CN103748818B - 用于光网络的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种光网络配置成在信号路径（213₃）中发生故障期间通过备用路径（213₉）提供光重定路由。该网络包括第一节点（B）。第二节点（C）耦合以经由信号路径（213₃）从第一节点接收信号，以及经由备用路径（213₉）接收备用信号。该网络调适成即使信号路径（213₃）中没有故障时仍从第一节点向第二节点传送信号和对应的备用信号，其中当信号路径（213₉）中没有故障时，备用信号在第二节点（C）处被阻塞。本发明的实施例利用波长选择开关（WSS）装置的广播和阻塞功能性。这种WSS装置在链路故障的情况中能够在缩短的时间内快速地将光业务切换到局部迂回路。

Description

用于光网络的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于光网络的设备和方法，以及具体来说涉及具有波长选择开关的光网络。

背景技术

波长选择开关（WSS）装置已成为现代光网络，例如密集波分复用（DWDM）可重配置光网络的重要方面。WSS装置可以动态地路由、广播、阻塞和衰减网络节点内的所有DWDM信道。

参考图1，WSS装置101包括用于接收多信道光信号105的公共多信道光输入端口103和N个相对多波长端口107。来自公共输入端口103的每个DWDM波长输入能够被切换到N个多波长输出端口107中任何一个，而与所有其他波长信道如何路由选择无关。当前WSS装置是1×N个装置，而N×M个WSS装置目前是中期研究的目标。同时，可以将1×N个WSS装置级联以形成更大的体系结构，例如由此可以通过将背对背若干个1×N个WSS装置互连来构建N×N个波长选择矩阵装置。

波长切换过程可以通过WSS装置上的电子通信控制接口来动态地改变。例如，基于可变光衰减（VOA）的机构（mechanism）在WSS装置中操作以用于控制每个波长。因此，能够将每个波长独立地衰减以实现信道功率控制和均衡或完全将其阻塞。

因为1×N个WSS装置中的每个波长能够切换到N个输出端口107中任何一个，所以可以将这种切换用在具有多个光端口的充分灵活可重配置光分插复用器（ROADM），其中每个光端口承载多个波长，与其中在该节点中插入/引出客户端业务的相应插入/引出部分耦合。

快速重定路由（FRR），也称为局部恢复，是一种局部恢复网络复原机构。 在用于链路保护恢复技术的一对一快速重定路由中，通过备用路径来保护经由链路传递的标签交换路径（LSP），该备用路径始发于紧靠该链路上游的节点。此局部机构提供更快速的恢复，因为有关恢复的决策是严格地位于局部的，并且不涉及整个节点链。 此恢复方案迄今仅针对分组网络进行定义和规范，如因特网工程任务组（IETF）RFC 4090中所定义的。在波长交换的光网络（WSON）的目前领域中，禁止快速重定路由机构的实际实施，这是因为功率平衡（或功率均衡）操作需要时间，并且这些操作需要在重定路由过程之后执行，下文将予以解释。

传送器线路放大器的功率由活动信道的数量与放大器的分布（profile）之间的固定关系给定。传送器放大器的输出功率由分布类型和线路中存在的信道的总数（M）给定。M由已经存在的信道（M-1）与已经插入（通常一次一个）的信道数量之和给定。

传输中每次激活或关闭新的信道，需要新的功率平衡或均衡过程。具体来说，需要调整总功率和每个信道的功率，并且这意味着导致长设置时间的一组后续平衡调整。

图2a和图2b示出根据已知技术如何实现FRR过程。参考图2a，当从节点A向节点D传送业务（即沿着链路213₁、213₂、213₃、213₄和213₅）时，沿着此路径的节点，例如节点B示出为具有至节点C和节点E的业务的复制。当节点B与节点C之间的链路213₃正确地操作时，发往节点E的业务在节点B（如阴影矩形所示）中基于可变光衰减（VOA）被机构205阻塞。 因此，在此模式中，业务流由点划线示出，由此主业务流沿着链路213₁、213₂、213₃、213₄和213₅从节点A流到节点D，以及其中复制的业务流沿着链路213₁、213₆流动。因此，使用VOA 205在节点B处将复制或备用业务的流阻塞。

