本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種光與無(wú)線FiWi網(wǎng)絡(luò)帶寬恢復(fù)方法及裝置。

背景技術(shù)：

光與無(wú)線FiWi網(wǎng)絡(luò)，即光纖-無(wú)線集成網(wǎng)絡(luò)，能夠提供快速和無(wú)處不在的接入，其同時(shí)具有光纖網(wǎng)絡(luò)的高容量特性和無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的無(wú)處不在性和移動(dòng)性。面對(duì)故障的可用性是FiWi網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要的性能指標(biāo)。

如圖1所示，F(xiàn)iWi網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)樹(shù)狀架構(gòu)。整個(gè)FiWi網(wǎng)絡(luò)包括以PON(Passive Optical Network，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò))為主導(dǎo)的光纖網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線接入網(wǎng)。其中，PON連接著多個(gè)ONU-BS(Optical Network Unit-Base Station，光網(wǎng)絡(luò)單元與基站)。每個(gè)ONU-BS包含一個(gè)ONU(Optical Network Unit，光網(wǎng)絡(luò)單元)和一個(gè)BS(Base Station，無(wú)線基站)，ONU和BS通過(guò)一個(gè)公共設(shè)備，如以太網(wǎng)交換機(jī)相連。

在一個(gè)ODN(Optical Distribution Network，光分布網(wǎng)絡(luò))中，通過(guò)FF(Feeder Fiber，反饋光纖)和DF(Distribution Fiber，分布光纖)連接核心網(wǎng)(Core Network)的CO(Central Office，中央局)中的OLT(Optical Line Terminal，光線路終端)和多個(gè)ONU。每個(gè)UE(User Equipment，用戶終端)通過(guò)無(wú)線方式與臨近的ONU-BS連接，獲得接入網(wǎng)帶寬。

在現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)為每一條DF和每一條FF配置相應(yīng)的備用光纖的方式，保證在有故障發(fā)生時(shí)進(jìn)行帶寬的恢復(fù)，這種方法雖然能夠達(dá)到帶寬恢復(fù)的目的，但是將耗費(fèi)較多的光纖資源，導(dǎo)致FiWi網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種光與無(wú)線FiWi網(wǎng)絡(luò)帶寬恢復(fù)方法及裝置，以提高FiWi網(wǎng)絡(luò)的可用性，節(jié)省光纖資源，降低FiWi網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種光與無(wú)線FiWi網(wǎng)絡(luò)帶寬恢復(fù)方法，包括：

在所述FiWi網(wǎng)絡(luò)發(fā)生光纖切斷的故障時(shí)，將受所述光纖切斷的故障影響的光網(wǎng)絡(luò)單元與基站ONU-BS確定為故障ONU-BS，所述光纖切斷包括分布光纖DF切斷和/或反饋光纖FF切斷；

根據(jù)ONU-BS之間的微波鏈路，確定恢復(fù)所述故障ONU-BS上的帶寬的所有可行路徑；

將所有可行路徑進(jìn)行組合，獲得多個(gè)分流方案；

確定每個(gè)分流方案對(duì)應(yīng)的所述FiWi網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重可用性；

根據(jù)每個(gè)分流方案對(duì)應(yīng)的平均帶寬權(quán)重可用性，確定恢復(fù)所述故障ONU-BS的帶寬所需使用的恢復(fù)方案，并使用所述恢復(fù)方案進(jìn)行帶寬恢復(fù)。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，所述根據(jù)每個(gè)分流方案對(duì)應(yīng)的平均帶寬權(quán)重可用性，確定恢復(fù)所述故障ONU-BS的帶寬所需使用的恢復(fù)方案，包括：

將最大的平均帶寬權(quán)重可用性對(duì)應(yīng)的分流方案確定為恢復(fù)所述故障ONU-BS的帶寬所需使用的恢復(fù)方案。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，針對(duì)每個(gè)分流方案，通過(guò)以下步驟確定該分流方案對(duì)應(yīng)的所述FiWi網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重可用性：

根據(jù)所述FiWi網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)ONU-BS上的總的聚集的用戶流量，確定所述FiWi網(wǎng)絡(luò)總的聚集的用戶流量；

確定所述FiWi網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)ONU-BS的帶寬權(quán)重可用性；

針對(duì)所述FiWi網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)ONU-BS，根據(jù)該ONU-BS上的總的聚集的用戶流量和該ONU-BS的帶寬權(quán)重可用性，確定該ONU-BS上的總的可用用戶流量；

