)的WLGMPLSOpen Shortest Path First-Traffic Engineering,考慮嵌套狀態(tài)的WLGMPLS OSPF-TE)路由協議,利用WLGMPLS攜帶嵌套狀態(tài)信息,結合鏈路狀態(tài)信息、流量狀態(tài)信息,建立各節(jié)點的狀態(tài)數據庫,是嵌套路由、連接建立和數據傳送的基礎依據,本發(fā)明的基礎構架之一。嵌套狀態(tài)數據庫的嵌套狀態(tài)信息給出了通過各節(jié)點與其鄰接節(jié)點的對應本發(fā)明定義的七種顆粒度的WLLSP抽樣時間段所傳送的數據與其在同樣時間段滿載荷的比例值(分別記為Nr(1)、Nr(2)、Nr(3)、Nr(4)、Nr(5)、Nr(6)、Nr(7)),以及相關流量補充數據,表明了各WLLSP的松緊程度。抽樣時間段與傳輸速率成反比、與流量均值成反比、與流量方差成正比。為加快調整嵌套處理,可為Nr(1)、Nr(2)、Nr(3)、Nr(4)、Nr(5)、Nr(6)、Nr(7)設置一定的門限,當所測值在域值以下時,節(jié)點可不動作,而所測值達門限以上時,才做嵌套調整操作。
對無線激光分組交換體系而言由電域分組業(yè)務發(fā)起,建立WLPSC對應的WLLSP、WLL2SC對應的WLLSP、WLTDMC對應的WLLSP是由滿足業(yè)務數據的需求,由業(yè)務數據在電域發(fā)起,決定WLPSC對應的WLLSP在WLTDMC對應的WLLSP內位置、或決定WLPSC對應的WLLSP在WLL2SC對應的WLLSP內位置、或決定WLPSC對應的WLLSP在WLLSC對應的WLLSP內位置,決定WLL2SC對應的WLLSP在WLTDMC對應的WLLSP內位置、或決定WLL2SC對應的WLLSP在WLLSC對應的WLLSP內位置,決定WLTDMC對應的WLLSP在WLLSC對應的WLLSP內位置的操作就必須由業(yè)務數據在電域決定,可支持上述電域嵌套的WLGMPLS節(jié)點為WLGMPLS源邊緣節(jié)點、WLGMPLS核心3R電域再生節(jié)點。因此,對WLGMPLS多層無線激光網絡而言,上述兩類可在電域處理數據的節(jié)點,其嵌套狀態(tài)數據庫的有關電域數據部分是其嵌套狀態(tài)數據庫至關重要的構成,同時,因WLPSC對應的WLLSP可能要嵌套在WLTDMC對應的WLLSP、或WLPSC對應的WLLSP可能要嵌套在WLL2SC對應的WLLSP、或WLPSC對應的WLLSP可能要嵌套在WLLSC對應的WLLSP,WLL2SC對應的WLLSP可能要嵌套在WLTDMC對應的WLLSP、或WLL2SC對應的WLLSP可能要嵌套在WLLSC對應的WLLSP,WLTDMC對應的WLLSP要嵌套在WLLSC對應的WLLSP,WLLSC對應的WLLSP可能要嵌套在WLWSC對應的WLLSP,WLWSC對應的WLLSP可能要嵌套在WLTRASC對應的WLLSP,WLTRASC對應的WLLSP可能要嵌套在WLTRAGSC對應的WLLSP。此兩類可在電域處理數據的節(jié)點的嵌套狀態(tài)數據庫的有關光域數據部分也是其嵌套狀態(tài)數據庫至關重要的構成。當然,光域數據部分的信令控制信息傳送,傳送依靠無線激光載波,經由無線激光通信鏈路傳送,但在相關節(jié)點要變換入電域進行處理。
由電域信元業(yè)務發(fā)起,建立WLL2SC對應的WLLSP、WLTDMC對應的WLLSP是由滿足業(yè)務數據的需求,由業(yè)務數據在電域發(fā)起,決定WLL2SC對應的WLLSP在WLTDMC對應的WLLSP內位置、或決定WLL2SC對應的WLLSP在WLLSC對應的WLLSP內位置,決定WLTDMC對應的WLLSP在WLLSC對應的WLLSP內位置的操作就必須由業(yè)務數據在電域決定,可支持的WLGMPLS節(jié)點為WLGMPLS源邊緣節(jié)點、WLGMPLS核心3R電域再生節(jié)點。因此,對WLGMPLS多層無線激光網絡而言,上述兩類可在電域處理數據的節(jié)點,其嵌套狀態(tài)數據庫的有關電域數據部分是其嵌套狀態(tài)數據庫至關重要的構成,同時,因WLL2SC對應的WLLSP可能要嵌套在WLTDMC對應的WLLSP、或WLL2SC對應的WLLSP可能要嵌套在WLLSC對應的WLLSP,WLTDMC對應的WLLSP要嵌套在WLLSC對應的WLLSP,WLLSC對應的WLLSP可能要嵌套在WLWSC對應的WLLSP,WLWSC對應的WLLSP可能要嵌套在WLTRASC對應的WLLSP,WLTRASC對應的WLLSP可能要嵌套在WLTRAGSC對應的WLLSP。此兩類可在電域處理數據的節(jié)點的嵌套狀態(tài)數據庫的有關光域數據部分也是其嵌套狀態(tài)數據庫至關重要的構成。當然,光域數據部分的信令控制信息傳送,傳送依靠無線激光載波,經由無線激光通信鏈路傳送,但在相關節(jié)點要變換入電域進行處理。