参考图2b，当链路213₃中出现故障时，将VOA 205调谐成经由节点E（即，沿着链路213₇、213₈和213₉）向节点C馈送业务，由此经由节点E通过局部迂回路来绕开故障的线路213₃。业务流由点划线示出，由此主业务流沿着链路213₁、213₂从节点A流到节点B，但是在VOA 203处停止，因为链路213₃发生故障。复制的或备用业务经由从节点B至节点E至节点C的迂回路（即沿着链路213₆、213₇、213₈、213₉和213₁₀）从节点A流到节点Ｄ。

可以注意到，涉及节点Ｂ的传送器侧沿着线路B-E（即路径213₇）添加了一个新的信道。这需要在节点B和E中进行功率平衡调整。

从图3a和图3b可以认识到这一点，其中示出典型节点，如图2a和图2b的节点B的进一步细节。

ROADM节点包括两个或更多个DWDM端口。在图3a的示例中，ROADM节点301示出为包括四个端口，标记为北、南、东和西。如图3b中进一步详细示出的每个端口包括波长选择开关303。每个波长选择开关耦合到插入/引出复用器305，插入/引出复用器305调适成插入或引出波长信道。运算放大器单元307包括传送和接收放大器。功率管理单元309监视传送器（和/或接收器，虽然未示出）的功率电平，以确定出局DWDM流中是否存在任何信道。当插入或引出信道时，必须执行功率平衡或均衡，这导致非期望的延迟。

在光子网络中引入通用多协议标记交换（GMPLS）控制面之前，以人工方式添加新的信道，并且因此无需考虑同时期添加或删除多于一个的信道。但是，在GMPLS控制的网络中，同时有多于一个LSP建立或拆除请求是非常常见的。

以顺序方式处理此类请求存在导致不可接受的延迟和业务丢失的缺点。但是，另一方面，同时处理高数量的建立或拆除请求可能导致显著的功率峰值（正或负峰值），并因此导致对已就位且承载业务的LSP的服务干扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方法和设备，其缓解或减少上文提到缺点中的至少一个或多个缺点。

根据本发明的第一方面，提供一种用于光网络的节点。该节点包括耦合以从信号路径接收第一信号的第一波长选择开关。该节点还包括耦合以从备用路径接收备用信号的第二波长选择开关。该第二波长选择开关包括备用阻塞单元，该备用阻塞单元调适成在第一操作模式期间阻塞第二波长选择开关处接收的备用信号，在第一操作模式中第一波长选择开关处正在接收第一信号。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于光网络的节点。该节点包括耦合以将第一信号传送到信号路径上的第一波长选择开关。该节点还包括耦合以将备用信号传送到备用路径上的第二波长选择开关。第二波长选择开关调适成在第一波长选择开关正在将第一信号传送到信号路径上时将备用信号传送到备用路径上。

根据本发明的另一个方面，提供一种光网络，其配置成在信号路径中发生故障期间通过备用路径提供光重定路由。该网络包括第一节点和第二节点，所述第二节点耦合以经由信号路径从第一节点接收信号，以及经由备用路径接收备用信号。该网络调适成即使信号路径中没有故障时仍从第一节点向第二节点传送信号和对应的备用信号，其中当信号路径中没有故障时，该备用信号在第二节点处被阻塞。

根据本发明的另一个方面，提供光网络的节点中的一种方法。该方法包括如下步骤：在第一波长选择开关处从信号路径接收第一信号，以及在第二波长选择开关处从备用路径接收备用信号。该方法还包括如下步骤：在第一操作模式期间阻塞第二波长选择开关处接收的备用信号，在第一操作模式中第一波长选择开关处正在接收第一信号。

根据本发明的另一个方面，提供一种光网络的节点中的方法。该方法包括如下步骤：经由第一波长选择开关将第一信号传送到信号路上，以及经由第二波长选择开关将备用信号传送到备用路径上。将备用信号传送到备用路径上的步骤在第一波长选择开关正在将第一信号传送到信号路径上的同时执行。

根据本发明的另一个方面，提供光网络中的一种方法，其配置成在信号路径中发生故障期间通过备用路径提供光重定路由。该方法包括如下步骤：经由信号路径从第一节点向第二节点传送信号，以及经由备用路径从第一节点向第二节点传送备用信号。经由备用路径将备用信号从第一节点传送到第二节点的步骤在正在经由信号路径将第一信号从第一节点传送到第二节点的同时执行。