確定所述FiWi網(wǎng)絡(luò)總的可用用戶流量；

根據(jù)所述FiWi網(wǎng)絡(luò)總的聚集的用戶流量和所述FiWi網(wǎng)絡(luò)總的可用用戶流量，確定所述FiWi網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重可用性。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，所述確定所述FiWi網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)ONU-BS的帶寬權(quán)重可用性，包括：

針對(duì)所述FiWi網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)ONU-BS，根據(jù)在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生時(shí)，該ONU-BS上時(shí)間加權(quán)服務(wù)的流量、在有網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生時(shí)，該ONU-BS上時(shí)間加權(quán)可以恢復(fù)的流量、及該ONU-BS上總的時(shí)間加權(quán)的流量，確定該ONU-BS的帶寬權(quán)重可用性。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，通過(guò)以下公式確定該ONU-BS的帶寬權(quán)重可用性：

其中，為區(qū)域m中ONU-BS i上的帶寬權(quán)重可用性，為在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生時(shí)，區(qū)域m中ONU-BS i上時(shí)間加權(quán)服務(wù)的流量，為在有網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生時(shí)，區(qū)域m中ONU-BS i上時(shí)間加權(quán)可以恢復(fù)的流量，為總的時(shí)間加權(quán)的流量，MTTF_i^m為區(qū)域m中ONU-BS i和其對(duì)應(yīng)的光線路終端間的平均失效前時(shí)間，MTTR為平均恢復(fù)前時(shí)間，為區(qū)域m中ONU-BS i上的總的聚集的用戶流量，為區(qū)域m中ONU-BS i對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)故障為DF切斷的概率，Y_i^m為區(qū)域m中ONU-BS i對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)故障為FF切斷的概率，為由于DF切斷，區(qū)域m中ONU-BS i上總的可以恢復(fù)的流量，為由于FF切斷，區(qū)域m中ONU-BS i上總的可以恢復(fù)的流量。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，每個(gè)故障ONU-BS上的總的可恢復(fù)的流量小于或等于該故障ONU-BS上的總的聚集的用戶流量。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，每個(gè)ONU-BS上總的流量小于或等于該ONU-BS的容量上限。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，每個(gè)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中總的流量小于或等于該無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)包含的光線路終端的容量上限。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，每個(gè)微波鏈路上的流量小于或等于該微波鏈路的容量上限。

一種光與無(wú)線FiWi網(wǎng)絡(luò)帶寬恢復(fù)裝置，包括：

故障ONU-BS確定模塊，用于在所述FiWi網(wǎng)絡(luò)發(fā)生光纖切斷的故障時(shí)，將受所述光纖切斷的故障影響的光網(wǎng)絡(luò)單元與基站ONU-BS確定為故障ONU-BS，所述光纖切斷包括分布光纖DF切斷和/或反饋光纖FF切斷；

可行路徑確定模塊，用于根據(jù)ONU-BS之間的微波鏈路，確定恢復(fù)所述故障ONU-BS上的帶寬的所有可行路徑；

分流方案獲得模塊，用于將所有可行路徑進(jìn)行組合，獲得多個(gè)分流方案；

平均帶寬權(quán)重可用性確定模塊，用于確定每個(gè)分流方案對(duì)應(yīng)的所述FiWi網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重可用性；

恢復(fù)方案確定及使用模塊，用于根據(jù)每個(gè)分流方案對(duì)應(yīng)的平均帶寬權(quán)重可用性，確定恢復(fù)所述故障ONU-BS的帶寬所需使用的恢復(fù)方案，并使用所述恢復(fù)方案進(jìn)行帶寬恢復(fù)。

應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案，在FiWi網(wǎng)絡(luò)發(fā)生光纖切斷的故障時(shí)，將受影響的ONU-BS確定為故障ONU-BS，根據(jù)ONU-BS之間的微波鏈路，可以確定恢復(fù)故障ONU-BS上的帶寬的所有可行路徑，將所有可行路徑進(jìn)行組合，可以獲得多個(gè)分流方案，并確定每個(gè)分流方案對(duì)應(yīng)的FiWi網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重可用性，將最大的平均帶寬權(quán)重可用性對(duì)應(yīng)的分流方案確定為恢復(fù)故障ONU-BS的帶寬所需使用的恢復(fù)方案，使用該恢復(fù)方案進(jìn)行帶寬的恢復(fù)。提高了FiWi網(wǎng)絡(luò)的可用性，不需要配置額外的備用光纖，節(jié)省了光纖資源，降低了FiWi網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中FiWi網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中一種光與無(wú)線FiWi網(wǎng)絡(luò)帶寬恢復(fù)方法的實(shí)施流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中FiWi網(wǎng)絡(luò)DF切斷場(chǎng)景的示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中FiWi網(wǎng)絡(luò)FF切斷場(chǎng)景的示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中在不同微波鏈路容量下的兩種測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重的不可用性結(jié)果示意圖；