對無線激光電路交換體系而言,建立WLTDMC對應的WLLSP是由滿足業(yè)務數據的需求,由業(yè)務數據在電域發(fā)起,調整WLTDMC對應的WLLSP在WLLSC對應的WLLSP內位置的操作就必須由業(yè)務數據在電域決定,調整嵌套中數據的位置的操作就必須由業(yè)務數據在電域決定,可支持上述電域嵌套的WLGMPLS節(jié)點為WLGMPLS源邊緣節(jié)點、WLGMPLS核心3R電域再生節(jié)點。因此,對WLGMPLS多層無線激光網絡而言,上述兩類可在電域處理數據的節(jié)點,其嵌套狀態(tài)數據庫的有關電域數據部分是其嵌套狀態(tài)數據庫至關重要的構成,同時,因WLTDMC對應的WLLSP要嵌套在WLLSC對應的WLLSP,WLLSC對應的WLLSP可能要嵌套在WLWSC對應的WLLSP,WLWSC對應的WLLSP可能要嵌套在WLTRASC對應的WLLSP,WLTRASC對應的WLLSP可能要嵌套在WLTRAGSC對應的WLLSP。此兩類可在電域處理數據的節(jié)點的嵌套狀態(tài)數據庫的有關光域數據部分也是其嵌套狀態(tài)數據庫至關重要的構成。當然,光域數據部分的信令控制信息傳送,傳送依靠無線激光載波,經由無線激光通信鏈路傳送,但在相關節(jié)點要變換入電域進行處理。為了此兩類節(jié)點的快速同步,本發(fā)明給出了電域嵌套狀態(tài)數據庫組播同步機制,如圖16所示,在WLGMPLS多層無線激光網絡中,此兩類節(jié)點構成一個子網,為了盡快地同步此兩類節(jié)點,有無線激光通信鏈路連接的各層上述兩類節(jié)點可相互配合,按在一定的時間內,在節(jié)點間傳送無線激光數據的無線激光載波能夠跨越的無線激光通信鏈路總合最長為原則,將此兩類節(jié)點分同步區(qū)域,每個同步區(qū)域一個無線激光組長節(jié)點,同步區(qū)域內節(jié)點在一定的間隔時間內,必須發(fā)送報告本節(jié)點的嵌套狀態(tài)的報文給無線激光組長節(jié)點,由無線激光組長節(jié)點向同步區(qū)域內各節(jié)點組播此報文,亦同步全同步區(qū)域,同時,此同步區(qū)域的無線激光組長節(jié)點將此報文發(fā)送給鄰近同步區(qū)域的無線激光組長節(jié)點,由鄰近同步區(qū)域的無線激光組長節(jié)點向所在同步區(qū)域和其鄰近同步區(qū)域繼續(xù)擴散,直至全網同步。在啟動生存保護操作后,以在所需擴散報文的節(jié)點間傳送無線激光數據的無線激光載波能夠跨越的無線激光通信鏈路總合最長為原則,有時必須借助非無線激光組長節(jié)點擴散報文。(參見具體實施方式
)爾后,當某節(jié)點處的嵌套空閑時間超過更新域值時,由此節(jié)點發(fā)送更新嵌套報文,以更新相應數據庫,使得網絡運行按更新后的數據庫操作,以很好地適應網絡的狀態(tài)變化,調整連接等操作,獲得高網絡效率。更新嵌套報文的擴散過程同于電域嵌套狀態(tài)數據庫組播同步機制。
最簡單的情形是全網僅含一個域。
WLGMPLS多層無線激光網絡光域調整嵌套,如上述,可由WLGMPLS核心3R電域再生節(jié)點完成。
WLGMPLS多層無線激光網絡光域調整嵌套,可由WLGMPLS全光核心節(jié)點完成。WLGMPLS全光核心節(jié)點間同步,傳送依靠無線激光載波,經由無線激光通信鏈路傳送,但在各相關節(jié)點要變換入電域進行處理。為了快速同步,本發(fā)明給出了WLGMPLS全光核心節(jié)點嵌套狀態(tài)數據庫組播同步機制,如圖17所示,在WLGMPLS多層無線激光網絡中,WLGMPLS全光核心節(jié)點構成一個子網,為了盡快地同步,通過無線激光通信鏈路連接的各層WLGMPLS全光核心節(jié)點節(jié)點可相互配合,按在一定的時間內,在節(jié)點間傳送無線激光數據的無線激光載波能夠跨越的無線激光通信鏈路總合最長為原則,將WLGMPLS全光核心節(jié)點分同步區(qū)域,并就近與邊緣節(jié)點同步,每個同步區(qū)域一個無線激光組長節(jié)點,同步區(qū)域內節(jié)點在一定的間隔時間內,必須發(fā)送報告本節(jié)點的嵌套狀態(tài)的報文給無線激光組長節(jié)點,由無線激光組長節(jié)點向同步區(qū)域內各節(jié)點組播此報文,亦同步全同步區(qū)域,同時,此同步區(qū)域的無線激光組長節(jié)點將此報文發(fā)送給鄰近同步區(qū)域的無線激光組長節(jié)點,由鄰近同步區(qū)域的無線激光組長節(jié)點向所在同步區(qū)域和其鄰近同步區(qū)域繼續(xù)擴散,直至全網同步。在啟動生存保護操作后,以在所需擴散報文的節(jié)點間傳送無線激光數據的無線激光載波能夠跨越的無線激光通信鏈路總合最長為原則,有時必須借助非無線激光組長節(jié)點擴散報文。(參見具體實施方式
