自動交換光網絡分層路由關鍵技術初探

陽柳

【摘要】??? 當代我國光網絡發展的中心已經從技術驅動轉變給業務驅動。而未來業務的主要特點為數據化、差異化、具有實時性，未來滿足這些要求，下一代光網絡發展時運動了各種智能控制技術。如今，自動交換光網絡技術已經是公認的下一代傳輸網絡基礎，在這一背景下，更要求加大對自動交換光網絡分層路由技術的關鍵技術進行理論研究，以推進我國科學技術更加迅猛的發展。

【關鍵詞】??? 自動交換光網絡（ASON）??? 分層路由??? 關鍵技術

一、引言

自動交換光網絡（ASON）是國際電聯在2000年3月提出的，其基本設想是將控制平面引入光傳送網中，實現網絡資源可以按需分配，從而進一步實現光網絡的智能化的目的。使我國未來的光傳送網可以發展為可以向任何地點任何用戶提供連接的網，成為一個全自動智能化交換的光網絡。自動交換光網絡發展的驅動力來源主要有技術、政策和業務三個方面，三者相互依賴、互相影響，共同為自動交換光網絡技術的發展助力。而分層結構ASON是我國現階段自動交換光技術研究與網絡理論的重點。通過將連接管理策略在分層結構ASON網絡中的應用與多種路由進行對比，不難發現分層路由在提升網絡連接接納容量這方面更具有優勢，連接管理策略基于本地信息比基于全局鏈路狀態也更有優勢。所以，提高自動交換光網絡分層路由的關鍵技術，可以實現分層分域條件下各種管理功能。

二、ASON概述及自動交換光網絡分層路由原理分析

2.1 ASON概述

ASON是原有交叉技術與引入傳送層面的交換技術有機結合的產物，是能夠自動完成光網絡交換連接功能的智能化的新一代光傳送網。交換技術與原有交叉技術的區別在于：①交換技術一般在有控制平面的參與下可以自動實現，不需要人工進行控制干預;而交叉的實現主要通過維護人員網管系統實現，人員參與不可避免。②交叉技術不需要信令支持，而交換需要。ASON作為新一代光傳送網，可以自動智能完成光網絡的交換連接功能。正是ASON的出現，將光傳輸網向智能化發現推進了重要的一步，為我國通信網絡的發展打下了雄厚的基礎。ASON備受矚目的主要原因是它第一次將信令的概念引入到傳輸網絡中，將傳輸網和數據網的優點進行結合，從而實現可實施分配動態資源和及時進行網絡管理。

另外，ASON構建的網狀網拓撲可以為網絡運營商帶來許多好處：為網絡運營商提供了更加靈活的選擇網絡方式，提高了傳輸帶寬利用率、降低網絡運營商的總體成本、為運營商開發創造新業務提供幫助。同時，由于ASON的控制平面使用的是可以快速靈活的實現多種業務類型的GMPLS協議，很大程度上提高了網絡的可行性。ASON（自動交換光網絡）的體系結構及ASON的平面和接口ASON的三個平面及所支持的三種類型連接是其體系結構的主要表現。根據ITU-T（國際電信聯盟電信標準分局）提出的ASON定義結構，可以清晰的從中了解到ASON主要包括三個平面，即管理平面、控制平面和傳送平面，具體如下圖所示：

①控制平面是ASON的核心部分，也是最具特色的部分，它由指令轉發、路由選擇及資源管理等模塊組成，完成連接控制和呼叫控制等任務。控制平面通過對協議、信令及接口系統的使用，可以將光網絡內的拓撲信息、路由信息和其他信息進行動態交換，實現動態建立和拆除光通道的目的，還能及時恢復在連接時出現的故障。②管理平面的主要作用和特征是將管理功能智能化和分布化。光傳送網管理方案已經由傳統的逐步演變為一個結合集中管理與分布智能的、保證運營者維護管理需求與用戶動態服務需求的綜合化系統化的光網絡管理方案。管理平面與控制平面相互補充，實現對網絡資源進行故障管理、動態配置及路由規劃等功能。③傳送平面是進行傳送業務的通道，由一系列傳送實體組成，可提供端用戶業務流量的雙向和單向傳輸。ASON的傳送網絡基于網狀網結構，但是環網保護也是支持的。光節點使用具有智能的OADM設備、OXC設備及SDH ADM設備等，同時，傳送平面所擁有分層結構可以實現多粒度光交換技術。

管理平面通過NMI-A和NMI-T等網絡管理接口分別連接控制平面與傳送平面;傳送平面通過CCI（連接控制接口）與傳送平面相連。自動交換光網絡的這三個平面通過三個接口實現信息的交流。

2.2 自動交換光網絡分層路由原理分析

2.2.1自動交換光網絡分成路由關鍵技術理論分析

根據不同的地址位置和提供路由服務等目的，可以將網絡分成多樣化的路由域，主要由子網以及連接的子網鏈路構成。從光網絡的分層路由結構圖不難看出光網絡分層路由的結構主要有三個重要的層次，分別為外部層次，內部層次以及外部層次。位于第二層次的內部層次代表的是運營商內部層次化結構。通過模型可以看出，該邏輯上的層次結構向上匯聚成邏輯節點，而此邏輯節點就和氣壓運營商網絡的邏輯節點組合構成了第三層次外部層次。最后和網絡運營商達成協議，通過相應的方式實現互聯。