本发明的实施例的多种方面使得能够执行更快速的重定路由过程。

附图说明

为了更好地理解本发明，以及更清楚地示出可如何对本发明进行实现，现在将仅通过举例的方式参考如下附图，其中：

图1示出 1×N个波长选择开关（WSS）装置的基本逻辑方案；

图2a和图2b示出根据现有技术如何实现重定路由过程；

图3a和图3b提供图2a和图2b的网络中的典型节点的进一步细节；

图4a和图4b示出根据本发明的实施例可以如何实现重定路由过程；

图5示出根据本发明的实施例的图4a和图4b的网络中的第一节点；

图6示出根据本发明的实施例的第一节点处执行的方法；

图7示出根据本发明的实施例的图4a和图4b的网络中的第二节点；

图8示出根据本发明的实施例的第二节点处执行的方法。

具体实施方式

本文描述的本发明使得能够在光网络中，以及具体来说，在包括波长选择开关的波长交换的光网络中提供快速重定路由机构。本发明的实施例基于广播以及基于波长选择开关（WSS）装置的阻塞功能性。这种WSS装置使得在链路故障的情况中能够在缩短的时间内快速地将光业务切换到局部迂回路。

图4a和图4b描述可以如何在根据本发明的实施例的网络中实现重定路由过程。

参考图4a，当从节点A向节点D传送业务（即沿着链路213₁、213₂、213₃、213₄和213₅）时，沿着此路径的节点，例如节点B示出为具有至节点C和节点E的业务的复制。使用WSS装置在内部广播波长的能力在节点B中复制业务，其复制发往多于一个出局方向的信号，例如由此将信号同时发送到节点C和节点E。

当节点B与节点C之间的链路213₃正确操作时，例如第一操作模式中时，发往节点E的业务在如图2a所示的节点B处不被阻塞，而是在节点C处被阻塞。因此，在此模式中，业务流由点划线示出，由此主业务流沿着链路213₁、213₂、213₃、213₄和213₅从节点A流到节点D，以及其中复制的业务流或备用业务流沿着链路213₁、213₆、213₇、213₈和213₉流动。因此，在节点C处将复制或备用业务流阻塞。

可以由节点C中的波长选择开关中提供的阻塞单元来阻塞该业务流。例如，波长选择开关（未示出）可以包括基于可变光衰减（VOA）的机构211的形式的阻塞单元。要注意，本发明不限于使用基于VOA的机构，并且可以使用其他机构来阻塞该业务信号。

参考图4b，当链路213₃中出现故障时，例如在第二操作模式中操作时，将VOA 211解除阻塞或调谐成允许业务经由节点C流到节点D（即，沿着链路213₁₀、213₅），由此通过经由节点E的局部迂回路来绕开故障的线路213₃。业务流由点划线示出，由此主业务流沿着链路213₁、213₂从节点A流到节点B，但是在VOA 203处停止，这是因为链路213₃发生故障。复制或备用业务经由从节点B至节点E至节点C的迂回路（即沿着链路213₁、213₆、213₇、213₈、213₉、213₁₀和213₅）从节点A流到节点Ｄ。

因为对于备用或复制路径重定路由时无需在节点B或节点E中建立新的信道，即因为这种信道已经在运行，则无需功率平衡或均衡过程，由此使得能够实现快速重定路由过程。换言之，节点B、节点E和节点C的传输侧（TX）不受传送的信道的数量变化的影响，并因此无需功率调整。这样使得能够执行远远更快速的光重定路由过程。

可选地，当打开（解除阻塞）VOA 211时，可以阻塞耦合以从节点B接收主业务信号的VOA 207以便防止链路213₃的故障被校正或修复之后发生信号堵塞。

这意味着在节点C中，包括耦合到信号路径213₃的信号阻塞单元（如VOA 207）的波长选择开关调适成，使得阻塞单元207，在其中（连接到备用路径213₉的）备用阻塞单元211被置于解除阻塞操作模式下的第二操作模式的至少部分期间，以阻塞操作模式操作。

图5示出根据本发明的实施例的节点，例如图4a和图4b的节点C。

节点“C”包括耦合以从信号路径213₃接收第一信号的第一波长选择开关207₁。该节点还包括耦合以从备用路径213₉接收备用信号的第二波长选择开关211₁。第二波长选择开关211₁包括备用阻塞单元211，备用阻塞单元211调适成在第一操作模式期间阻塞第二波长选择开关211₁处接收的备用信号，在第一操作模式中第一波长选择开关207₁处正在接收第一信号。

备用阻塞单元211调适成在第二操作模式期间将备用信号解除阻塞，在第二操作模式中第一波长选择开关207₁处未在接收第一信号。

正如上文提到的，第一波长选择开关207₁的阻塞单元207可以可选地调适成，在其中（连接到备用路径213₉的）备用阻塞单元211被置于解除阻塞操作模式下的第二操作模式的至少部分期间，以阻塞操作模式操作。