圖 6為本發(fā)明實(shí)施例中每個(gè)ONU-BS上所允許的最大的微波鏈路數(shù)目對(duì)帶寬不可用性的影響示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例中使用流量分離恢復(fù)策略帶來(lái)的額外延遲情況示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例中一種光與無(wú)線FiWi網(wǎng)絡(luò)帶寬恢復(fù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見(jiàn)圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種光與無(wú)線FiWi網(wǎng)絡(luò)帶寬恢復(fù)方法的實(shí)施流程圖，該方法可以包括以下步驟：

S110：在FiWi網(wǎng)絡(luò)發(fā)生光纖切斷的故障時(shí)，將受光纖切斷的故障影響的光網(wǎng)絡(luò)單元與基站ONU-BS確定為故障ONU-BS。

光纖切斷包括分布光纖DF切斷和/或反饋光纖FF切斷。

在本發(fā)明實(shí)施例中，在FiWi網(wǎng)絡(luò)發(fā)生光纖切斷的故障時(shí)，相應(yīng)的ONU-BS上的流量將會(huì)受到影響，可以將受光纖切斷的故障影響的ONU-BS確定為故障ONU-BS。故障ONU-BS上的流量因光纖切斷受到影響，將無(wú)法為用戶終端提供可用帶寬。

在本發(fā)明實(shí)施例中，光纖切斷可以包括分布式光纖DF切斷和/或反饋光纖FF切斷。

如圖3所示，為FiWi網(wǎng)絡(luò)DF切斷場(chǎng)景示意圖。對(duì)于DF切斷場(chǎng)景，只有跟這個(gè)DF連接的ONU-BS上的流量受到影響。圖3中打叉部分表示該條DF切斷，在這種情況下，ONU-BS A上的流量將受到影響。在實(shí)際應(yīng)用中，ONU自身的故障也可以看作為一種DF切斷場(chǎng)景的特例。

如圖4所示，為FiWi網(wǎng)絡(luò)FF切斷場(chǎng)景示意圖。對(duì)于FF切斷場(chǎng)景，所有聚集到這個(gè)FF光纖上的流量都將受到影響。圖4中打叉部分表示該條FF切斷，在這種情況下，ONU-BS A、ONU-BS B和ONU-BS C上的流量都會(huì)受到影響。在實(shí)際應(yīng)用中，遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)RN或者OLT故障也可以看作為一種FF切斷場(chǎng)景的特例。

另外，如果同一OLT對(duì)應(yīng)的DF切斷和FF切斷同時(shí)發(fā)生，則也可以看作為一種FF切斷。

S120：根據(jù)ONU-BS之間的微波鏈路，確定恢復(fù)故障ONU-BS上的帶寬的所有可行路徑。

在本發(fā)明實(shí)施例中，在FiWi網(wǎng)絡(luò)的ONU-BS之間，可以建立微波鏈路，如圖1所示。每個(gè)ONU-BS上的微波鏈路數(shù)量有限。當(dāng)FiWi網(wǎng)絡(luò)有故障發(fā)生時(shí)，可以通過(guò)微波鏈路進(jìn)行帶寬恢復(fù)，或者，當(dāng)某個(gè)ONU-BS上的負(fù)載流量較高時(shí)，可以通過(guò)微波鏈路進(jìn)行負(fù)載平衡。

根據(jù)ONU-BS之間的微波鏈路，可以確定恢復(fù)故障ONU-BS上的帶寬的所有可行路徑。

在FiWi網(wǎng)絡(luò)中，用戶端的帶寬可用性是一種重要的性能指標(biāo)。這個(gè)可以通過(guò)使用恢復(fù)策略來(lái)加強(qiáng)，即分離受影響的流量到多個(gè)可行路徑上，可行路徑是通過(guò)臨近的ONU-BS連接，由微波鏈路和其他PON部分組成。

舉例而言，在圖3中，ONU-BS A與ONU-BS B、ONU-BS A與ONU-BS C、ONU-BS A與ONU-BS D、ONU-BS B與ONU-BS C之間建立有微波鏈路。當(dāng)發(fā)生DF切斷的故障，將ONU-BS A確定為故障ONU-BS時(shí)，ONU-BS A上的帶寬可以通過(guò)ONU-BS B、ONU-BS C和ONU-BS D恢復(fù)。即為了恢復(fù)受影響的ONU-BS A上的流量，其臨近的ONU-BS(如ONU-BS B、ONU-BS C、ONU-BS D)可以被利用作為中繼(relay)?？梢源_定恢復(fù)ONU-BS A上的帶寬的所有可行路徑分別為：