)爾后,當某節(jié)點處的嵌套空閑時間超過更新域值時,由此節(jié)點發(fā)送更新嵌套報文,以更新相應數據庫,使得網絡運行按更新后的數據庫操作,以很好地適應網絡的狀態(tài)變化,調整連接等操作,獲得高網絡效率。以更新相應數據庫,使得網絡運行按更新后的數據庫操作,以很好地適應網絡的狀態(tài)變化,調整連接等操作,獲得高網絡效率。更新嵌套報文的擴散過程同電域嵌套狀態(tài)數據庫組播同步機制。
最簡單的情形是全網僅含一個域。
各WLGMPLS邊緣節(jié)點根據業(yè)務數據的傳送要求,依據嵌套狀態(tài)數據庫等信息,在QoS要求允許的時間范圍存儲,完成嵌套操作,優(yōu)化建立連接;當傳送至WLGMPLS核心3R電域再生節(jié)點時,可根據當前節(jié)點當前時刻的嵌套狀態(tài)數據庫信息,在必要時,在QoS要求允許的時間范圍內再次調整嵌套位置結構;當傳送至WLGMPLS全光核心節(jié)點時,可根據當前節(jié)點當前時刻的嵌套狀態(tài)數據庫信息,在必要時,在QoS要求允許的時間范圍內再次調整嵌套位置結構;以適應網絡在業(yè)務數據傳送中資源使用的變化,得到盡量高的網絡效率。
在無線激光信號數據送達WLGMPLS目的邊緣節(jié)點后,經邊緣光電收信端口接收,然后,送交WLGMPLS目的邊緣節(jié)點接收后續(xù)處理設備處理。
本發(fā)明通過定義無線激光交換接口等相關WLGMPLS多層無線激光網絡相關網絡元素,并給出相應的網絡運行相關技術及其實現方式方法,得到了一種高網絡效率的無線激光網絡技術,特別是其高效嵌套與嵌套調整機制與流量工程相輔相成、相得益彰,提高了資源使用效率,使一定的資源的可承載的業(yè)務量增加,并且可有效的保障QoS,擁有良好的生存性。
圖1為GMPLS的各種顆粒度的交換接口及分級關系示意圖。
圖2為WLGMPLS邊緣節(jié)點說明輔助圖。
圖3為WLGMPLS普通全光核心節(jié)點說明輔助圖。
圖4為前WLGMPLS全光3R光域再生核心節(jié)點說明輔助圖。
圖5為后WLGMPLS全光3R光域再生核心節(jié)點說明輔助圖。
圖6為雙WLGMPLS全光3R光域再生核心節(jié)點說明輔助圖。
圖7為前WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點說明輔助圖。
圖8為后WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點說明輔助圖。
圖9為雙WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點說明輔助圖。
圖10為WLGMPLS多層無線激光網絡說明輔助圖。
圖11為本發(fā)明定義的七類接口及對應嵌套關系說明輔助示意圖。
圖12為本發(fā)明定義的七類接口中較小顆粒度的六類接口及對應嵌套關系輔助說明示意圖。
圖13為WLGMPLS全光3R光域再生核心節(jié)點進行嵌套調整操作前,業(yè)務數據傳送狀態(tài)輔助說明示意圖。
圖14為WLGMPLS全光3R光域再生核心節(jié)點進行嵌套調整操作后,業(yè)務數據傳送狀態(tài)輔助說明示意圖。
圖15為WLGMPLS電域3R再生核心節(jié)點進行嵌套調整操作輔助說明示意圖。
圖16為WLGMPLS源邊緣節(jié)點、WLGMPLS核心3R電域再生節(jié)點嵌套狀態(tài)數據庫同步輔助說明示意圖。
圖17為WLGMPLS源邊緣節(jié)點、WLGMPLS全光核心節(jié)點嵌套狀態(tài)數據庫同步輔助說明示意圖。
圖18為WLGMPLS邊緣節(jié)點進行WLGMPLS多層無線激光網絡有關路由信息、流量信息、嵌套信息的操作的實例輔助說明示意圖。
圖19為WLGMPLS邊緣節(jié)點進行WLGMPLS多層無線激光網絡有關管理信息的操作、連接操作的實例輔助說明示意圖。
圖20為WLGMPLS核心節(jié)點通過存儲調整嵌套減少帶寬消耗輔助說明示意圖。
圖21為WLGMPLS核心節(jié)點通過存儲調整嵌套增強消化數據突發(fā)能力輔助說明示意圖。
