光网络系统及其调度方法和数据中心互连网络
技术领域
本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光网络系统及其调度方法和数据中心互连网络。
背景技术
数据中心之间、特别是城域网中的数据中心之间的光互连大多采用点对点直接连接的方式，即每两个数据中心之间有专门直达的光纤线路连接。随着云计算规模的扩大，数据中心的数量越来越多，在这种情况下，一个具有N个数据中心的光网络，需要N(N-1)/2条光链路，光链路的数量和数据中心的数量成平方关系，所需光链路的数量较多，整个网络的成本较高。
发明内容
本申请的多个方面提供一种光网络系统及其调度方法和数据中心互连网络，用以减少光网络系统中光链路的数量，进而降低整个网络的成本。
本申请实施例提供一种光网络系统，包括：多个子网络；其中，在所述多个子网络中至少有一个子网络包含可重构光分插复用器ROADM，在包含ROADM子网络之外的其它子网络中至少有一个子网络包含光路选择器；所述多个子网络之间通过所述ROADM与所述光路选择器进行光连接。
本申请实施例还提供一种数据中心互连网络，包括：包括多个数据中心DC；在所述多个DC中至少有两个DC包含可重构光分插复用器ROADM，所述至少两个DC之外的其它DC均包含光路选择器；每两个ROADM之间以及每个光路选择器与每个ROADM之间通过光链路进行连接。
本申请实施例还提供一种光网络系统的调度方法，包括：
监控光网络系统中包含ROADM和/或包含光路选择器的光链路的链路状态；
在检测到有链路发生故障时，控制处于发生故障的原链路上的目标光路选择器或目标ROADM从所述原链路切换至非故障链路，并控制所述非故障链路上的ROADM对来自所述目标光路选择器或所述目标ROADM的光信号进行转发。
在本申请实施例中，光网络系统包括多个子网络，其中，至少有一个子网络包括ROADM，除包含ROADM的子网络之外的其它子网络中至少有一个子网络包括光路选择器，各子网络之间通过光网络系统中的ROADM与光路选择器进行光互连。这样，在通过ROADM实现光连接的子网之间，无需再采用直通的光链路连接，既可实现子网络之间的光连接，又可以减少光链路的数量，有利于简化光网络系统的互连结构，降低网络成本。
另一方面，由于ROADM和光路选择器具有光路切换功能，进而在通过ROADM和光路选择器互连的子网络之间的光链路故障时，可通过故障链路对应的ROADM或光路选择器将通信链路切换至其他正常光链路，有助于保障光网络系统的正常运行，提高光网络的调度能力和网络恢复能力，进而提高光网络系统的通信性能。此外，光路选择器相较于ROADM成本较低，部分子网络采用光路选择器可进一步降低网络成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1a为本申请实施例提供的一种光网络系统的结构示意图；
图1b为本申请实施例提供的另一种光网络系统的结构示意图；
图1c为本申请实施例提供的又一种光网络系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种ROADM的结构示意图；
图3a为本申请实施例提供的一种光路选择器的结构示意图；
图3b为本申请实施例提供的另一种光路选择器的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种数据中心互连网络的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种光网络系统调度方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
针对现有光网络系统中光链路的数量多，网络系统成本高的技术问题，本申请一些实施例提供一种光网络系统，该光网络系统包括多个子网络，其中，至少有一个子网络包括ROADM，除包含ROADM的子网络之外的其它子网络中至少有一个子网络包含光路选择器，各子网络之间通过光网络系统中的ROADM与光路选择器进行光连接。这样，在通过ROADM实现光连接的子网络之间，无需再采用直通的光链路连接，既可实现子网络之间的光连接，又可减少光链路的数量，有利于简化光网络系统的互连结构，降低网络成本。
另一方面，由于ROADM和光路选择器具有光路切换功能，进而在通过ROADM和光路选择器互连的子网络之间的光链路故障时，可通过故障链路对应的ROADM或光路选择器将通信链路切换至其他正常光链路，有助于保障光网络系统的正常运行，提高光网络系统的通信性能，而且光路选择器相较于ROADM，成本较低，部分子网络采用光路选择器可进一步降低网络成本。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
