淺析智能光網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)及研究進(jìn)展

【摘要】智能光網(wǎng)絡(luò)作為一種更加高速、安全、且高效地支持大容量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的新型網(wǎng)絡(luò)，近年來發(fā)展迅速。本文筆者從智能光網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)入手，分析了智能光網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)最新進(jìn)展，并簡單介紹了智能光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】智能光網(wǎng)絡(luò)ASON

隨著人們對信息需求的不斷增加，傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)已顯現(xiàn)出數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)帶寬分配不靈活，傳送效率低等弱點(diǎn)。智能光網(wǎng)絡(luò)作為一種更加高速、安全、且高效地支持大容量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的新型網(wǎng)絡(luò)，就應(yīng)運(yùn)而生。

一、智能光網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)

隨著光網(wǎng)絡(luò)中密集波分復(fù)用的廣泛應(yīng)用、波長數(shù)目的不斷增加，對網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的管理和利用變得越來越重要。人們開始對光網(wǎng)絡(luò)植入“智能”，通過軟件使光網(wǎng)絡(luò)的資源形成動態(tài)配置，使得光網(wǎng)絡(luò)的核心由環(huán)結(jié)構(gòu)向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)展，把一些原來是人工操作的業(yè)務(wù)變成自動提供。當(dāng)復(fù)雜的光通道路由功能和交換功能引入到智能光網(wǎng)絡(luò)，提供端到端的特色波長服務(wù)的關(guān)鍵將是嵌在光網(wǎng)絡(luò)中的智能交換。這種需要推動了智能光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，以智能化光交換為基礎(chǔ)構(gòu)建新一代光傳輸網(wǎng)，使光通信產(chǎn)業(yè)進(jìn)入又一個新階段。

目前ASON代表了智能光網(wǎng)絡(luò)的主流方向，它可以極大地增強(qiáng)光傳送網(wǎng)絡(luò)的生存性、擴(kuò)展性和靈活性。總體來說，ASON具備兩大主要特點(diǎn)：①由用戶實(shí)現(xiàn)連接的建立、修改和刪除；②完善的網(wǎng)絡(luò)生存技術(shù)。控制平面是ASON中最具特色的部分。

標(biāo)準(zhǔn)化研究：國際上智能光網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化研究主要由3個組織在進(jìn)行———因特網(wǎng)工程任務(wù)組、國際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組織和光網(wǎng)絡(luò)互連論壇。這3個組織的研究方向各有側(cè)重，其中，OIF的用戶網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議是目前制定得最為完善和成熟的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。它不僅制定了一整套切實(shí)可行的UNI信令協(xié)議（資源預(yù)留協(xié)議或標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議），控制信道的實(shí)現(xiàn)（隨路信令、非隨路信令和準(zhǔn)隨路信令）和維護(hù)，以及相應(yīng)幀封裝標(biāo)準(zhǔn)，而且還提供了一套業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)和拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)機(jī)制。

實(shí)施情況：隨著ITUL、OIF和IETF等組織逐步完成標(biāo)準(zhǔn)的制定和ASON技術(shù)的不斷發(fā)展，ASON技術(shù)已在長途傳送網(wǎng)與城域骨干傳送網(wǎng)上獲得應(yīng)用，并已經(jīng)應(yīng)用到骨干層中各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸。以往ASON的管理能力僅能覆蓋十幾個到幾十個網(wǎng)元，現(xiàn)在ASON網(wǎng)絡(luò)的管理能力已經(jīng)突破了100個網(wǎng)元的水平。

二、智能光網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)最新進(jìn)展

智能光網(wǎng)絡(luò)的分層體系結(jié)構(gòu)及研究進(jìn)展：我們分別從構(gòu)成智能光網(wǎng)絡(luò)ASTN/ASON的三個邏輯平面：即傳送平面（TP）、控制平面（CP）和管理平面（MP）的角度來探討光網(wǎng)絡(luò)的智能性。