圖22為WLGMPLS核心節(jié)點通過波長變換調整嵌套減少帶寬消耗輔助說明示意圖。
圖23為WLGMPLS核心節(jié)點通過波長變換調整嵌套增強消化數據突發(fā)能力輔助說明示意圖。
圖24為WLGMPLS核心節(jié)點通過存儲調整嵌套配合波長變換調整嵌套增強消化數據突發(fā)能力輔助說明示意圖。
圖25為WLGMPLS核心節(jié)點通過存儲調整嵌套配合波長變換調整嵌套減少帶寬消耗輔助說明示意圖。
圖26為經一系列調整操作,嵌套內數據距離經調整后,可利用兩個固定時隙間的空隙傳送數據輔助說明示意圖。
下面通過實例具體說明本
發(fā)明內容
具體實施方式
以地心為中心的WLGMPLS多層無線激光網絡,最上層節(jié)點數為三,相互通信連成環(huán),路由簡單,本層數據傳送相關處理所需信息傳送在本層完成即可。如圖18所示,對于中間某層m,其WLGMPLS邊緣節(jié)點E(1)的無線激光邊緣路由模塊通過配套邊緣光電收信端口e(1),經由相關m層至m+1層的無線激光通信鏈路L(1),接收WLGMPLS多層無線激光網絡由相關WLGMPLSOLSA攜帶、所在域無線激光組長節(jié)點D(m+1)組播的路由信息、流量信息、嵌套信息。關于E(1)獲取路由信息、流量信息、嵌套信息的生存保護當e(1)失效時,可經由相關m層至m+1層的備份邊緣光電收信端口e(1B),經無線激光通信鏈路L(1B)承載;當所有相關m層至m+1層的備份無線激光通信鏈路都失效后,可利用本層,以及m-1層的資源重建接受路由信息、流量信息、嵌套信息的通道對應無線激光邊緣路由模塊配套邊緣光電收信端口e(1B1)的L(1B1)為利用了本層資源建立的一條從相鄰節(jié)點,例如M2,處獲取所需信息的無線激光通信鏈路;對應無線激光邊緣路由模塊配套邊緣光電收信端口e(1B2)的L(1B2)利用了m層至m-1層資源,例如通過(m-1)1和M1,建立的一條從鄰近節(jié)點獲取所需信息的無線激光通信鏈路。當本同步區(qū)域的組長節(jié)點失效時,可利用其備份節(jié)點和相關的無線激光通信鏈路擴散路由信息、流量信息、嵌套信息;當備份節(jié)點失效時,對本同步區(qū)域節(jié)點發(fā)送的更新報文,可利用普通OSPF的指派路由器機制,在本同步區(qū)域擴散報文,并擴散至鄰近同步區(qū)域的第一個節(jié)點,例如通過L12擴散至D2,然后由此節(jié)點向其所在的同步區(qū)域的組長節(jié)點擴散,例如D2通過L2(m+1)1向D(m+1)1擴散,然后由D(m+1)1完成組播等操作,從此同步區(qū)域開始進入正常擴散。對其他同步區(qū)域節(jié)點發(fā)送的更新報文,可利用m層資源建立與鄰近同步區(qū)域交互的無線激光通信鏈路,例如D1通過L12連接D2接收更新報文,然后利用普通OSPF的指派路由器機制,在本同步區(qū)域擴散報文;也可利用m層至m-1層資源建立與鄰近同步區(qū)域交互的無線激光通信鏈路,例如D2通過L2(m-1)2、D(m-1)2、LDM1與M1間交互,然后利用普通OSPF的指派路由器機制,在本同步區(qū)域擴散報文;還可利用m-1層資源重新建立組長節(jié)點,由組長節(jié)點向E(1)所在同步區(qū)域組播報文,此種情形下,組長節(jié)點可通過無線激光通信鏈路從鄰近同步區(qū)域的最靠近自己的節(jié)點處獲取需擴散的報文,例如D(m-1)1作為E(1)所在的同步區(qū)域利用m-1層資源重新建立的組長節(jié)點,通過LD2從D2處獲取所需擴散報文,然后向E(1)所在的同步區(qū)域組播。
其它有關WLGMPLS多層無線激光網絡的生存保護與上述相似。
如圖19所示,無線激光邊緣管理模塊通過配套邊緣光電收信端口e(2),經由相關m層至m+1層的無線激光通信鏈路L(2),接收WLGMPLS多層無線激光網絡擴散來的(來自非鄰接WLGMPLS核心節(jié)點)管理信息;無線激光邊緣管理模塊通過配套邊緣電光發(fā)信端口e(3s),經由本層至鄰近WLGMPLS核心節(jié)點的相應無線激光通信鏈路L(3s),向鄰接WLGMPLS核心節(jié)點發(fā)送管理信息;無線激光邊緣管理模塊通過配套邊緣電光發(fā)信端口e(3r),經由本層至鄰近WLGMPLS核心節(jié)點的相應無線激光通信鏈路L(3r),接收鄰接WLGMPLS核心節(jié)點發(fā)送管理信息;無線激光邊緣仲裁單元根據業(yè)務數據傳送的QoS要求、匯聚狀態(tài),無線激光邊緣路由模塊的路由決定,仲裁嵌套方式方法,無線激光邊緣控制模塊根據仲裁結果,通過配套邊緣光電發(fā)信端口e(4),經由本層至鄰近WLGMPLS核心節(jié)點C(1)的相應無線激光通信鏈路L(4),通過發(fā)送WLGMPLS請求標簽、WLGMPLS建議標簽、WLGMPLS設定標簽等操作,發(fā)起連接建立對應本發(fā)明定義的能夠滿足業(yè)務數據要求的相應顆粒度的WLLSP。