图1a为本申请实施例提供的一种光网络系统的结构示意图。如图1a所示，该光网络系统包括：多个子网络。在本申请实施例中，多个是指3个或3个以上，例如，4个、5个、10个等等。图1a中仅以子网络的数量为6个进行示例，但并不对其进行限定。对于多个子网络，其中至少有一个子网络包含可重构光分复用器(Reconfigurable Optical Add-DropMultiplexer，ROADM)，如图1a中的子网络100c。进一步，在该光网络系统中，除包含ROADM的子网络之外的其它子网络中至少有一个子网络包含光路选择器，如图1a中的子网络100a、100b、100e和100f。在图1a中，仅以包含ROADM的子网络为1个，包含光路选择器的子网络为4个进行示例，但并不对其进行限定。
可选地，该光网络系统还可以包括：既不包含ROADM又不包含光路选择器的子网络，如图1a中的子网络100d。其中，既不包含ROADM又不包含光路选择器的子网络是指不具有光路选择能力的子网络，这种子网络包括传统连接器并通过传统连接器与其它子网络进行光连接。传统连接器不具有光路选择能力，具有固定的信道连接关系。例如，传统连接器可以包括：MUX/DEMUX和光放大器，其中，光放大器为可选器件。
在本实施例中，光网络系统中的子网络之间可通过ROADM以及光路选择器进行光连接。其中，包含光路选择器的各子网络可通过其所包含的光路选择器与包含ROADM的子网络中的ROADM进行光连接。可选地，若光网络系统中还有包含传统连接器的子网络，则包含传统连接器的子网络可通过其包含的传统连接器与包含ROADM的子网络中的ROADM进行光连接。当然，包含传统连接器的子网络也可以通过其包含的传统连接起与包含光路选择器的子网络进行光连接，这些子网络之间的光连接情况可视光网络系统的互连需求而定，本实施例对此不做限定。例如，在图1a中，子网络100b、100e和100f，除与子网络100c光连接之外，还与子网络100d光连接。这样，这些通过ROADM实现光连接的子网络之间无需再采用直通的光链路连接，既可实现子网络之间的光连接，又可减少光链路的数量，有利于简化光网络系统的连接结构，降低网络成本。
需要说明的是，在本申请各实施例中，“光连接”可以为通过任何光链路进行连接，例如可以为通过光纤互连、通过光波导互连或者通过空间光耦合连接等，但不限于此。
进一步，在本实施例中，包含ROADM的子网络可以实现Hub功能，具有对光通道的交叉调度能力。进一步，光路选择器具有光链路切换功能，与ROADM的Hub功能相配合，这样，在通过ROADM和光路选择器进行光连接的子网络之间的光链路故障时，可通过故障链路对应的ROADM或光路选择器将通信链路切换至其他正常光链路，有助于保障光网络系统的正常运行，提高光网络的调度能力和网络恢复能力，进而提高光网络系统的通信性能。例如，如图1a所示，若子网络100c和子网络100b之间的光链路故障，则可以把子网络100c和子网络100b之间的通信，切换至经子网络100c、子网络100d以及子网络100b的光链路上等。关于子网络之间的光链路故障时，进行光链路切换的具体实施方式，将在下面实施例中进行详细描述，在此暂不详述。
为了进一步减少光网络系统的光链路的数量，并提高光网络系统的调度能力和网络恢复能力。本申请实施例提供的光网络系统中包含ROADM的子网络可以至少为2个；且除包含ROADM之外的其它子网络均包含光路选择器。下面对这种光网络系统进行示例性说明。
图1b为本申请实施例提供的另一种光网络系统的结构示意图。如图1b所示，该系统包括：多个子网络。其中，多个是指3个或3个以上。图1b中仅以子网络的数量为8个进行示例，但并不对其进行限定。对于多个子网络，其中至少有两个子网络包含ROADM，如图1b中的子网络10a、10e和10f；除包含ROADM的至少两个子网络之外的其它子网络均包括光路选择器，如图1b中的子网络10b、10c、10d以及子网络10g和10h。其中，图1b中仅以包含ROADM的子网络为3个，包含光路选择器的子网络为5个进行示例，但并不对其进行限定。
在本实施例中，光网络系统中的多个子网络之间，通过至少两个子网络中的ROADM与其它子网络中的光路选择器进行光连接。例如，在图1b中，对于子网络10a-10g，通过子网络10a、10e和10f中的ROADM与子网络10b、10c、10d以及子网络10g和10h中的光路选择器进行光互连。
在本实施例提供的光网络系统中，至少有两个子网络包括ROADM，其它子网络则包括光路选择器，且光网络系统的各子网络之间通过至少两个子网络中的ROADM与其他子网络中的光路选择器进行光连接。这样，对于包括光路选择器的各子网络可以通过ROADM进行光连接，无需再采用直通的光链路进行光连接，即可实现子网络之间的光连接，又可减少光链路的数量，不仅精简了网络系统，还有助于降低网络成本。