1.傳送平面。傳送平面由作為交換實(shí)體的傳送網(wǎng)網(wǎng)元（NE）組成。主要完成連接/拆線、交換（選路）和傳送等功能。為用戶提供從一個端點(diǎn)到另一個端點(diǎn)的雙向或單向信息傳送，同時，還要傳送一些控制和網(wǎng)絡(luò)管理信息。目前，傳送網(wǎng)中的”智能”只集中在統(tǒng)一的網(wǎng)管上，而構(gòu)成傳送網(wǎng)主體的網(wǎng)元則只是一些被動的調(diào)度單元。與之迥異的是ASON的傳送平面具備了高度的智能，這些智能主要通過智能化的網(wǎng)元光節(jié)點(diǎn)來體現(xiàn)。現(xiàn)在研究傾向認(rèn)為，這些網(wǎng)元是一些具有OXC結(jié)構(gòu)的波長路由器，并具備MPLS信令功能。這種結(jié)合了第三層IP路由與第一層光交換功能的網(wǎng)元，可對路由功能和轉(zhuǎn)發(fā)功能進(jìn)行分離。2.控制平面。光網(wǎng)絡(luò)智能化的關(guān)鍵之處就在于同現(xiàn)有的傳送網(wǎng)絡(luò)相比，引入了一個控制平面。ASTN/ASON智能光網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的呼叫控制和連接控制的功能都是由控制平面完成的。控制平面由信令網(wǎng)絡(luò)支持，由多種功能部件組成，包括一組通信實(shí)體和控制單元及相應(yīng)的接口。這些功能部件主要用來調(diào)用傳送網(wǎng)的資源，以提供與連接的建立維持和拆除（釋放網(wǎng)絡(luò)資源）有關(guān)的功能。而這些功能中最主要的就是信令功能和路由功能。3.管理平面。管理平面對控制平面和傳送平面進(jìn)行管理。在對光傳送網(wǎng)及網(wǎng)元設(shè)備進(jìn)行管理的同時，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與網(wǎng)元之間更加高效的通信功能。管理平面的主要功能是建立、確認(rèn)和監(jiān)視光通道，并在需要時對其進(jìn)行保護(hù)和恢復(fù)。由于ASTN/ASON在傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上新增了一個功能強(qiáng)大的控制平面，這也給智能光網(wǎng)絡(luò)的管理帶來了一些新的問題。這些問題集中表現(xiàn)為以下三個方面：（1）路徑管理功能：該項(xiàng)功能要求在多運(yùn)營商環(huán)境下，為了完成網(wǎng)絡(luò)管理功能，必須統(tǒng)一規(guī)范路徑建立控制結(jié)構(gòu)，即對控制平面的同一管理域（AD）內(nèi)光通路的建立以及不同管理域之間光通路的建立進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)范。（2）命名和尋址：由于命名和尋址涉及到用戶域名和業(yè)務(wù)提供者域名之間、以及層網(wǎng)絡(luò)名之間的翻譯和轉(zhuǎn)換。因此在ASON智能光網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，對命名和尋址的要求主要有名的獨(dú)立性和名的唯一性。（3）網(wǎng)管平面與控制平面的協(xié)調(diào)問題：由于ASON智能光網(wǎng)絡(luò)的3種連接類型有的是由網(wǎng)管系統(tǒng)建立的，有的是由信令系統(tǒng)動態(tài)建立的，有的則是由兩者共同合作建立的，因此需要研究網(wǎng)管平面和控制平面之間的結(jié)合問題。此外，控制平面和管理平面都要維護(hù)一定的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，它們之間如何協(xié)調(diào)和配合也是一個重要的研究課題。

三、智能光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)

1.關(guān)于智能光網(wǎng)絡(luò)的生存性。智能光網(wǎng)絡(luò)的生存性是網(wǎng)絡(luò)的生存性的關(guān)鍵技術(shù)之一。網(wǎng)絡(luò)的故障恢復(fù)包括保護(hù)和恢復(fù)———保護(hù)是利用節(jié)點(diǎn)之間預(yù)先分配的帶寬繞過網(wǎng)絡(luò)故障，而恢復(fù)是在發(fā)生故障后，利用節(jié)點(diǎn)問的可用資源動態(tài)地進(jìn)行重路由來替代故障路由。ASON的特殊性在于比傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)多了一個控制平面，利用控制平面可以對網(wǎng)絡(luò)實(shí)施動態(tài)的資源配置，并對業(yè)務(wù)故障進(jìn)行動態(tài)重路由恢復(fù)。2.傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與智能光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。由于網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面太廣，考慮到網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的連續(xù)性，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展只能逐步推進(jìn)。實(shí)際上，在光網(wǎng)絡(luò)從傳統(tǒng)向智能轉(zhuǎn)變時，并不是拋棄以前所建的網(wǎng)絡(luò)另搞一套，而是一個步進(jìn)的融合過程，盡可能保護(hù)了原有的資源。目前，基于SDH的ASON設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仍是主流。該接入方式確保了整條端到端業(yè)務(wù)均得到保護(hù)，其中流經(jīng)SDH網(wǎng)絡(luò)部分采用傳統(tǒng)保護(hù)方式，ASON部分則采用智能保護(hù)方式。在傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡(luò)部分，如發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障，系統(tǒng)按照配置的SDH環(huán)網(wǎng)保護(hù)類型進(jìn)行倒換；如果故障發(fā)生在ASON網(wǎng)絡(luò)部分，系統(tǒng)按照配置的服務(wù)等級進(jìn)行倒換或者重路由恢復(fù)。傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)與ASON邊緣的節(jié)點(diǎn)承擔(dān)了由傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與智能網(wǎng)絡(luò)瓦聯(lián)互通的關(guān)鍵工作，節(jié)點(diǎn)本身故障將可能成為網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和恢復(fù)的瓶頸，需要在今后的研究中予以解決。3.路由計(jì)算。路由技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)智能化起著相當(dāng)關(guān)鍵的作用，是實(shí)現(xiàn)控制平面功能的核心技術(shù)。ASON技術(shù)引入控制平面后，它能根據(jù)用戶和業(yè)務(wù)的需求提供不同類型、靈活的連接方式，并通過路由和信令協(xié)議的交互，實(shí)現(xiàn)自動、快速的連接建立功能，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)時按需分配，使網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)相比產(chǎn)生巨大變化。采用分層路由可以提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性與可擴(kuò)展性，但是人工網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃將不可用，所以需要智能光網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件，因此產(chǎn)生了研究分層路由問題的需要。

四、結(jié)束語

光網(wǎng)絡(luò)正在向智能化方向發(fā)展，要求光網(wǎng)絡(luò)更靈活、面向用戶和成本更低。智能光網(wǎng)絡(luò)是光網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)發(fā)展方向，通過研究智能化的光聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以解決面向未來互聯(lián)網(wǎng)在光層上動態(tài)、靈活、高效的組網(wǎng)問題。

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