對于中間某層m的WLGMPLS核心節(jié)點C(1),其無線激光核心路由模塊通過配套核心電光發(fā)信端口e(5),經由相關m層至m+1層的無線激光通信鏈路L(5),由WLGMPLS多層無線激光網絡由相關WLGMPLSOLSA攜帶,發(fā)送的路由信息、流量信息、嵌套信息;無線激光核心管理模塊通過配套電光發(fā)信端口e(6s),經由相關m層至m+1層的無線激光通信鏈路L(6s),向非鄰接WLGMPLS核心節(jié)點發(fā)送管理信息;無線激光核心管理模塊通過配套信電光發(fā)信端口e(6r),經由相關m層至m+1層的無線激光通信鏈路L(6r),接收非鄰接WLGMPLS核心節(jié)點發(fā)送的管理信息;無線激光核心管理模塊通過配套光電收信端口e(7s),經由相關m層無線激光通信鏈路L(7s),向鄰接WLGMPLS節(jié)點C(2)發(fā)送管理信息;無線激光核心管理模塊通過配套核心光電收信端口e(7r),經由本層至鄰接WLGMPLS核心節(jié)點的相應無線激光通信鏈路L(7r),接收C(2)發(fā)來的管理信息;無線激光邊緣管理模塊通過配套邊緣電光發(fā)信端口e(8),經由本層至E(1)的相應無線激光通信鏈路L(3r),發(fā)送管理信息;無線激光邊緣管理模塊通過配套邊緣電光發(fā)信端口e(9),經由本層至E(1)的相應無線激光通信鏈路L(3s),接收管理信息;無線激光核心控制模塊通過配套核心光電收信端口e(10),經由本層至WLGMPLS邊緣節(jié)點E(1)的相應無線激光通信鏈路L(4),通過接收WLGMPLS請求標簽、WLGMPLS建議標簽、WLGMPLS設定標簽等操作,相關控制操作后,配套核心電光發(fā)信端口e(11),經由本層至下游鄰近WLGMPLS核心節(jié)點C(2)的相應無線激光通信鏈路L(11),發(fā)送本節(jié)點修改后的WLGMPLS請求標簽、WLGMPLS建議標簽、WLGMPLS設定標簽等操作,配合建立對應本發(fā)明定義的能夠滿足業(yè)務數據要求的相應顆粒度的WLLSP。對于中間某層m的WLGMPLS核心節(jié)點C(2),其無線激光核心路由模塊通過配套核心電光發(fā)信端口e(12),經由相關m層至m+1層的無線激光通信鏈路L(12),由WLGMPLS多層無線激光網絡由相關WLGMPLSOLSA攜帶,發(fā)送的路由信息、流量信息、嵌套信息;無線激光核心管理模塊通過配套信電光發(fā)信端口e(13),經由相關m層至m+1層的無線激光通信鏈路L(13),(向非鄰接WLGMPLS核心節(jié)點)發(fā)送管理信息;無線激光核心管理模塊通過配套信光電收信端口e(14),經由相關m層至m+1層的無線激光通信鏈路L(14),接收(來自非鄰接WLGMPLS核心節(jié)點)管理信息;無線激光核心管理模塊通過配套核心光電收信端口e(15r),經由本層至鄰近WLGMPLS核心節(jié)點C(1)的相應無線激光通信鏈路L(7s),接收鄰接WLGMPLS核心節(jié)點C(1)發(fā)來的管理信息;無線激光核心管理模塊通過配套核心電光發(fā)信端口e(15s),經由本層至鄰近WLGMPLS核心節(jié)點的相應無線激光通信鏈路L(7r),向鄰接WLGMPLS核心節(jié)點C(1)發(fā)送管理信息;無線激光核心管理模塊通過配套核心光電收信端口e(16r),經由本層至鄰近WLGMPLS核心節(jié)點C(3)的相應無線激光通信鏈路L(16r),接收鄰接WLGMPLS核心節(jié)點C(3)發(fā)來的管理信息;無線激光核心管理模塊通過配套核心電光發(fā)信端口e(16s),經由本層至鄰近WLGMPLS核心節(jié)點的相應無線激光通信鏈路L(16s),向鄰接WLGMPLS核心節(jié)點C(3)發(fā)送管理信息;通過配套核心光電收信端口e(17),經由本層至上游鄰近WLGMPLS核心節(jié)點C(1)的相應無線激光通信鏈路L(11),通過接收C(1)發(fā)來的WLGMPLS請求標簽、WLGMPLS建議標簽、WLGMPLS設定標簽等操作,相關控制操作后,配套核心電光發(fā)信端口e(18),經由本層至下游鄰近WLGMPLS核心節(jié)點C(3)的相應無線激光通信鏈路L(18),發(fā)送本節(jié)點修改后的WLGMPLS請求標簽、WLGMPLS建議標簽、WLGMPLS設定標簽等操作,配合建立對應本發(fā)明定義的能夠滿足業(yè)務數據要求的相應顆粒度的WLLSP。