进一步，在本实施例中，包含ROADM的子网络可以实现Hub功能，具有对光通道的交叉调度能力。进一步，光路选择器具有光链路切换功能，与ROADM的Hub功能相配合，这样，在某些子网络之间的光链路故障时，可通过故障链路对应的ROADM或光路选择器将通信链路切换为与其连接的其他正常光链路，有助于保障光网络系统的正常运行，提高光网络的调度能力和网络恢复能力，进而提高光网络系统的通信性能。例如，如图1b所示，若子网络10a和10b之间的光链路故障，则可以把子网络10a和10b之间的通信，切换至经子网络10f中转的光链路上，以实现子网络10a和10b之间的通信，等等。关于子网络之间的光链路故障时，进行光链路切换的具体实施方式，将在下面实施例中进行详细描述，在此暂不详述。
进一步，在本实施例中，光网络系统的子网络并不全部采用ROADM进行构建，而是部分采用ROADM，部分采用价格相对较低的光路选择器，可进一步降低网络成本。
值得说明的是，图1b中所示的子网络10a-10g之间的连接方式仅为示例性说明，只要是通过至少两个子网络中的ROADM，与至少两个子网络之外的其它子网络中的光路选择器进行光连接，而实现光网络系统中的多个子网络之间的连接的连接方式，均包含在本申请实施例提供的光网络系统之中，例如Mesh网络连接等。下面以Mesh网络为例，对光网络系统中的各子网络之间的连接方式进行示例性说明。
如图1c所示，当光网络系统为Mesh网络时，光网络系统中的每两个ROADM之间通过光链路进行连接，且光网络系统中的每个光路选择器与每个ROADM均通过光链路进行连接。由于每个光路选择器与所有的ROADM均通过光链路进行连接，可进一步提高光网络系统的故障恢复能力，其中ROADM的数量越多，光网络系统的故障恢复能力越强。例如，图1c中，4个包含光路选择器的子网络(子网络11a、11b和子网络11e、11f)与每个包含ROADM的子网络进行光连接。图1c仅以2个包含ROADM的子网络和4个包含光路选择器的子网络进行示例，并不对其数量构成限定。
值得说明的是，在本申请实施例中，ROADM可以采用各种类型的ROADM。例如，可以采用波长相关且方向相关(Colored and directioned)的ROADM、波长无关但方向相关(Colorless and directioned)的ROADM、波长相关但方向无关(Colored anddirectionless)的ROADM、波长无关且方向无关(Colorless and directionless)的ROADM(CD-ROADM)或者波长无关、方向无关以及竞争无关(Colorless，directionless andcontentionless)的ROADM(CDC-ROADM)等。优选地，可以采用CD-ROADM或CDC-ROADM，这样可提高光网络系统中光通道调度的灵活性。
进一步，如图2所示，CD-ROADM包括：本地光波长选择器(Wavelength selectiveswitch，WSS)模块20a和至少一个对外WSS模块20b。其中，本地WSS模块20a与每个对外WSS模块20b之间以及每两个对外WSS模块之间光连接。进一步，当光网络系统中的包含ROADM的子网络采用CD-ROADM时，每个对外WSS模块20b还通过光链路与一个光路选择器或另一个RAODM中的对外WSS模块进行光连接。
进一步，如图2所示，本地WSS模块20a包括：下路WSS 20a1和上路WSS 20a4。每个对外WSS模块20b也包括：下路WSS 20b1和上路WSS 20b2。其中，上路是指波长信号发送，即将数字信号加载到光信号上，并将光信号从光链路上发出的一路；下路是指波长信号接收，即从光链路上接收光信号，并进行解调或转发到另一个对外光链路的一路。进一步，本地WSS模块20a中的上路WSS 20a4和下路WSS 20a1分别与每个对外WSS模块20b的上路WSS20b2和下路WSS 20b1对应光连接，即本地模块WSS模块20a中的上路WSS20a4分别和每个对外WSS模块20b中的上路WSS 20b2光连接；本地模块WSS模块20a中的下路WSS 20a1分别和每个对外WSS模块20b中的下路WSS 20b1光连接。
进一步，每两个对外WSS模块之间，每个对外WSS模块中的上路WSS和另一个对外WSS模块中的下路WSS进行光连接；每个对外WSS模块中的下路WSS和另一个对外WSS模块中的上路WSS光连接。如图2所示，北路的对外WSS模块中的上路WSS 20b2与西路的对外WSS模块中的下路WSS 20b1光连接，并与东路的对外WSS模块中的下路WSS光连接(图2中未标记)；北路的对外WSS模块中的下路WSS 20b1与西路的对外WSS模块中的上路WSS20b2光连接，并与东路的对外WSS模块中的上路WSS光连接(图2中未标记)。进一步，每个对外WSS模块中的上路WSS 20b2和下路WSS 20b1通过光链路与另一个子网络中的一个光路选择器或一个ROADM中的对外WSS模块进行光连接。
进一步，对于本地WSS模块20a的波长上路(波长信号发送)，其上路WSS 20a4的输入端连接有合光器20a6，用于将从光终端阵列上接收到的各路光信号进行合束后送入上路WSS 20a4，进而由上路WSS 20a4经光链路转发到其他子网络，实现对光链路的波分复用。进一步，上路WSS 20a4的输入端与合光器之间还连接有光放大器20a5，用于将合束后的光信号进行功率放大，用于补偿上路WSS 20a4、合光器20a6以及二者之间的光链路的造成的损耗。