可行路徑1：A—B—DF—FF—OLT；

可行路徑2：A—B—C—DF—FF—OLT；

可行路徑3：A—C—DF—FF—OLT；

可行路徑4：A—D—DF—FF—OLT。

S130：將所有可行路徑進(jìn)行組合，獲得多個(gè)分流方案。

將步驟S120確定的恢復(fù)故障ONU-BS上的帶寬的所有可行路徑進(jìn)行組合，可以獲得多個(gè)分流方案，每個(gè)分流方案中包含一個(gè)或多個(gè)可行路徑。

以上面的四個(gè)可行路徑為例，獲得的多個(gè)分流方案可以是：

分流方案1：可行路徑1；

分流方案2：可行路徑2；

分流方案3：可行路徑3；

分流方案4：可行路徑4；

分流方案5：可行路徑1、可行路徑2；

分流方案6：可行路徑1、可行路徑3；

……

S140：確定每個(gè)分流方案對(duì)應(yīng)的FiWi網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重可用性。

在步驟S120，根據(jù)ONU-BS之間的微波鏈路，確定了恢復(fù)故障ONU-BS上的帶寬的所有可行路徑，并通過(guò)步驟S130，對(duì)所有可行路徑進(jìn)行組合，獲得了多個(gè)分流方案。從而可以確定每個(gè)分流方案對(duì)應(yīng)的FiWi網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重可用性。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，針對(duì)每個(gè)分流方案，可以通過(guò)以下步驟確定該分流方案對(duì)應(yīng)的FiWi網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重可用性：

步驟一：根據(jù)FiWi網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)ONU-BS上的總的聚集的用戶流量，確定FiWi網(wǎng)絡(luò)總的聚集的用戶流量；

步驟二：確定FiWi網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)ONU-BS的帶寬權(quán)重可用性；

步驟三：針對(duì)FiWi網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)ONU-BS，根據(jù)該ONU-BS上的總的聚集的用戶流量和該ONU-BS的帶寬權(quán)重可用性，確定該ONU-BS上的總的可用用戶流量；

步驟四：確定FiWi網(wǎng)絡(luò)總的可用用戶流量；

步驟五：根據(jù)FiWi網(wǎng)絡(luò)總的聚集的用戶流量和FiWi網(wǎng)絡(luò)總的可用用戶流量，確定FiWi網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重可用性。

為便于描述，將上述五個(gè)步驟結(jié)合起來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

在FiWi網(wǎng)絡(luò)中，可以獲得每個(gè)ONU-BS上的總的聚集的用戶流量。針對(duì)每個(gè)ONU-BS而言，該ONU-BS上的總的聚集的用戶流量是從多個(gè)連接到該ONU-BS上的用戶終端聚集而來(lái)。根據(jù)每個(gè)ONU-BS上的總的聚集的用戶流量，可以確定FiWi網(wǎng)絡(luò)總的聚集的用戶流量。

確定FiWi網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)ONU-BS的帶寬權(quán)重可用性。

針對(duì)FiWi網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)ONU-BS，根據(jù)該ONU-BS上的總的聚集的用戶流量和該ONU-BS的帶寬權(quán)重可用性，可以確定該ONU-BS上的總的可用用戶流量。從而根據(jù)每個(gè)ONU-BS上的總的可用用戶流量，可以確定對(duì)于FiWi網(wǎng)絡(luò)而言，總的可用用戶流量。

通過(guò)上述操作可以獲得FiWi網(wǎng)絡(luò)總的聚集的用戶流量和FiWi網(wǎng)絡(luò)總的可用用戶流量，根據(jù)FiWi網(wǎng)絡(luò)總的聚集的用戶流量和FiWi網(wǎng)絡(luò)總的可用用戶流量，可以確定FiWi網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重可用性。

具體的，可以通過(guò)公式(1)確定FiWi網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重可用性：

其中，為區(qū)域m中ONU-BS i上的總的聚集的用戶流量，為區(qū)域m中ONU-BS i上的帶寬權(quán)重可用性，P是FiWi網(wǎng)絡(luò)包含的區(qū)域的集合，即PON模塊的集合。O_m是區(qū)域m中ONU-BS的集合。一個(gè)OLT對(duì)應(yīng)一個(gè)區(qū)域(segment)，連接到一個(gè)公共的OLT上的所有的ONU-BS均屬于同一個(gè)區(qū)域。

也就是說(shuō)，可以將最優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化成一個(gè)LP模型，目標(biāo)是使每個(gè)ONU-BS上獲得最大的帶寬可用性。

