基于PTN網(wǎng)絡(luò)的電信網(wǎng)傳輸資源自動調(diào)度方法研究

張旺　張雷

摘 要：目前傳統(tǒng)的傳輸調(diào)度模式還停留在依靠紙介資料和經(jīng)驗進行的的人工調(diào)度模式，傳輸調(diào)度工作周期長，效率低下，錯誤率較高，需要使用的人力成本也相應(yīng)較高。而PTN傳輸調(diào)度采用新的自動調(diào)度模式，不僅支持動態(tài)打散、動態(tài)分配帶寬資源，更支持使用廣度優(yōu)先搜索。采用逐層搜索的方式，可以在第一時間得到最短的有效路徑，實現(xiàn)了自動化、智能化的傳輸調(diào)度，大大提高了傳輸調(diào)度的效率，同時節(jié)約人力成本，提高調(diào)度正確率，大大提升客戶滿意度。

關(guān)鍵詞：通信;PTN網(wǎng)絡(luò);調(diào)度

隨著新興數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展和帶寬的不斷增長、無線業(yè)務(wù)的IP化演進、商業(yè)客戶的VPN業(yè)務(wù)應(yīng)用，對承載網(wǎng)的帶寬，調(diào)度，靈活性，成本和質(zhì)量等綜合要求越來越高。在電信業(yè)務(wù)IP化趨勢推動下，傳送網(wǎng)承載的業(yè)務(wù)從以TDM為主向以IP為主轉(zhuǎn)變。電信傳輸網(wǎng)之前以SDH/MSTP、以太網(wǎng)交換機、路由器等多個網(wǎng)絡(luò)分別承載不同的業(yè)務(wù)，各自維護的局面，難以滿足多業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載和降低運營成本的發(fā)展需求。因此，傳送網(wǎng)需要采用靈活、高效和低成本的分組傳送平臺來實現(xiàn)全業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載和網(wǎng)絡(luò)融合，分組傳送平臺（PTN）由此應(yīng)運而生。

一、PTN傳輸調(diào)度的特點

傳統(tǒng)的PTN傳輸調(diào)度方式為，調(diào)度人員在接到申請單位的PTN傳輸調(diào)度需求之后，需要根據(jù)現(xiàn)有的資源設(shè)計調(diào)度出一套傳輸調(diào)度方案。步驟大體分為如下幾步：

1、首先確定傳輸?shù)钠瘘c和終點資源;

2、選取可用的資源加入調(diào)度方案組成傳輸方案;

3、在確認(rèn)方案有效后，將方案下發(fā)施工單位;

4、在施工完成后進行回執(zhí)操作，將傳輸竣工。

這種方式往往需要調(diào)度人員擁有非常豐富的調(diào)度經(jīng)驗，并且對資源情況非常了解，調(diào)度的過程往往非常繁雜且容易出現(xiàn)差錯。如果傳輸?shù)目缍容^大，往往會涉及若干的傳輸系統(tǒng)，這時如何在傳輸網(wǎng)絡(luò)中為傳輸選取一條有效的路徑難度就會很大。尤其是傳輸網(wǎng)絡(luò)的組成越密集的地方，方案的變數(shù)就越大。這時調(diào)度人員在面對龐大的傳輸網(wǎng)絡(luò)和復(fù)雜的業(yè)務(wù)規(guī)則時通常會手足無措、尾大不掉。

二、PTN傳輸自動調(diào)度方案介紹

PTN傳輸調(diào)度的智能化改造分三個大的方面：

第一，將設(shè)備拓撲關(guān)系整合為傳輸系統(tǒng)的拓撲關(guān)系

一條傳輸會途徑若干個設(shè)備，調(diào)度工作正是在現(xiàn)有的設(shè)備中依據(jù)設(shè)備連接關(guān)系選取符合規(guī)則的設(shè)備建立起一系列的設(shè)備路由。由于設(shè)備的數(shù)據(jù)量非常大，且拓撲關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜，因此在這種情況下直接查詢和使用設(shè)備拓撲關(guān)系數(shù)據(jù)進行調(diào)度并不現(xiàn)實。

在對調(diào)度人員的工作進行了細致的調(diào)研之后，我們發(fā)現(xiàn)可以采用一種更實用且符合調(diào)度原則的思路來解決PTN傳輸調(diào)度中關(guān)于設(shè)備路由的查詢。即首先借助傳輸系統(tǒng)的設(shè)備組成關(guān)系以及現(xiàn)網(wǎng)傳輸?shù)某晒Π咐蓚鬏斚到y(tǒng)的拓撲關(guān)系，之后依據(jù)傳輸系統(tǒng)的拓撲關(guān)系來查詢被調(diào)度傳輸?shù)膫鬏斚到y(tǒng)連通方案，并最終確定組成傳輸?shù)木唧w設(shè)備。

這種方式是對實際PTN傳輸調(diào)度原則的抽象，它將大量的設(shè)備節(jié)點化零為整，整合為相對數(shù)據(jù)量有限的傳輸系統(tǒng)節(jié)點，將復(fù)雜的設(shè)備連通圖轉(zhuǎn)換為相對簡單的傳輸系統(tǒng)連通圖。這樣傳輸?shù)脑O(shè)備路由查詢問題就被轉(zhuǎn)換為傳輸系統(tǒng)路由查詢問題。這種方式在實現(xiàn)時可以大大的降低算法的復(fù)雜度，同時也是實際PTN傳輸調(diào)度原則的有效體現(xiàn)。