信号阻塞单元207和/或备用阻塞单元211可以由例如重定路由控制器来控制。

阻塞单元207和/或备用阻塞单元211可以包括可变光衰减（VOA）机构。

图6示出根据本发明的实施例的第一节点(例如图4a和图4b的节点C)处执行的方法。

在步骤601中，在第一波长选择开关207₁处从信号路径213₃接收第一信号。在步骤603中，在第二波长选择开关211₁处从备用路径213₉接收备用信号。在步骤605中，在第一操作模式期间阻塞第二波长选择开关211₁处接收的备用信号，在第一操作模式中第一波长选择开关207₁处正在接收第一信号。

图7示出根据本发明的实施例的图4a和图4b的网络中的第二节点，例如节点B。该节点包括耦合以将第一信号传送到信号路径213₃上的第一波长选择开关203₁。 第二波长选择开关205₁耦合以将备用信号传送到备用路径213₇上。第二波长选择开关205₁调适成在第一波长选择开关203₁正在将第一信号传送到信号路径213₃上时将备用信号传送到备用路径213₇上。

图8示出根据本发明的实施例的第二节点(例如图4a和图4b的节点B)处执行的方法。在步骤801中，经由第一波长选择开关203₁将第一信号传送到信号路径213₃上。在步骤803中，经由第二波长选择开关205₁将备用信号传送到备用路径213₇上。在步骤805中，将备用信号传送到备用路径213₇上的步骤在第一波长选择开关203₁正在将第一信号传送到信号路径213₃上的同时执行。

从上文描述的多种实施例的描述，将认识到在利用FRR方法保护的跨度之后即刻将例如使用VOA的波长选择开关的阻塞动作移到该节点。

本发明能够实现一种具有在相对于其他光复原机构在缩短的中断内进行光业务切换的改进的速度的复原机构。

本发明使得能够在WSON网络中提供一对一快速重定路由，而在切换过程期间没有非期望的延迟。

本发明无需特定的硬件修改，这是因为它利用WSS装置的波长阻塞功能。此外，本发明的实施例具有消除在紧靠故障上游的节点上进行功率调整或均衡的需要的优点。

与传统1+1保护机构，如光子网络连接保护（OSNCP）机构相比，本发明的实施例能够在所需的硬件上实现节省，因为无需在源处复制业务（其需要双转发器功能）。相反，本发明的实施例利用WSS装置的广播能力来向两个方向馈送业务。例如，在图4a和图4b的节点B中，WSS装置在B至C和B至E的方向上复制业务。

应该注意上文所述的实施例说明而非限制本发明，以及本领域技术人员在不背离所附权利要求的范围的前提下将能够设计许多备选实施例。词汇“包括”不排除存在权利要求中列出的那些以外的元件或步骤，不定冠词“一个”或“一”不排除多个，以及单个处理器或其他单元可以实现权利要求中引述的若干单元的功能。权利要求中的任何引用符号不应视为由此限制其范围。

Claims (12)

1.光网络的第一节点，所述第一节点包括：

第一端口，所述第一端口包括用于经由第一工作信号路径接收主光信号的第一阻塞单元BU，所述主光信号由第二节点经由所述第一工作信号路径传送到所述第一节点；

第二端口，所述第二端口包括用于在所述第一BU经由所述第一工作信号路径接收所述主光信号的同时经由第一备用信号路径接收备用光信号的第二BU，所述备用光信号由第三节点经由所述第一备用信号路径传送到所述第一节点，所述第三节点与所述第二节点分离并且不同于所述第二节点；以及