2.2.2自動交換光網絡分層路由工作的原理分析

將大型網絡化整為零的過程就是自動交換光網絡。所以，網絡的管理和計算路徑所需花費的費用就會比沒有分層的大型網絡少很多。在此過程中，對大型網絡進行技術上的分割，這樣可以使得每層網絡和路由都只需要負責這一路由域的路由的解析，其分割的依據不僅是網絡運營商的策略，也是屬于地理地形規劃的范疇。這一方法可以解決本地路由的信息遇到無法充分解決查詢的問題，在層間路由的信息支持下可以對這一路由的查詢問題進行解決。

三、自動交換光網絡分層路由關鍵技術及實現思想

3.1 自動交換光網絡分層路由實現思想

分層路由是IS-IS區域提供了一種在IS-IS域中伸縮路由的方法。正常的IS-IS區域和連接其骨干的區域形成兩級的路由層次。將路由域分層后就要實現路由的相關功能，在這一環節的每個路由域都需要關聯路由執行器，最后RP在路由控制器間分布聯盟方式上完成相關的路由服務，而對等RC間路由交換信息以及基于路由信息庫對遠端RC查詢路由業務接口進行操作答復，這樣可以實現跨域的路由業務。其中，通過路由控制域形式進行功能實現RC，而RCD則是對內呈現出分布式的特征。接著基于分布式路由實體組成對外呈現出抽象式的特征。在層次路由中，按照不同的分簇方法將網絡節點分為不同的簇，實現有層次的網絡邏輯結構。另外，層次路由的信息交換主要分為層間路由信息交換和域間的信息交換，兩者的信息交換內容主要都包括可達性信息和資源信息。其中，層間信息交換是由低層RC向高層RC進行輸入或者高層RC向低層RC輸入內容。每新建立一次路徑，都需要建立其他域的拓撲信息，都需要穿過很多路由域，此時區域之間也需要進行信息交換。所以，每個方面的信息交換都要在接口的幫助作用下完成。

3.2 自動交換光網絡分層路由關鍵技術

1.路由協議。路由協議是GMPLS協議集的組成部分之一，GMPLS協議集中的路由協議的主要任務是傳遞交換通道建立必需的鏈路狀態信息、完成拓撲發現、完成可用的光網絡資源信息和策略信息，并對路由實施計算、選取及在故障情況下重新路由功能。GMPLS（通用多協議）關于傳統的IP路由協議的沿用是可以使non-PSC（非分組交換層）吸收IP路由協議在不斷發展過程中積累下的有點，特別是鏈路狀態選路（域內路由）和策略選路（域間路由）。GMPLS在MPLS已經對OSPF-TE（具有流量工程和GMPLS擴展的OSPF協議）和IS-IS-TE（具有流量工程和GMPLS擴展的IS-IS協議）進行擴展的基礎上又進行了進一步加強，從而支持信息在鏈路狀態的傳送，使其在光網絡中更適合傳輸，特別是更適合在ASON中應用。目前，GMPLS協議集中包含的兩種內部網協議分別為：OSPF-TE和IS-IS-TE。這兩個路由協議都主要用于ASON控制平面的I-NNI的路由。現實生活中業界使用更加廣泛的為OSPF-TE協議。

2.自動交換光網絡分層路由關鍵技術。自動交換光網絡分成路由技術需求的主要限制是一個路由域內所有RC之間交換的信息都要服從參考點。由于各RA之間信息交換不依賴域內的協議，各域內的RP都是獨立的，且RP對系統提供失效后進行恢復的能力;另外，各RA之間的路由信息交換也不依賴于分布方式或者集中控制。在協議的需求方面，協議支持多級的結構，并可以支持鏈路和節點的多樣性以及路由的信息摘要等。為了進行分層路由協議的完整性和正確性的測試，需要借助OPENT網絡仿真的幫助，以離散事件系統的仿真技術為基礎，通過C/C++語言技術實現ASON網絡的仿真平臺建立。OPENT仿真平臺主要記錄系統中將要發生的事件和事件類型，而ASON網絡仿真平臺是通過時間的順序對系統中的事件進行處理，進而對系統中的事件進行管理。其中，對仿真環境中的事件處理流程主要分為兩個階段：第一階段：生成本地信息庫、發現鏈路和鄰居、對鏈路和鄰居的信息進行接收、第n層拓撲信息穩定、分層網絡系統的最高層信息穩定;第二階段：接到連接請求、完成建立連接過程、連接結束（任務完成）、信息到達。在自動交換光網絡中，動態配置光通道的過程是并行心信令過程，動態連接的建立采取不同的策略進行。

四、結語

當前我國網絡技術的發展還需要不斷的科學創新，有關自動交換光網絡分層路由關鍵技術的研究還需要不斷探索。網絡的高速發展和數據業務的不斷擴展，導致對自動交換光網絡的拓撲結構要求也在不斷提升，所以在這一大背景下發展自動交換光網絡分成路由關鍵技術便十分必要。自動交換光網絡分層技術符合我國下一代光網絡發展趨勢，所以更需要得到相關科技人員不斷努力，為我國科技的發展提供力量。

參? 考? 文? 獻

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