對于中間某層m的WLGMPLS核心節(jié)點C(3),其無線激光核心路由模塊通過配套核心電光發(fā)信端口e(19),經由相關m層至m+1層的無線激光通信鏈路L(19),由WLGMPLS多層無線激光網絡由相關WLGMPLSOLSA攜帶,發(fā)送的路由信息、流量信息、嵌套信息;無線激光核心管理模塊通過配套信電光發(fā)信端口e(20),經由相關m層至m+1層的無線激光通信鏈路L(20),(向非鄰接WLGMPLS核心節(jié)點)發(fā)送管理信息;無線激光核心管理模塊通過配套信光電收信端口e(21),經由相關m層至m+1層的無線激光通信鏈路L(21),接收(來自非鄰接WLGMPLS核心節(jié)點)管理信息;無線激光核心管理模塊通過配套核心光電收信端口e(22r),經由本層至鄰近WLGMPLS核心節(jié)點C(2)的相應無線激光通信鏈路L(16s),接收鄰接WLGMPLS核心節(jié)點C(2)發(fā)來的管理信息;無線激光核心管理模塊通過配套核心電光發(fā)信端口e(22s),經由本層至鄰近WLGMPLS核心節(jié)點的相應無線激光通信鏈路L(16r),向鄰接WLGMPLS核心節(jié)點C(2)發(fā)送管理信息;無線激光核心管理模塊通過配套核心電光發(fā)信端口e(22s2),經由本層至E(2)的相應無線激光通信鏈路L(27r),向E(2)發(fā)送管理信息;無線激光核心管理模塊通過配套核心光電收信端口e(22r2),經由本層至E(2)的相應無線激光通信鏈路L(27s),接收鄰接E(2)發(fā)來的管理信息;無線激光核心控制模塊通過配套核心光電收信端口e(23),經由本層至上游鄰近WLGMPLS核心節(jié)點的相應無線激光通信鏈路L(18),通過接收WLGMPLS請求標簽、WLGMPLS建議標簽、WLGMPLS設定標簽等操作,相關控制操作后,配套核心電光發(fā)信端口e(24),經由本層至WGMPLS邊緣節(jié)點E(2)的相應無線激光通信鏈路L(24),發(fā)送本節(jié)點修改后的WLGMPLS請求標簽、WLGMPLS建議標簽、WLGMPLS設定標簽等操作,配合建立對應本發(fā)明定義的能夠滿足業(yè)務數據要求的相應顆粒度的WLLSP。E(2)的無線激光邊緣路由模塊通過配套邊緣光電收信端口e(25),經由相關m層至m+1層的無線激光通信鏈路L(25),接收WLGMPLS多層無線激光網絡由相關WLGMPLSOLSA攜帶、所在域無線激光組長節(jié)點組播的路由信息、流量信息、嵌套信息。無線激光邊緣管理模塊通過配套邊緣光電收信端口e(26),經由相關m層至m+1層的無線激光通信鏈路L(26),接收WLGMPLS多層無線激光網絡擴散來的(來自非鄰接WLGMPLS核心節(jié)點)管理信息;無線激光邊緣管理模塊通過配套邊緣電光發(fā)信端口e(27s),經由本層至鄰近WLGMPLS核心節(jié)點C(3)的相應無線激光通信鏈路L(27s),向鄰接WLGMPLS核心節(jié)點C(3)發(fā)送管理信息;無線激光邊緣管理模塊通過配套邊緣電光發(fā)信端口e(27r),經由本層至鄰近WLGMPLS核心節(jié)點C(3)的相應無線激光通信鏈路L(27r),接收鄰接WLGMPLS核心節(jié)點C(3)發(fā)送管理信息。無線激光核心控制模塊通過配套邊緣光電收信端口e(28),經由本層至鄰近WLGMPLS核心節(jié)點C(3)的相應無線激光通信鏈路L(24),通過接收WLGMPLS請求標簽、WLGMPLS建議標簽、WLGMPLS設定標簽等操作,處理后,自E(2)向E(1)發(fā)回應答,建立對應本發(fā)明定義的能夠滿足業(yè)務數據要求的相應顆粒度的雙向WLLSP。
對于建立E(1)至E(2)的對應WLPSC顆粒度的WLLSP,符合流量工程規(guī)劃的路由有(1)E(1)至C(2)至C(3)至E(2);(2)E(1)至C(4)至C(5)至C(6)至C(7)至E(2);嵌套數據庫當時的Nr(1)值對C(1)為0.6,對C(2)為0.7,對C(3)為0.65,對C(4)為0.76,對C(5)為0.7,對C(6)為0.8,對C(7)為0.6;故而,WLGMPLS邊緣節(jié)點處選擇E(1)至C(2)至C(3)至E(2)建立此WLLSP;對于建立E(1)至E(2)的對應WLTDMC顆粒度的WLLSP,符合流量工程規(guī)劃的路由有(1)E(1)至C(2)至C(3)至E(2);(2)E(1)至C(4)至C(5)至C(6)至C(7)至E(2);嵌