在本發(fā)明實(shí)施例中，可以通過(guò)以下步驟確定FiWi網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)ONU-BS的帶寬權(quán)重可用性：

針對(duì)FiWi網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)ONU-BS，根據(jù)在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生時(shí)，該ONU-BS上時(shí)間加權(quán)服務(wù)的流量、在有網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生時(shí)，該ONU-BS上時(shí)間加權(quán)可以恢復(fù)的流量、及該ONU-BS上總的時(shí)間加權(quán)的流量，確定該ONU-BS的帶寬權(quán)重可用性。

具體的，可以通過(guò)公式(2)確定該ONU-BS的帶寬權(quán)重可用性：

其中，為區(qū)域m中ONU-BS i上的帶寬權(quán)重可用性，為在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生時(shí)，區(qū)域m中ONU-BS i上時(shí)間加權(quán)服務(wù)的流量，為在有網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生時(shí)，區(qū)域m中ONU-BS i上時(shí)間加權(quán)可以恢復(fù)的流量，為總的時(shí)間加權(quán)的流量，MTTF_i^m為區(qū)域m中ONU-BS i和其對(duì)應(yīng)的光線路終端間的平均失效前時(shí)間，MTTR為平均恢復(fù)前時(shí)間，為區(qū)域m中ONU-BS i上的總的聚集的用戶流量，為區(qū)域m中ONU-BS i對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)故障為DF切斷的概率，為對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)故障為FF切斷的概率，為由于DF切斷，區(qū)域m中ONU-BS i上總的可以恢復(fù)的流量，為由于FF切斷，區(qū)域m中ONU-BS i上總的可以恢復(fù)的流量。

具體的，MTTF_i^m與ONU-BS到其對(duì)應(yīng)的OLT的距離相關(guān)。是在區(qū)域m中ONU-BS i到它對(duì)應(yīng)的OLT的距離，是在區(qū)域m中ONU-BS i對(duì)應(yīng)的DF距離，LF^m是區(qū)域m中FF的距離，λ₀為平均失敗率，單位是每km一FIT(failure in time，故障率單位)，具體的，λ₀＝2·10³FIT/km，F(xiàn)IT代表每10⁹小時(shí)一次故障。MTTR＝1/ω，ω為平均修復(fù)率，在本發(fā)明實(shí)施例中，可以假定MTTR等于6小時(shí)。

由于DF切斷，區(qū)域m中ONU-BS i上總的可恢復(fù)的流量可以通過(guò)公式(3)計(jì)算得到：

其中，f_i^p,m是由于DF切斷，區(qū)域m中ONU-BS i分配到p^th路徑恢復(fù)的流量數(shù)量，P_i^m是由于發(fā)生DF切斷，為了恢復(fù)區(qū)域m中ONU-BS i上帶寬所有可行路徑的集合。

由于FF切斷，區(qū)域m中ONU-BS i上總的可以恢復(fù)的流量可以通過(guò)公式(4)計(jì)算得到：

其中，是對(duì)在區(qū)域m中ONU-BS i由于FF切斷，分配到q^th路徑恢復(fù)的流量數(shù)量，是由于發(fā)生FF切斷，為了恢復(fù)區(qū)域m中ONU-BS i上帶寬所有可行路徑的集合。

在本發(fā)明實(shí)施例中，為保證分流策略的合理性，在確定FiWi網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重可用性時(shí)，對(duì)ONU-BS、OLT和微波鏈路的流量進(jìn)行了相應(yīng)限定。

具體的，每個(gè)故障ONU-BS上的總的可恢復(fù)的流量小于或等于該故障ONU-BS上的總的聚集的用戶流量，可以通過(guò)公式(5)和公式(6)進(jìn)行限定：

每個(gè)ONU-BS上總的流量小于或等于該ONU-BS的容量上限，可以通過(guò)公式(7)和公式(8)進(jìn)行限定：

其中，對(duì)于區(qū)域m中ONU-BS i，其p^th恢復(fù)路徑穿過(guò)在區(qū)域n中ONU-BS j時(shí)，取值為1，反之取值為0，F(xiàn)O表示ONU-BS的容量上限，即限制的最大容量值。

其中，對(duì)于區(qū)域m中ONU-BS i，其q^th恢復(fù)路徑穿過(guò)在區(qū)域n中ONU-BS j時(shí)，取值為1，反之取值為0。

每個(gè)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中總的流量小于或等于該無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)包含的光線路終端的容量上限，可以通過(guò)公式(9)和公式(10)進(jìn)行限定：