对于本地WSS模块20a的波长下路(波长信号接收)，其下路WSS 20a1的输出端连接有分光器20a3，用于将下行WSS 20a1输出的光信号进行功率平均分配后，再输出至光终端阵列中的各光终端，由各个波长无关的光终端实现对下路波长信号的接收。其中，分光器20a3可以为1*N的光耦合器，其中N表示光耦合器输出端的数量，其具体取值可根据光终端阵列中的光终端的数量进行灵活设置。进一步，下行WSS 20a1的输出端与分光器20a3之间还连接有光放大器20a2，用于将下行WSS 20a1输出的光信号进行功率放大，以补偿下路WSS20a1、分光器20a3以及二者之间光连接造成的损耗，并将功率放大后的光信号输出至分光器20a3。例如，下路WSS 20a1、分光器20a3采用光纤连接，则可补偿下路WSS 20a1、分光器20a3以及二者之间光纤连接造成的损耗。
进一步，如图2所示，对于每个对外WSS模块20b，其下路WSS 20b1的输入端和上路WSS 20b2的输出端，连接有光放大器(如图2中三角形所示)。其中，与对外WSS模块20b中的下路WSS 20b1连接的光放大器用于将从光链路上接收来的光信号进行功率放大，用于补偿光链接造成的线路损耗，并将功率放大后的光信号传输至下路WSS 20b1；与对外WSS模块20b中的上路WSS 20b2连接的光放大器用于将上路WSS 20b2输出的光信号进行功率放大，用于补偿上路WSS以及ROADM内部光连接造成的损耗并把光信号放大到要求的功率水平，然后将功率放大后的光信号经光链路传输至与该上路WSS 20b2连接的另一个子网络的光路选择器或ROADM中的对外WSS模块。
在本申请实施例中，各光放大器均可采用掺铒光纤放大器(Erbium-dopedOptical Fiber Amplifier，EDFA)或半导体光放大器(semiconductor opticalamplifier，SOA)，但不限于此。
在本申请实施例中，各WSS可以根据实际需要把指定的波长从指定的输入端口转发到指定的输出端口，从而实现波长转发功能，而且各WSS还具有波长间功率平衡的功能。WSS的复杂程度由可重构的波长数和输入输出端口数决定。
可选地，在本申请实施例中，上述光路选择器可以为可实现光通道调度的任何结构。下面对光路选择器的实施方式进行示例性说明。
在一实施例中，如图3a所示，光路选择器可包括：WSS模块。该WSS模块通过光链路与其所属的光网络系统中的每个ROADM进行光连接。对于本申请实施例提供的光网络系统，由于包含ROADM的子网络至少有两个，则该WSS模块可通过光链路与上述至少两个子网路中的ROADM进行光连接。例如，对于图1b中所示的光网络系统，子网络10c中的WSS模块通过光链路与子网络10a、10e和10f中的ROADM进行光连接；子网络10b中的WSS模块则通过光链路与子网络10a和10f中的ROADM进行光连接。
进一步，如图3a所示，WSS模块包括：下路WSS 30a1和上路WSS 30a4。其中，上路WSS30a4的每个输出端口通过光链路与一个ROADM光连接，下路WSS 30a1的每个输入端口通过光链路与一个ROADM光连接。图3a中仅以WSS模块与2个ROADM进行光连接示出，即上路WSS30a4的2个输出端口和下路WSS 30a1的2个输入端口分别与2个ROADM光连接。
进一步，对于WSS模块的波长上路，其上路WSS 30a4的输入端连接有合光器30a6，用于将从光终端阵列上接收到的各路光信号进行合束后送入上路WSS 30a4中进行波长选择和转发，把指定信号通过光链路发送至对端的子网络，实现对光链路的波分复用。进一步，上路WSS 30a4的输入端与合光器30a6之间还连接有光放大器30a5，用于将合束后的光信号进行功率放大，用于补偿上路WSS 30a4、合光器30a6以及两者之间光连接造成的损耗。
对于本地WSS模块30a的波长下路，其下路WSS 30a1的输出端连接有分光器30a3，用于将下行WSS 30a1输出的光信号进行功率平均分配后送入光终端阵列中的各光终端，由各个波长无关的光终端实现对下路波长信号的接收。其中，分光器30a3可以为1*N的光耦合器，其中N表示光耦合器输出端的数量，其具体取值可根据光终端阵列中的光终端的数量进行灵活设置。进一步，下行WSS 30a1的输出端与分光器30a3之间还连接有光放大器30a2，用于将下行WSS 30a1输出的光信号进行功率放大，以补偿下路WSS 30a1、分光器30a3以及二者之间光连接造成的损耗后，并将功率放大后的光信号输出至分光器30a3。
