传送网路由规划优化建模研究

徐 楠，李 峥，罗 聪

（沈阳市电信规划设计院股份有限公司，沈阳 110021）

传送网是通信网络的底层网络，服务于上层网络间的数据传输，传送网络服务质量的好坏直接决定上层网络进行业务管理的质量，传送网络的中断，将导致整个网络通信能力的降低，甚至引起业务的中断，因此，传送网的运营和管理是运营商高度关注的环节，只有保证传送网有效运行，才能为各类业务网提供高质量的服务。

1 传送网路由规划关键技术

1.1 路由规划的关键约束

（1）波长一致性约束，在光网络中，如果光路传输过程中所经过的节点不能对波长进行转换，那么光路传输的通路必须具备相同的波长，即为波长的一致性。针对波长一致性的约束，运营商为提高路由计算提出很多的规划策略，RWA问题便是对于波长转换能力的计算思路，通过增加传输网络中的波长转换节点，可极大地增加光网络的灵活性，而且可降低网络堵塞的概率。

（2）光信号传输损伤约束

数据传输转化为光信号在光纤等在体内进行传递的过程中，会发生能量的损耗，导致光功率的减小，这些损耗呈现累加的趋势，不能依靠传输的节点和距离进行判断，当传输损耗足够大，超过材质本身所能承受的阈值，那么传输过程中得光信号的正确率将不能保证。传输损耗的复杂性增加了路由计算的时间，严重损害了路由工作的效率。

OEO设备是是传送网的一种重要通信设备。在光信号传输的过程中，经过OEO节点的过程中，此时利用光电转换器可实现对损耗的光电信号进行纠正，以补偿信号的损耗和消除信号噪声和畸变。

2 路由规划的研究现状

传送网中的路由计算问题在算法设计过程中主要有3种解决思路。

（1）在物理拓扑思路上进行资源分配，即对于所使用的OEO 资源，进行合适的OEO节点得选择，简称自下而上的解决方案。

（2）根据光信号在传输过程中的损耗、OEO资源放置的位置对虚拟拓扑进行构建，在此基础上对路由进行计算，并对其结果映射到实际的物理拓扑中，完成资源分配，简称为自上而下的解决方案。

（3）平面法，根据波长将网络拓扑划分为多个平面，各个平面通过节点连接节点具有转换波长的功能，在该虚拟拓扑中完成路由计算。

基于光信号传输损耗信息的复杂性，自下而上方案需要不断地对光信号的传输损耗、OEO的位置进行计算、检查，现有的算法通常以权重累加光信号的损耗，这与实际的非线性损耗不符。而自上而下方案虽然对于光信号传输损耗能够较好地表达，但所构建的虚拟拓扑难以表达资源的配置需求，因此在很多情况下，难以解决路由计算问题。而波平面法，在构建拓扑结构式会因传送网规模的增大、传输数量的增加造成计算时间的延迟，这也不符合路由规划的发展要求。

3 传送网中的网络优化

对于子问题1：

约束条件

对于子问题2

约束条件：

求得目标1目标函数：

求得目标2目标函数：

子问题1是业务在可达拓扑上算路，分配 OEO资源。子问题 2 是在物理拓扑上分配物理链路和波长资源，并且保证路由在物理拓扑不绕路。该过程可在拓扑业务过程中，计算路由、分配 OEO 资源，并可进行物理路由和波长资源的分配。该解决思路可有效降低网络影响因素的复杂性，减少传输量损耗的问题，你尽可以简化模型构建，在提供新的解决思路方面具有重要意义。

4 结束语

在分析影响输电网络的各种因素的基础上，阐述了其关键技术和研究现状，分析了以往研究方法的不足，并对改善问题进行了拉格朗日分解。所提出的优化模型能够有效地表达传输网络路由规划中的OEO资源分配，OEO资源预留，重路由计算等场景，为传送网网络性能的分析、算法的设计、保护策略的验证提供了可靠依据，对传送网路由规划和算法设计有重要作用。它不仅减少了重路由问题的规划，而且为算法创新的问题提供了一种新的算法设计思路。

[1] 靳鹏，左春荣，杨善林等.下料问题与运输问题联合优化建模[J].中国管理科学，2013，2：91-97.