其中，F(xiàn)P表示光線路終端OLT的容量上限，即限制的最大容量值。

每個(gè)微波鏈路上的流量小于或等于該微波鏈路的容量上限。具體的，可以通過(guò)公式(11)和公式(12)進(jìn)行限定：

其中，F(xiàn)W表示微波鏈路的容量上限，即限制的最大容量值，L是ONU-BS間建立的微波鏈路集合，對(duì)于區(qū)域m中ONU-BS i，其p^th恢復(fù)路徑使用微波鏈路l時(shí)，取值為1，反之取值為0。

S150：根據(jù)每個(gè)分流方案對(duì)應(yīng)的平均帶寬權(quán)重可用性，確定恢復(fù)故障ONU-BS的帶寬所需使用的恢復(fù)方案，并使用恢復(fù)方案進(jìn)行帶寬恢復(fù)。

通過(guò)步驟S140的操作，可以確定每個(gè)分流方案對(duì)應(yīng)的FiWi網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重可用性。根據(jù)每個(gè)分流方案對(duì)應(yīng)的平均帶寬權(quán)重可用性，可以確定恢復(fù)故障ONU-BS的帶寬所需使用的恢復(fù)方案，并使用該恢復(fù)方案進(jìn)行帶寬恢復(fù)。

具體的，可以從大于預(yù)設(shè)閾值的平均帶寬權(quán)重可用性對(duì)應(yīng)的分流方案中選擇一個(gè)，將其確定為恢復(fù)方案?；蛘?，可以將最大的平均帶寬權(quán)重可用性對(duì)應(yīng)的分流方案確定為恢復(fù)故障ONU-BS的帶寬所需使用的恢復(fù)方案。

如圖3所示，對(duì)于故障ONU-BS A，最終確定的恢復(fù)方案包含可行路徑1(route1)和可行路徑2(route2)，即通過(guò)ONU-BS B和ONU-BS D分離ONU-BS A上的流量。ONU-BS B和ONU-BS D不僅需要轉(zhuǎn)發(fā)本身通過(guò)自身的業(yè)務(wù)，還要轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自O(shè)NU-BS A上分離過(guò)來(lái)的流量業(yè)務(wù)。

如圖4所示，對(duì)于故障ONU-BS A，最終確定的恢復(fù)方案包含可行路徑1(route1)、可行路徑2(route2)和可行路徑3(route3)，即通過(guò)區(qū)域2中的ONU-BS D和ONU-BS E分離區(qū)域1中ONU-BS A上的流量，區(qū)域2中的ONU-BS均被利用作為中繼去恢復(fù)受影響的流量。

在本發(fā)明實(shí)施例中，利用流量分離的恢復(fù)策略(flow-splitting restoration strategy)加強(qiáng)了用戶的接入帶寬的可用性。當(dāng)要恢復(fù)光纖故障時(shí)，通過(guò)混合微波鏈路和光纖保護(hù)，拆分受影響的流量，用戶的帶寬可以得到恢復(fù)，并達(dá)到最大程度。

應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法，在FiWi網(wǎng)絡(luò)發(fā)生光纖切斷的故障時(shí)，將受影響的ONU-BS確定為故障ONU-BS，根據(jù)ONU-BS之間的微波鏈路，可以確定恢復(fù)故障ONU-BS上的帶寬的所有可行路徑，將所有可行路徑進(jìn)行組合，可以獲得多個(gè)分流方案，并確定每個(gè)分流方案對(duì)應(yīng)的FiWi網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重可用性，將最大的平均帶寬權(quán)重可用性對(duì)應(yīng)的分流方案確定為恢復(fù)故障ONU-BS的帶寬所需使用的恢復(fù)方案，使用該恢復(fù)方案進(jìn)行帶寬的恢復(fù)。提高了FiWi網(wǎng)絡(luò)的可用性，不需要配置額外的備用光纖，節(jié)省了光纖資源，降低了FiWi網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。

在本發(fā)明實(shí)施例中，可以通過(guò)平均帶寬權(quán)重的不可用性(UA＝1-A)，評(píng)估為了加強(qiáng)ONU-BS帶寬可用性的流量分離恢復(fù)策略。

分別在146ONU-BSs網(wǎng)絡(luò)和193ONU-BSs網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真。這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)都只有一個(gè)CO，其包含多個(gè)OLT。假設(shè)(1)每個(gè)ONU-BS上的流量是隨機(jī)的，在[0,100]Mb/s之間，(2)OLT和ONU-BS上的最大的帶寬都是1Gb/s，(3)微波鏈路最大的傳輸距離是16km，(4)每個(gè)ONU-BS上的微波鏈路數(shù)是有限的，如為四條。通過(guò)使用商業(yè)軟件AMPL/Gurobi來(lái)解決本發(fā)明實(shí)施例中的LP模型。