进一步，如图3a所示，对于WSS模块，其下路WSS 30a1的输入端和上路WSS 30a4的输出端，连接有光放大器(如图3a中黑色三角形所示)。其中，与下路WSS 30a1连接的光放大器用于将从光链路上接收来的光信号进行功率放大，用于补偿光链接造成的线路损耗，并将功率放大后的光信号传输至下路WSS 30a1；与上路WSS 30a4连接的光放大器用于将上路WSS 30a4输出的光信号进行功率放大，用于补偿上路WSS 30a4以及光路选择器内部光连接造成的损耗，并将功率放大后的光信号传输至与该上路WSS 30a4连接的ROADM中的对外WSS模块。
在另一种可选实施例中，如图3b所示，光路选择器包括：光开关31以及与光开关31连接的至少两组MUX/DEMUX 32，且每组MUX/DEMUX通过光链路与一个ROADM光连接。其中，对于波长上路，光开关31将从光终端阵列接收到的各光信号转换到设定的输出口，并通过与该输出口连接的MUX将各光信号进行合束，进而实现波分复用，并将合束后的光信号输出至与其通过光链路连接的ROADM。对于波长下路，首先DEMUX将从与其连接的ROADM上接收来的群路光信号解复用成单个子波，进入光开关31，光开关31将任意子波根据设定的输入到所选的光开关31的输出口，并输出至光终端阵列。
进一步，如图3b所示，对于每组MUX/DEMUX，DEMUX的输入端和MUX的输出端，连接有光放大器(如图3b中三角形所示)。其中，与DEMUX连接的光放大器用于将从光链路上接收来的光信号进行功率放大，用于补偿光链接造成的线路损耗，并将功率放大后的光信号传输至DEMUX，再传输至与光开关31；与MUX连接的光放大器用于将MUX输出的光信号进行功率放大，用于补偿MUX和光路选择器中的其他损耗并把光信号放大到要求的功率水平，然后将放大后的信号传输到光链路。
基于本申请实施例提供的光网络系统，包含ROADM的子网络可以实现Hub功能，具有对光通道的交叉调度能力。进一步，光路选择器也具有对光通道的交叉调度功能，可实现光链路的切换，进而当某些子网络之间的光链路故障时，可通过故障链路对应的子网络中的ROADM或光路选择器将通信链路切换为与其连接的其他正常光链路，有助于保障光网络系统的正常运行，提高光网络的调度能力和网络恢复能力，进而提高光网络系统的性能。
为了保障光网络系统的网络恢复能力和调度能力，本申请实施例提供的光网络还包括：中心控制设备(上述实施例附图中未示出)。该中心控制设备与光网络系统中的子网络中的ROADM以及光路选择器连接。优选地，该中心控制设备与光网络系统中的所有的ROADM以及所有光路选择器连接。由于本申请实施例提供的光网络系统包括至少一个含有ROADM的子网络，则中心控制设备与至少一个ROADM连接。其中，中心控制设备可通过管理网络与各子网络连接；管理网络的连接方式可以为电连接、光连接或者光电混合连接。
在本实施例中，中心控制设备用于监测包含光路选择器和包含ROADM的链路的链路状态；以及在检测到有链路发生故障时，控制处于发生故障的原链路上的目标光路选择器或目标ROADM从原链路切换至非故障链路，并控制非故障链路上的ROADM对来自目标光路选择器或目标ROADM的光信号进行转发。其中，目标光路选择器或目标ROADM是指原链路上发出光信号的光路选择器或ROADM。其中，包含ROADM和/或包含光路选择器的光链路包含以下情况：包含两个ROADM的光链路，或者是指同时包含ROADM和光路选择器的光链路。
进一步，若原链路上的光信号从包含光路选择器的子网络发出，该子网络中的光路选择器为目标光路选择器，则中心控制设备可以控制原链路上的目标光路选择器从原链路切换至非故障链路，该情况下，非故障链路上包括ROADM，则中心控制设备可进一步控制非故障链路上的ROADM对来自目标光路选择器的光信号进行转发。若原链路上的光信号从包含ROADM的子网络发出，该子网络中的ROADM为目标ROADM，则中心控制设备可以控制目标ROADM从原链路切换至非故障链路，该情况下，非故障链路上还会包括另外的ROADM，则中心控制设备进一步控制非故障链路上另外的ROADM对来自目标ROADM的光信号进行转发。
其中，发生故障的原链路是指从光信号发送端到光信号接收端的原始链路，该链路包括从光信号发送端到光信号接收端经过的所有光链路，这些光链路中至少有一条发生故障。例如，如图1c所示，假设光信号在子网络11a与子网络11c之间传输，则原链路包含子网络11a与子网络11c之间的光链路。为了便于描述，在本申请实施例中用相邻的两个子网络的符号并结合光信号的传输走向来表示二者之间的光链路，例如，若光信号是从子网络11a发送至子网络11c的，则将子网络11a和子网络11c之间的光链路简称为链路11a-11c；若光信号是从子网络11c发送至子网络11a的，则将二者之间的链路简称为链路11c-11a。又例如，光信号是从子网络11a经子网络11c中转，发送给子网络11e的，则将这三者之间的链路简称为11a-11c-11e；若光信号是从子网络11e经子网络11c中转，发送给子网络11a的，则将这三者之间的链路简称为11e-11c-11a。