套數據庫當時的Nr(3)值對C(1)為0.65,對C(2)為0.67,對C(3)為0.66,對C(4)為0.76,對C(5)為0.7,對C(6)為0.68,對C(7)為0.65;故而,WLGMPLS邊緣節(jié)點處選擇E(1)至C(2)至C(3)至E(2)建立此WLLSP;建立WLLSP后,WLGMPLS核心節(jié)點處嵌套單元根據其承載業(yè)務數據的QoS要求,進行調整嵌套如圖20所示,一個WLPSC對應的WLGMPLSLSP和一個WLTDMC對應的WLGMPLSLSP嵌套于一個WLLSC對應的WLGMPLSLSP中,占用波長λ(1),其中WLPSC對應的WLGMPLSLSP,消耗帶寬W(1);WLTDMC對應的WLGMPLSLSP消耗帶寬W(2);調整前,來自另一個WLPSC對應的WLGMPLSLSP嵌套于一個WLLSC對應的WLGMPLSLSP中的業(yè)務數據,本節(jié)點只能另外于波長λ(2)分配帶寬W(3),交換兩路業(yè)務數據,需占用波長λ(1)和λ(2),消耗帶寬W(1)+W(2)+W(3),存儲調整嵌套后,交換兩路業(yè)務數據僅需占用波長λ(1),消耗帶寬W(1)+W(2)即可,提高了資源使用效率。如圖21所示,一個WLPSC對應的WLGMPLSLSP和一個WLTDMC對應的WLGMPLSLSP嵌套于一個WLLSC對應的WLGMPLSLSP中,占用波長λ(3),其中WLPSC對應的WLGMPLSLSP,消耗帶寬W(3);WLTDMC對應的WLGMPLSLSP消耗帶寬W(4);調整前,來自另一個WLPSC對應的WLGMPLSLSP嵌套于一個WLLSC對應的WLGMPLSLSP中的業(yè)務數據,本節(jié)點于波長λ(3)分配帶寬W(5),當突發(fā)業(yè)務數據B(1)到來時,調整前,因W(5)不能夠完全消化掉此突發(fā),造成數據丟失,存儲調整嵌套后,分配的帶寬可完全消化此次突發(fā)。如圖22所示,一個WLPSC對應的WLGMPLSLSP嵌套于一個WLLSC對應的WLGMPLSLSP中,占用波長λ(4),消耗帶寬W(6);一個WLTDMC對應的WLGMPLSLSP嵌套于另一個WLLSC對應的WLGMPLSLSP中,占用波長λ(5),消耗帶寬W(7);它們嵌套于一個WLWSC對應的WLGMPLSLSP中。調整前,來自另一個WLPSC對應的WLGMPLSLSP嵌套于一個WLLSC對應的WLGMPLSLSP中的業(yè)務數據,本節(jié)點只能另外于波長λ(6)分配帶寬W(8),交換兩路業(yè)務數據,需占用波長λ(4)、λ(5)和λ(6),消耗帶寬W(6)+W(7)+W(8);經波長變換調整嵌套后,交換兩路業(yè)務數據僅需占用波長λ(4)和λ(5),消耗帶寬W(4)+W(5)即可,提高了資源使用效率。如圖23所示,一個WLPSC對應的WLGMPLSLSP嵌套于一個WLLSC對應的WLGMPLSLSP中,占用波長λ(7),消耗帶寬W(9);一個WLTDMC對應的WLGMPLSLSP嵌套于另一個WLLSC對應的WLGMPLSLSP中,占用波長λ(8),消耗帶寬W(10);它們嵌套于一個WLWSC對應的WLGMPLSLSP中。調整前,來自另一個WLPSC對應的WLGMPLSLSP嵌套于一個WLLSC對應的WLGMPLSLSP中的業(yè)務數據,本節(jié)點只能另外于波長λ(9)分配帶寬W(11),當突發(fā)業(yè)務數據B(2)到來時,調整前,因W(11)不能夠完全消化掉此突發(fā),造成數據丟失;經波長變換調整嵌套后,分配的帶寬可完全消化此次突發(fā)。如圖24所示,一個WLPSC對應的WLGMPLSLSP嵌套于一個WLLSC對應的WLGMPLSLSP中,占用波長λ(10),消耗帶寬W(12);一個WLTDMC對應的WLGMPLSLSP嵌套于另一個WLLSC對應的WLGMPLSLSP中,占用波長λ(11),消耗帶寬W(13);它們嵌套于一個WLWSC對應的WLGMPLSLSP中。調整前,來自另一個WLPSC對應的WLGMPLSLSP嵌套于一個WLLSC對應的WLGMPLSLSP中的業(yè)務數據,本節(jié)點只能另外于波長λ(12)分配帶寬W(14),交換兩路業(yè)務數據,需占用波長λ(10)、λ(11)和λ(12),消耗帶寬W(12)+W(13)+W(14);當突發(fā)業(yè)務數據B(3),到來時,調整前,因W(14)不能夠完全消化掉此突發(fā),造成數據丟失;經存儲調整嵌套后,不能夠完全消化掉此突發(fā),存儲調整嵌套配合波長變換調整嵌套后,分配的帶寬可完全消化此次突發(fā)。