圖5展示了在不同微波鏈路容量下的兩種測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重的不可用性。其中，“FSS”對(duì)應(yīng)使用流量分離恢復(fù)策略的情況，“non-FSS”對(duì)應(yīng)沒(méi)有使用流量分離恢復(fù)策略的情況。在圖5中，與沒(méi)有使用流量分離恢復(fù)策略的情況相比，如果使用流量分離恢復(fù)策略，則能在很大程度上削減平均帶寬權(quán)重的網(wǎng)絡(luò)不可用性。對(duì)于146ONU-BSs網(wǎng)絡(luò)，能達(dá)到47％的網(wǎng)絡(luò)不可用性的提升。對(duì)于193ONU-BSs網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)提升能達(dá)到66％。此外，隨著微波鏈路的容量的提升，每個(gè)ONU-BS處的平均帶寬不可用性也隨之減小。這是因?yàn)槿绻硞€(gè)微波鏈路擁有更大的帶寬，它可以在可行路徑上更大程度的恢復(fù)受損的流量。

圖6展示出每個(gè)ONU-BS上所允許的最大的微波鏈路數(shù)目對(duì)帶寬不可用性的影響?？梢园l(fā)現(xiàn)，隨著每個(gè)ONU-BS上允許的微波鏈路的數(shù)目的增長(zhǎng)，平均帶寬的不可用性也隨之減小。這是因?yàn)槊總€(gè)節(jié)點(diǎn)處允許更多的微波鏈路的建立，這必將導(dǎo)致有更多的路徑可以用來(lái)恢復(fù)故障ONU-BS上的流量。同時(shí)，作為恢復(fù)的弊端，恢復(fù)的流量可能導(dǎo)致額外的流量跳數(shù)。假設(shè)每個(gè)額外的ONU-BS帶來(lái)50us的延遲，圖7展示了流量分離恢復(fù)策略帶來(lái)的額外的延遲的情況?？梢酝ㄟ^(guò)公式(13)計(jì)算這個(gè)延遲：

其中，和分別為恢復(fù)DF切斷和FF切斷帶來(lái)的時(shí)延，N為ONU-BS的總數(shù)目，為146和193。

仿真結(jié)果表明，本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案可以有效加強(qiáng)ONU-BS的帶寬可用性。

相應(yīng)于上面的方法實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種光與無(wú)線FiWi網(wǎng)絡(luò)帶寬恢復(fù)裝置，下文描述的一種光與無(wú)線FiWi網(wǎng)絡(luò)帶寬恢復(fù)裝置與上文描述的一種光與無(wú)線FiWi網(wǎng)絡(luò)帶寬恢復(fù)方法可相互對(duì)應(yīng)參照。

參見(jiàn)圖8所示，該裝置包括以下模塊：

故障ONU-BS確定模塊210，用于在FiWi網(wǎng)絡(luò)發(fā)生光纖切斷的故障時(shí)，將受光纖切斷的故障影響的光網(wǎng)絡(luò)單元與基站ONU-BS確定為故障ONU-BS，光纖切斷包括分布光纖DF切斷和/或反饋光纖FF切斷；

可行路徑確定模塊220，用于根據(jù)ONU-BS之間的微波鏈路，確定恢復(fù)故障ONU-BS上的帶寬的所有可行路徑；

分流方案獲得模塊230，用于將所有可行路徑進(jìn)行組合，獲得多個(gè)分流方案；

平均帶寬權(quán)重可用性確定模塊240，用于確定每個(gè)分流方案對(duì)應(yīng)的FiWi網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重可用性；

恢復(fù)方案確定及使用模塊250，用于根據(jù)每個(gè)分流方案對(duì)應(yīng)的平均帶寬權(quán)重可用性，確定恢復(fù)故障ONU-BS的帶寬所需使用的恢復(fù)方案，并使用恢復(fù)方案進(jìn)行帶寬恢復(fù)。

應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例所提供的裝置，在FiWi網(wǎng)絡(luò)發(fā)生光纖切斷的故障時(shí)，將受影響的ONU-BS確定為故障ONU-BS，根據(jù)ONU-BS之間的微波鏈路，可以確定恢復(fù)故障ONU-BS上的帶寬的所有可行路徑，將所有可行路徑進(jìn)行組合，可以獲得多個(gè)分流方案，并確定每個(gè)分流方案對(duì)應(yīng)的FiWi網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重可用性，將最大的平均帶寬權(quán)重可用性對(duì)應(yīng)的分流方案確定為恢復(fù)故障ONU-BS的帶寬所需使用的恢復(fù)方案，使用該恢復(fù)方案進(jìn)行帶寬的恢復(fù)。提高了FiWi網(wǎng)絡(luò)的可用性，不需要配置額外的備用光纖，節(jié)省了光纖資源，降低了FiWi網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，恢復(fù)方案確定及使用模塊250，具體用于：