相应地，非故障链路是指从光信号发送端到光信号接收端的另一条链路，该链路包括从光信号发送端到光信号接收端经过的所有光链路，且所有光链路均未发生故障。值得说明的是，非故障链路可能与发生故障的原链路存在重叠，例如可能包括原链路上未发生故障的部分光链路。值得说明的是，若光信号由目标ROADM(该ROADM也属于非故障链路)发出，则非故障链路上的ROADM主要指的是除发出光信号的ROADM之外的其他ROADM。例如对于原链路11a-11c-11e，其中光链路11a-11c发生故障，则从子网络11a到子网络11e的光信号，可经非故障链路11a-11d-11c-11e传输至子网络11e，其中子网络11d以及子网络11c中的ROADM负责转发来自子网络11a中光路选择器的光信号，子网络11c中的ROADM既处在非故障链路上，也处于原链路上。
可选地，中心控制设备还可在非故障链路存在多条时，从多条非故障链路中为目标光路选择器或目标ROADM选择至少一条目标链路。
进一步，中心控制设备可采用多种方式从多条非故障链路中为目标光路选择器或目标ROADM选择至少一条目标链路。例如，中心控制设备可从多条非故障链路中，为目标光路选择器或目标ROADM随机选择一条作为目标链路。又例如，中心控制设备可从多条非故障链路中，为目标光路选择器或目标ROADM选择链路跳数最少的一条作为目标链路。又例如，中心控制设备可从多条非故障链路中，选择与目标光路选择器或目标ROADM相距最近的一条作为目标链路，或者，从多条非故障链路中，为目标光路选择器或目标ROADM选择余量最大的一条作为目标链路。
进一步，中心控制设备在控制目标光路选择器或目标ROADM从原链路切换至非故障链路时，可向目标光路选择器或目标ROADM发送切换控制指令，该切换控制指令中包含原链路的标识和目标链路的标识，以供目标光路选择器或目标ROADM从原链路切换至目标链路。
相应地，目标光路选择器或目标ROADM接收上述切换控制指令，并根据切换控制指令中包含的原链路的标识和目标链路的标识，将携带有数字信号的光信号发送给目标链路上的ROADM，以通过目标链路上的ROADM进行转发。
进一步，中心控制设备在控制非故障链路上的ROADM对来自目标光路选择器或目标ROADM的光信号进行转发时，还向目标链路上的ROADM发送转发控制指令，该转发控制指令包括原链路的标识，以供目标链路上的ROADM对来自原链路上的目标光路选择器或目标ROADM的光信号进行转发。
相应地，非故障链路上的ROADM接收上述转发控制指令，根据该转发控制指令中的原链路，接收来自原链路上的目标光路选择器或目标ROADM的光信号并进行转发。
下面结合图1c所示的光网络系统进行示例性说明。针对图1c所示的光网络系统，假设子网络11a与子网络11c之间的光链路发生故障，原链路为11a-11c，则目标光路选择器为子网络11a中的光路选择器。进一步，从子网络11a到子网络11c之间存在链路11a-11d-11c、11a-11d-11f-11c、11a-11d-11b-11c等多条非故障链路，则中心控制设备从中选择链路11a-11d-11c作为目标链路，这样子网络11a经子网络11d可与子网络11c进行通信。为便于描述，将子网络11a与子网络11c之间的原链路，记为链路1，其标识为L1；将子网络11a经子网络11d到子网络11c的目标链路(链路11a-11d-11c)记为链路2，其标识为L2。则中心控制设备可将原链路的标识L1以及目标链路的标识L2携带在控制切换指令中，并将该控制切换指令发送给子网络11a中的光路选择器。子网络11a中的光路选择器接收该控制切换指令，并根据原链路(链路1)的标识L1以及目标链路(链路2)的标识L2，将携带有数字信号的光信号发送给子网络11d中的ROADM，进而由子网络11d中的ROADM转发到子网络11c中。
进一步，中心控制设备在控制子网络11d中的ROADM对来自子网络11a中的光路选择器的光信号进行转发时，还向子网络11d中的ROADM发送转发控制指令，该转发控制指令包括原链路(链路1)的标识L1。相应地，子网络11d中的ROADM接收上述转发控制指令，根据该转发控制指令中的原链路(链路1)的标识L1，接收来自子网络11a中的光路选择器的光信号并进行转发。
又例如，假设子网络11a与子网络11c之间的光链路发生故障，光信号是从子网络11e经子网络11c中转，发送至子网络11a的，则原链路为11e-11c-11a，目标光路选择器为子网络11e中的光路选择器。进一步，假设中心控制设备确定非故障链路11e-11c-11d-11a作为目标链路，这样子网络11e经子网络11c和11d可与子网络11a进行通信。为便于描述，原链路11e-11c-11a的标识记为F1；将目标链路11e-11c-11d-11a的标识为记为F2。则中心控制设备可将原链路的标识F1以及目标链路的标识F2携带在控制切换指令中，并将该控制切换指令发送给子网络11c中的ROADM。子网络11c中的ROADM接收该控制切换指令，并根据原链路的标识F1以及目标链路的标识F2，将携带有数字信号的光信号发送给子网络11d中的ROADM，进而由子网络11d中的ROADM转发到子网络11a中。