如圖25所示,一個WLPSC對應的WLGMPLSLSP嵌套于一個WLLSC對應的WLGMPLSLSP中,占用波長λ(13),消耗帶寬W(15);一個WLTDMC對應的WLGMPLSLSP嵌套于另一個WLLSC對應的WLGMPLSLSP中,占用波長λ(14),消耗帶寬W(16);它們嵌套于一個WLWSC對應的WLGMPLSLSP中。調整前,來自另一個WLPSC對應的WLGMPLSLSP嵌套于一個WLLSC對應的WLGMPLSLSP中的業(yè)務數據,本節(jié)點只能另外于波長λ(15)分配帶寬W(17),交換兩路業(yè)務數據,需占用波長λ(13)、λ(14)和λ(15),消耗帶寬W(15)+W(16)+W(17);存儲調整嵌套配合波長變換調整嵌套后,僅需占用波長λ(13)和λ(14),消耗帶寬W(15)+W(16)。如圖26所示,對波長λ(16),經一系列調整操作,嵌套內數據距離經調整后,可利用兩個固定時隙間的空隙傳送數據,提高了資源利用效率。
本發(fā)明有益效果本發(fā)明將GMPLS加以擴展和改造而成為適宜于無線激光通信的WLGMPLS,在給出端口、交換接口、節(jié)點的結構和構成成分和工作模式方式方法的基礎上,給出了有高網絡效率的無線激光通信資源共享的方式方法。特別是圍繞WLGMPLS設計無線激光通信網絡,建立與維持同步區(qū)域內各節(jié)點相同的嵌套狀態(tài)數據庫等,考慮嵌套計算路由,拓展細化了流量工程,使得路由更合理。使得全網的無線激光通信鏈路的空閑時間(未傳送業(yè)務數據的時間)盡量少,釋放出更多的被占且又未傳送業(yè)務數據的網絡資源;使得一定的帶寬能夠有效傳送的業(yè)務數據盡量多,帶寬使用效率盡量高,傳送代價盡量小,交換的花銷盡量小,資源利用效率盡量高,網絡操作速度盡量高。對服務于多業(yè)務而言,有效地利用電路交換固定時隙的未傳送數據空隙來傳送對時延要求范圍較寬松的分組。對無線激光分組交換體系中業(yè)務量處理能力一定的節(jié)點而言,其消化突發(fā)的能力得到增強,增加了統(tǒng)計復用增益。本發(fā)明使無線激光高速通信網絡獲得保障QoS的高資源利用效率,高網絡可用性,高網絡可靠性,良好的生存性。
權利要求
1.適配無線激光高速通信,將通用多協議標簽交換加以擴展和改造而成為無線激光通用多協議標簽交換的方式方法。
2.無線激光通用多協議標簽交換體系的端口的結構和構成成分和工作模式方式方法。
3.無線激光通用多協議標簽交換體系的交換接口的結構和構成成分和工作模式方式方法。
4.無線激光通用多協議標簽交換體系的節(jié)點的結構和構成成分和工作模式方式方法、相應WLGMPLS多層無線激光網絡工作模式方式方法。
5.無線激光通用多協議標簽交換體系的標簽交換路徑嵌套和嵌套調整方式方法。
6.無線激光通用多協議標簽交換體系利用WLGMPLSOLSA功能來攜帶嵌套相關信息,建立與維持同步區(qū)域內各節(jié)點相同的嵌套狀態(tài)數據庫同步的方式方法。
7.考慮嵌套計算路由,選擇嵌套較松的路徑建立無線激光通用多協議標簽交換體系的標簽交換路徑方式方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了適配無線激光高速通信,將通用多協議標簽交換加以擴展和改造而成為無線激光通用多協議標簽交換的無線激光通信網絡技術及實現方法和設備,給出了無線激光通用多協議標簽交換體系的端口、無線激光通用多協議標簽交換體系的交換接口、無線激光通用多協議標簽交換體系的節(jié)點的結構和構成成分和工作模式方式方法,相應WLGMPLS多層無線激光網絡工作模式方式方法。特別是在無線激光通用多協議標簽交換系列技術镕于WLGMPLSLMP、WLGMPLS OSPF-TE、WLGMPLS CSPF、WLGMPLSRSVP-TE等中,利用WLGMPLSOLSA功能來攜帶嵌套相關信息,建立與維持同步區(qū)域內各節(jié)點相同的嵌套狀態(tài)數據庫,WLGMPLS邊緣節(jié)點協同WLGMPLS核心節(jié)點,考慮網絡中已有嵌套的影響,修正流量工程的路由,使得路由更合理,使得嵌套的數據間無數據傳送的空閑盡量小,嵌套盡量緊密。使得無線激光通信資源共享能夠獲得高網絡效率的網絡組建和運行;使得一定的帶寬能夠有效傳送的業(yè)務數據盡量多,帶寬使用效率盡量高,傳送代價盡量小,交換的花銷盡量小,資源利用效率盡量高,網絡操作速度盡量高;使無線激光高速通信網絡獲得保障QoS的高資源利用效率,高網絡可用性,高網絡可靠性,良好的生存性。
文檔編號H04L29/06GK1917402SQ200610021488
公開日2007年2月21日 申請日期2006年7月28日 優(yōu)先權日2006年7月28日
發(fā)明者蔡然 申請人:蔡然