第三端口，所述第三端口经由第一内部链路连接到所述第一BU并且还经由第二内部链路连接到所述第二BU，其中

所述第一BU配置成在第一操作模式期间经由所述第一内部链路向所述第三端口提供所述主光信号，在所述第一操作模式中，在所述第一BU处正在接收所述主光信号，

所述第二BU调适成在所述第一操作模式期间阻塞在所述第二BU处接收的所述备用光信号，在所述第一操作模式中，在所述第一BU处正在接收所述主光信号，

所述第二BU还调适成在第二操作模式期间经由所述第二内部链路向所述第三端口提供所述备用光信号，在所述第二操作模式中，在所述第一BU处未在接收所述主光信号，

所述第三端口配置成使得，在所述第一操作模式期间，所述第三端口经由第二工作信号路径向第四节点提供所述主光信号，

所述第三端口还配置成使得，在所述第二操作模式期间，所述第三端口经由所述第二工作信号路径向所述第四节点提供所述备用光信号，以及

所述备用光信号是所述主光信号的复制。

2.如权利要求1所述的第一节点，其中所述第一BU调适成在所述第二操作模式的至少部分期间，以阻塞操作模式操作。

3.如权利要求1所述的第一节点，其中所述第一BU和所述第二BU由重定路由控制器来控制。

4.如权利要求1所述的第一节点，其中所述第一BU和所述第二BU各自包括可变光衰减器VOA。

5.如权利要求1所述的第一节点，其中

所述第一工作信号路径包括连接所述第一节点与所述第二节点的第一链路，以及

所述第一备用信号路径包括连接所述第一节点与所述第三节点的第二链路以及连接所述第二节点与所述第三节点的第三链路。

6.一种光网络，其配置成在信号路径中发生故障期间通过备用路径提供光重定路由，所述网络包括：

第一节点，用于同时将主信号传送到所述信号路径上并且将备用信号传送到备用路径上；以及

第二节点，包括：

第一端口，所述第一端口包括用于经由所述信号路径接收所述主信号的第一阻塞单元BU；

第二端口，所述第二端口包括用于在所述第一BU经由所述信号路径接收所述主信号的同时经由所述备用路径接收所述备用信号的第二BU；以及

第三端口，所述第三端口经由第一内部链路连接到所述第一BU并且还经由第二内部链路连接到所述第二BU，其中

所述第一BU配置成在第一操作模式期间经由所述第一内部链路向所述第三端口提供所述主信号，在所述第一操作模式中，在所述第一BU处正在接收所述主信号，

所述第二BU调适成在所述第一操作模式期间阻塞在所述第二BU处接收的所述备用信号，在所述第一操作模式中，在所述第一BU处正在接收所述主信号，

所述第二BU还调适成在第二操作模式期间经由所述第二内部链路向所述第三端口提供所述备用信号，在所述第二操作模式中，在所述第一BU处未在接收所述主信号，

所述第三端口配置成使得，在所述第一操作模式期间，所述第三端口经由工作信号路径向第三节点提供所述主信号，

所述第三端口还配置成使得，在所述第二操作模式期间，所述第三端口经由所述工作信号路径向所述第三节点提供所述备用信号，以及

所述备用信号是所述主信号的复制。

7.如权利要求6所述的光网络，其中

所述备用路径包括第三节点、连接所述第一节点与所述第三节点的第一备用链路、以及连接所述第二节点与所述第三节点的第二备用链路，

所述第三节点配置成在所述第一节点正在将所述主信号传送到所述信号路径上的同时接收所述备用信号并且将所述备用信号朝向所述第二节点传送。

8.光网络的第一节点中的一种方法，其中所述第一节点包括第一端口、第二端口、第三端口、第一内部链路以及第二内部链路，所述第一端口包括第一波长选择开关WSS，所述第二端口包括第二WSS，所述第一内部链路连接所述第一WSS与所述第三端口，所述第二内部链路连接所述第二WSS与所述第三端口，所述方法包括：

在所述第一WSS处接收主信号；

在所述第一WSS正在接收所述主信号的同时在所述第二WSS处接收备用信号；

所述第一WSS经由所述第一内部链路将所述主信号转发到所述第三端口；

所述第三端口从所述第一WSS接收所述主信号并且经由工作链路将所述主信号转发到所述光网络的第二节点；

在所述第一WSS正在接收所述主信号的同时，所述第二WSS阻止向所述第三端口转发所述备用信号，其中

所述备用信号是所述主信号的复制。

9.如权利要求8所述的方法，还包括：

检测到所述第一WSS不再接收所述主信号；

由于检测到所述第一WSS不再接收所述主信号，所以配置所述第二WSS使得所述第二WSS经由所述第二内部链路向所述第三端口转发所述备用信号，并且配置所述第三端口以经由所述工作链路向所述第二节点转发所述备用信号。

10.如权利要求8所述的方法，还包括：

在所述第二WSS配置成将所述备用信号向所述第三端口转发的一段时间期间，阻塞在所述第一WSS处接收的信号。

11.如权利要求10所述的方法，根据重定路由过程进行所述阻塞。

12.如权利要求8所述的方法，其中所述阻止步骤使用可变光衰减VOA机构来执行。