1.傳輸系統(tǒng)的連通關(guān)系：

傳輸系統(tǒng)連通關(guān)系數(shù)據(jù)依據(jù)以下幾個規(guī)則：

如果兩個傳輸系統(tǒng)擁有相同的設(shè)備組成，則認(rèn)為它們是連通的;

如果兩個傳輸系統(tǒng)的組成設(shè)備中有至少一個設(shè)備存在于同一機房，則認(rèn)為它們是連通的;

如果兩個傳輸系統(tǒng)的組成設(shè)備中有至少一個設(shè)備存在于同一站點，則認(rèn)為它們是連通的;

現(xiàn)網(wǎng)傳輸中相鄰槽路所屬的傳輸系統(tǒng)，我們認(rèn)為它們是連通的。

2.連通數(shù)據(jù)的生成和使用

針對傳輸系統(tǒng)連通關(guān)系數(shù)據(jù)更新頻度相對較低的特點，連通數(shù)據(jù)的生成采用準(zhǔn)實時的方式，即每天在固定的時間（一般選擇在凌晨業(yè)務(wù)量較低的時間段）查詢和生成。客戶端在運行時從服務(wù)端下載這些數(shù)據(jù)文件并記錄在內(nèi)存中，從而降低數(shù)據(jù)查詢頻率，減小服務(wù)器的負擔(dān)。

第二，搜索傳輸系統(tǒng)連通路徑

1.廣度優(yōu)先搜索與深度優(yōu)先搜索的算法比較

深度優(yōu)先搜索雖然在算法實現(xiàn)上相對比較簡單，可以通過簡單的遞歸來實現(xiàn)，并且可以有效的控制深度（即路徑長度），但是由于缺乏對廣度上支持，會造成調(diào)度方案可能集中使用資源的情況，且不能在第一時間給出最短路徑的結(jié)果。

而相對的，廣度優(yōu)先搜索可能更符合實際調(diào)度的需要，通常情況下PTN傳輸調(diào)度需要選取最短的路徑，這一點廣度優(yōu)先算法可以很好的控制。這是因為廣度優(yōu)先搜索采用逐層搜索的方式，因此可以在第一時間得到最短的有效路徑。

2.利用節(jié)點的權(quán)值來實現(xiàn)更精確的連通路徑搜索

在查詢和生成傳輸系統(tǒng)連通數(shù)據(jù)，我們將傳輸系統(tǒng)的相關(guān)屬性（如系統(tǒng)類型、帶寬資源占用率等）也一并查詢出來，并將其作為傳輸系統(tǒng)節(jié)點在圖中的權(quán)值。從而為實現(xiàn)可配置的搜索規(guī)則提供了保證。

我們在調(diào)研時發(fā)現(xiàn)調(diào)度有時會采用很多相對比較固定的原則來指導(dǎo)設(shè)計，如：

盡量繞開一些即將退網(wǎng)的設(shè)備或傳輸系統(tǒng);

必須經(jīng)過一些新開的傳輸系統(tǒng);

傳輸?shù)男再|(zhì)決定了傳輸必須經(jīng)過某一類型的傳輸系統(tǒng);

傳輸應(yīng)合理的使用諸如設(shè)備、端口或帶寬等傳輸網(wǎng)絡(luò)資源;

而在節(jié)點加權(quán)的解決方式可以很好的支持用戶根據(jù)需要靈活的設(shè)置查詢的規(guī)則，如途經(jīng)的傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)類型、帶寬占用率等，從而提高傳輸系統(tǒng)連通方案針對性和有效性。

第三，智能化調(diào)度

經(jīng)過如上改造之后，傳統(tǒng)的PTN傳輸調(diào)度方式由面向設(shè)備的調(diào)度方式轉(zhuǎn)換為面向傳輸系統(tǒng)的調(diào)度方式。在調(diào)度開始時，首先確定本次PTN傳輸調(diào)度的傳輸系統(tǒng)連通方案，然后參照傳輸系統(tǒng)連通方案進行具體設(shè)備、端口和帶寬的調(diào)度。

這樣的改造對于傳統(tǒng)的調(diào)度方式中存在的問題給予了很好的解決。傳輸系統(tǒng)連通關(guān)系很好的抽象和封裝了傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并為高效準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)檢索提供了支持。連通關(guān)系數(shù)據(jù)可以在相當(dāng)程度上保證實時和準(zhǔn)確。由于傳輸系統(tǒng)連通方案查詢規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，降低了日常調(diào)度工作的隨機性;

總結(jié)

論文提出了基于PTN網(wǎng)絡(luò)的傳輸自動調(diào)度方案，新的PTN傳輸調(diào)度模式將調(diào)度人員傳統(tǒng)的經(jīng)驗抽象成可編程的數(shù)據(jù)模型，減少了對于調(diào)度人員的經(jīng)驗和能力的過度依賴，并將復(fù)雜的人工操作轉(zhuǎn)換為規(guī)范的程序流程，大大減少了調(diào)度過程的人力成本，同時規(guī)范了調(diào)度模式，減少了調(diào)度中由于人為因素造成的錯誤。

參考文獻

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