第三章 研究方法
第三節 雙故障保護機制參數設定
在圖 14 中，有 3 條工作路徑 A-B、F-E-H 及 H-E-D，備用路徑分別為 A-G-H-C-B、F-G-H 與 H-C-D，此時我們可以發現若使用單純的共用路徑的保 護方式，則若當A-B 發生故障後緊接著 H-E 也發生故障時，將會導致較後故障 的工作路徑無法成功的轉到備用路徑上，因為會被先故障的那段(A-B)佔用去備 用路徑的資源。但在考慮雙鏈結故障的情況下，可將G-H 與 H-C 的保留資源擴 充為2，即可避免因雙鏈結故障而產生後者無法恢復的情形。
因此本研究，將於共用分享路徑共用的部分，保留要求資源最多與次多兩 者加總的資源數，作為因應雙鏈結故障的保護方式。
工作路徑花費
CW
l,j計算方式：(3)
, , ,
j l
j l j l
CW C
λ= λ
j
C
l,為第 j 個保護區內第 l 個鏈路的光纖花費，λ
l ,j為第 j 個保護區內第 l 個鏈 路的光纖所能夠提供之波長總數，λ為第 j 個保護區內第 l 個鏈路該工作路徑所 使用的波長數。備用路徑花費
CB
l,j計算方式：(4)
1 ,
,
,
∑
=
= λ
i λl j i
j l j
l
k
CB C
k
i為共用此鏈路的備用路徑數目，且共用波長數大於等於 i 個。圖
15 共享備用路徑分攤花費圖
利用方程式(4)計算共享保護備用路徑分攤的花費，舉個簡單的例子，如圖 15，B-C 的花費為
C
BC，假設鏈路上所能提供的波長總數為20，若備用路徑 P1需要5 個波長，P2 需要 3 個波長，而 P3 需要 2 波長。計算鏈路 B-C，P1 所需 要承擔的路徑花費為
1 20 1 20 2 20 3 20 3
20 + ×
+ × + ×
+ ×
× BC BC BC BC
BC
C C C C
C
，依序為使用波長大於 1的共用備用路徑者有P1、P2 與 P3 三者，依此類推，後面為大於 2、3、4 及 5 分別有3、2、1 及 1 個共用者。
將工作路徑與備用路徑在每條鏈路上所要花的花費全部加總，即可得到該 訊務所佔的花費，方程式如下：
公式(4)(5)為整體網路架設後，獨立計算每條光徑的工作路徑與備用路徑所 花費的成本，由於此法在動態計算求解的過程中，往往會因為光徑需求的加入，
造成整體成本必須重新計算，十分浪費時間，因此在本研究計算備用路徑的過 程中，將會把備用路徑的花費(所佔用的頻寬或波長)計算在使用該鏈路上最高保 留資源的光徑路徑需求上。而其後再加入共用備用路徑的新光徑需求，則將兩 者相加作為該鏈路必須保留的資源，若出現第3 條以上的共用者，則成本花費 將以零計算。
換言之，其目的是希望以舊的備用路徑為依據，冀望更多的共用發生在其 後的新光徑需求的備用路徑。
本研究提出的保護路徑的機制步驟如下：
Step1: 利用 K-shortest path 將拓樸中，所有起點到迄點間之最短路徑及次佳路 徑求出，並紀錄路徑成本。
Step2: 將第一條光徑需求加入，套用 Step1 所算出的最佳路徑與次加路徑當作 工作路徑與備用路徑，並分別計算出的工作路徑與備用路徑的使用成本。
Step3: 將新進的(即第一條以後者)光徑需求加入，套用 Step1 所算出的最佳路徑 (5) =
∑ ∑
⎜⎝⎛ , +∑
, ⎟⎠⎞j l l
j l j
l
CB
CW
C
做為工作路徑並計算成本。
Step4: 在新進的工作路徑上，選擇除起點(S)與迄點(D)外的一個鏈路(link)做兩 段式保護區切割，切割工作路徑由選擇一個鏈路(link)開始，而後選擇兩個、三 個、四個、…、等。
Step5: 計算每種切割方式時各保護區，所需要的備用路徑需求，由各保護區內 的起點(s)開始尋找往外延伸計算新的路徑可行解，並比 Step1 內儲存的次要路 徑成本小的備用路徑，若無法尋找到新的可行路徑，則將次要路徑做為該保護 區的備用路徑。
Step6: 若切割鏈路(link)等於節點數(Node)數的減三，則停止切割。停止原因為：
若切割鏈結等於節點數減三，其實已出現極端的光鏈路保護方式，在此並沒有 計算的必要，因為沒有任何的意義，所以作為停止點。
Step7: 新進光徑需求的工作路徑與備用路徑確定後，檢查是否有共用分享備用 路徑的鏈結，在該鏈路上必須保留最多及次多頻寬需求兩者加總的資源量。
流程圖請見圖16。
圖