將最大的平均帶寬權(quán)重可用性對(duì)應(yīng)的分流方案確定為恢復(fù)故障ONU-BS的帶寬所需使用的恢復(fù)方案。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，平均帶寬權(quán)重可用性確定模塊240，具體用于針對(duì)每個(gè)分流方案，通過(guò)以下子模塊確定該分流方案對(duì)應(yīng)的FiWi網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重可用性：

總聚集用戶流量確定子模塊，用于根據(jù)FiWi網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)ONU-BS上的總的聚集的用戶流量，確定FiWi網(wǎng)絡(luò)總的聚集的用戶流量；

帶寬權(quán)重可用性確定子模塊，用于確定FiWi網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)ONU-BS的帶寬權(quán)重可用性；

ONU-BS上總可用用戶流量確定子模塊，用于針對(duì)FiWi網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)ONU-BS，根據(jù)該ONU-BS上的總的聚集的用戶流量和該ONU-BS的帶寬權(quán)重可用性，確定該ONU-BS上的總的可用用戶流量；

FiWi網(wǎng)絡(luò)總可用用戶流量確定子模塊，用于確定FiWi網(wǎng)絡(luò)總的可用用戶流量；

平均帶寬權(quán)重可用性子模塊，用于根據(jù)FiWi網(wǎng)絡(luò)總的聚集的用戶流量和FiWi網(wǎng)絡(luò)總的可用用戶流量，確定FiWi網(wǎng)絡(luò)的平均帶寬權(quán)重可用性。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，帶寬權(quán)重可用性確定子模塊，具體用于：

針對(duì)FiWi網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)ONU-BS，根據(jù)在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生時(shí)，該ONU-BS上時(shí)間加權(quán)服務(wù)的流量、在有網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生時(shí)，該ONU-BS上時(shí)間加權(quán)可以恢復(fù)的流量、及該ONU-BS上總的時(shí)間加權(quán)的流量，確定該ONU-BS的帶寬權(quán)重可用性。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，通過(guò)以下公式確定該ONU-BS的帶寬權(quán)重可用性：

其中，為區(qū)域m中ONU-BS i上的帶寬權(quán)重可用性，為在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生時(shí)，區(qū)域m中ONU-BS i上時(shí)間加權(quán)服務(wù)的流量，為在有網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生時(shí)，區(qū)域m中ONU-BS i上時(shí)間加權(quán)可以恢復(fù)的流量，為總的時(shí)間加權(quán)的流量，MTTF_i^m為區(qū)域m中ONU-BS i和其對(duì)應(yīng)的光線路終端間的平均失效前時(shí)間，MTTR為平均恢復(fù)前時(shí)間，為區(qū)域m中ONU-BS i上的總的聚集的用戶流量，為區(qū)域m中ONU-BS i對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)故障為DF切斷的概率，Y_i^m為區(qū)域m中ONU-BS i對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)故障為FF切斷的概率，為由于DF切斷，區(qū)域m中ONU-BS i上總的可以恢復(fù)的流量，為由于FF切斷，區(qū)域m中ONU-BS i上總的可以恢復(fù)的流量。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，每個(gè)故障ONU-BS上的總的可恢復(fù)的流量小于或等于該故障ONU-BS上的總的聚集的用戶流量。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，每個(gè)ONU-BS上總的流量小于或等于該ONU-BS的容量上限。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，每個(gè)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中總的流量小于或等于該無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)包含的光線路終端的容量上限。

在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式中，每個(gè)微波鏈路上的流量小于或等于該微波鏈路的容量上限。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其它實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同或相似部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)于實(shí)施例公開(kāi)的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開(kāi)的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法部分說(shuō)明即可。

專業(yè)人員還可以進(jìn)一步意識(shí)到，結(jié)合本文中所公開(kāi)的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)，為了清楚地說(shuō)明硬件和軟件的可互換性，在上述說(shuō)明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來(lái)執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來(lái)使用不同方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。

結(jié)合本文中所公開(kāi)的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來(lái)實(shí)施。軟件模塊可以置于隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤(pán)、可移動(dòng)磁盤(pán)、CD-ROM、或技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲(chǔ)介質(zhì)中。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的技術(shù)方案及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。