进一步，中心控制设备在控制子网络11c和子网络11d中的ROADM对来自子网络11e中的光路选择器的光信号进行转发时，还向子网络11d中的ROADM发送转发控制指令，该转发控制指令包括原链路的标识F1。相应地，子网络11d中的ROADM接收上述转发控制指令，根据该转发控制指令中的原链路的标识F1，接收来自子网络11c中的ROADM发送的光信号并进行转发。其中，子网络11c中的ROADM的光信号，是由子网络11e中的光路选择器发送过来的。
值得说明的是，上述实施例提供的光网络系统适用于多种网络应用场景中，例如，可应用于局域网、城域网甚至更大规模的网络场景中。又例如，还可应用于数据中心(Datacenter，DC)之间的互连网络中，特别是城域网的数据中心之间的光互连网络中。下面以数据中心互连网络为例，进行示例性说明。
数据中心互连网络包括多个DC；在多个DC中至少有一个DC包含ROADM，且在包含ROADM的DC之外的其它DC中至少有一个DC包含光路选择器。可选地，数据中心互连网络中还可包含其它既不包含ROADM又不包含光路选择器的DC，即包含不具有光路选择能力的传统连接器的DC。
在本实施例中，多个DC之间可通过ROADM和光路选择器进行光连接。其中，包含光路选择器的各DC可通过其所包含的光路选择器与包含ROADM的DC中的ROADM进行光连接。可选地，若数据中心互连网络中还有包含传统连接器的DC，则包含传统连接器的DC可通过其包含的传统连接器与包含ROADM的DC中的ROADM进行光连接。当然，包含传统连接器的DC也可以通过其包含的传统连接起与包含光路选择器的DC进行光连接，这些DC之间的光连接情况可视数据中心的互连需求而定，本实施例对此不做限定。这样，这些通过ROADM实现光连接的DC之间，无需再采用直通的光链路进行光连接，即可实现个DC之间的光连接，又可减少光链路的数量，有利于简化数据中心之间的互联结构，降低数据中心之间互连的成本。
其中，在通过ROADM和光路选择器互联的DC之间的光链路故障时，可通过故障链路对应的ROADM或光路选择器将通信链路切换至其他正常光链路，有助于保障数据中心互连网络的正常运行，提高数据中心互连网络的调度能力和网络恢复能力，进而提高数据中心互连网络的通信性能。
为了进一步减少数据中心互连网络的光链路的数量，并提高数据中心互连网络的调度能力和网络恢复能力。数据中心互连网络中包含ROADM的DC可以至少为2个；且除包含ROADM之外的其它DC均包含光路选择器。下面对这种光网络系统进行示例性说明。
图4为本申请实施例提供的一种数据中心互连网络的结构示意图。如图4所示，该互连网络包括多个DC。在这多个DC中，至少有2个DC包含ROADM，除包含ROADM之外的其它DC均包括光路选择器。在图4中，仅以DC的数量为6个进行示例，但并不对其进行限定。进一步，在图4中，DC3和DC4为包含ROADM的DC，DC1、DC2、DC5和DC6为包含光路选择器的DC。其中，图4中仅以包含ROADM的DC为2个，包含光路选择器的DC为4个进行示例，但并不对其进行限定。
在本实施例中，每两个ROADM之间以及每个光路选择器与每个ROADM之间通过光链路进行连接。例如，在图4中所示的网络中，DC1、DC2、DC5和DC6中的光路选择器，均与DC3和DC4中的ROADM通过光链路进行连接。
在本实施例中，数据中心互连网络包括多个DC，其中，至少有两个DC包括ROADM，其它DC则包括光路选择器，且各DC之间通过至少两个DC中的ROADM与其他DC中的光路选择器进行光连接。这样，在包括光路选择器的各DC之间可通过ROADM实现连接，无需再采用直通的光链路连接，即可实现数据中心互连网络中各个DC之间的连接，减少了光链路的数量，有利于简化光网络系统的连接结构，降低网络成本。
进一步，在本实施例中，包含ROADM的DC可以实现Hub功能，具有对光通道的交叉调度能力。进一步，光路选择器具有光链路的切换功能，与ROADM的Hub功能相配合，当某些DC之间的光链路故障时，可通过故障链路对应的ROADM或光路选择器将通信链路切换至其他正常光链路，有助于保障数据中心互连网络的正常运行，提高数据中心互连网络的调度能力和网络恢复能力，进而提高数据中心互连网络的通信性能。例如，如图4所示，若DC1和DC3之间的光链路故障，则可以把DC1和DC3之间的通信，切换至经DC4中转进行DC1和DC3之间的通信，等等。关于DC之间的光链路故障时，进行光链路切换的具体实施方式，将参见上述实施例中的相关内容，在此不再赘述。
进一步，在本实施例中，数据中心互连网络的DC并不全部采用ROADM进行构建，而是部分采用ROADM，部分采用价格相对较低的光路选择器，可进一步降低网络成本。
值得说明的是，在本实施例中，ROADM可以采用各种类型的ROADM。例如，可以采用波长相关且方向相关的ROADM、波长无关但方向相关的ROADM、波长相关但方向无关的ROADM、CD-ROADM或者CDC-ROADM等。优选地，可以采用CD-ROADM或CDC-ROADM，这样可提高光网络系统中光通道调度的灵活性。其中，关于CD-ROADM的实现形式可参见上述实施例中图2中的相关内容的描述，在此不再赘述。
进一步，上述光路选择器可采用WSS模块或光开关进行实现。关于光路选择器的采用WSS模块或光开关的两种实现方式，可参见上述实施例中图3a和图3b中的相关内容，在此不再赘述。
基于上述实施例中提供的光网络系统，本申请实施例还提供一种光网络系统的调度方法。下面从中心控制设备的角度，对其进行示例性说明。
图5为本申请实施例提供的一种光网络系统的调度方法的流程示意图。该方法适用于上述中心控制设备。如图5所示，该方法包括：
501、监控光网络系统中包含ROADM和/或包含光路选择器的光链路的链路状态。
502、在检测到有链路发生故障时，控制处于发生故障的原链路上的目标光路选择器或目标ROADM从原链路切换至非故障链路，并控制非故障链路上的ROADM对来自目标光路选择器或目标ROADM的光信号进行转发。
在本实施例中，包含ROADM和/或包含光路选择器的光链路包含以下情况：包含两个ROADM的光链路，或者是指同时包含ROADM和光路选择器的光链路。
在本实施例中，目标光路选择器或目标ROADM是指原链路上发出光信号的光路选择器或ROADM。进一步，若原链路上的光信号从包含光路选择器的子网络发出，该子网络中的光路选择器为目标光路选择器，则中心控制设备可以控制原链路上的目标光路选择器从原链路切换至非故障链路，该情况下，非故障链路上包括ROADM，则中心控制设备可进一步控制非故障链路上的ROADM对来自原链路上的目标光路选择器的光信号进行转发。若原链路上的光信号从包含ROADM的子网络发出，该子网络中的ROADM为目标ROADM，则中心控制设备可以控制目标ROADM从原链路切换至非故障链路，该情况下，非故障链路上还会包括另外的ROADM，则中心控制设备进一步控制非故障链路上另外的ROADM对来自目标ROADM的光信号进行转发。其中，关于故障链路、非故障链路以及非故障链路上的ROADM的描述可参见上述实施例的相关内容，在此不进行赘述。
另外，关于光网络系统的实现形式可参见上述图1b所示实施例中的相关内容，在此不再赘述。
在本实施例中，包含ROADM的子网络可以实现Hub功能，具有对光通道的交叉调度能力。进一步，光路选择器具有光链路的切换功能，与ROADM的Hub功能相配合，当某些子网络之间的光链路故障时，可通过故障链路对应的光路选择器将通信链路切换至其他正常光链路，有助于保障光网络系统的正常运行，提高光网络的调度能力和网络恢复能力，进而提高光网络系统的通信性能。
可选地，当非故障链路存在多条时，在步骤502之前，还可从多条非故障链路中为目标光路选择器或目标ROADM选择至少一条目标链路。
进一步，可采用多种方式从多条非故障链路中为目标光路选择器或目标ROADM选择至少一条目标链路。例如，可从多条非故障链路中，为目标光路选择器或目标ROADM随机选择一条作为目标链路。又例如，可从多条非故障链路中，为目标光路选择器或目标ROADM选择链路跳数最少的一条作为目标链路。又例如，可从多条非故障链路中，选择与目标光路选择器或目标ROADM相距最近的一条作为目标链路，或者，从多条非故障链路中，为目标光路选择器或目标ROADM选择余量最大的一条作为目标链路。
进一步，在步骤502中，在控制处于原链路上的目标光路选择器或目标ROADM从原链路切换至至少一条目标链路时，可向目标光路选择器或目标ROADM发送切换控制指令，该切换控制指令中包含原链路的标识和目标链路的标识，以供目标光路选择器或目标ROADM从原链路切换至目标链路。
相应地，目标光路选择器或目标ROADM接收上述切换控制指令，并根据切换控制指令中包含的原链路的标识和目标链路的标识，将携带有数字信号的光信号发送给目标链路上的ROADM，以通过目标链路上的ROADM进行转发。
可选地，在控制非故障链路上的ROADM对来自目标光路选择器或目标ROADM的光信号进行转发时，可向目标链路上的ROADM发送转发控制指令，转发控制指令包括原链路的标识，以供目标链路上的ROADM对来自原链路上的目标光路选择器或目标ROADM的光信号进行转发。
相应地，非故障链路上的ROADM接收上述转发控制指令，根据该转发控制指令中的原链路的标识，接收来自原链路上的目标光路选择器或目标ROADM的光信号并进行转发。
需要说明的是，上述实施例所提供方法的各步骤的执行主体均可以是同一设备，或者，该方法也由不同设备作为执行主体。比如，步骤501和步骤502的执行主体可以为设备A；又比如，步骤501的执行主体可以为设备A，步骤502的执行主体可以为设备B；等等。
另外，在上述实施例及附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如501、502等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
