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1、智能光网络技术及其应用 来源：天极硬件频道作者：邓永红责任编辑：stone发表时间:2003-07-27 00:00评论(1)网络技术应用随着电信业进入到一个崭新的发展阶段，光网络技术也从以前一味追求超大容量的光组网方式，逐步转变到构建更经济有效的新一代光联网上来。智能光网络的提出对整个电信网络的规划设计、体系结构和运营机制都会带来深远的影响。一、智能光网络的概念近几年来，随着IP业务的快速增长，对网络带宽的需求不仅变得越来越大，而且由于IP业务量本身的不确定性和不可预见性，对网络带宽的动态分配要求也越来越迫切。传统的主要靠人工配置网络连接的原始方法耗时费力易出错，不仅难以适应现代网络和新业务
2、提供拓展的需要，也难以适应市场竞争的需要。一种能够自动完成网络连接的新型网络概念-自动交换传送网（ITU-T SG13命名为ASTN）或自动交换光网络（ITU-T SG15命名为ASON）应运而生。这是一种利用独立的ASTN/ASON控制面通过各种传送网（包括SDH或OTN）来实施自动连接管理的网络，这种具有独立控制面的光网络称为智能光传送网，简称智能光网络。智能光网络技术的重要任务就是定义一个通用标准的控制面来高效的控制网络资源。二、智能光网络的标准下面介绍几个主要的标准化组织在智能光网络标准方面的进展情况。1.OIFOIF（Optical Internetworking Forum）不是一
3、个正式的标准组织，下设体系结构、运营商、运行告警维护配置（OAM&P）、信令、物理和链路层等工作组。OIF制定一些实施协议并提交给正式的标准化组织。OIF在光网络信令方面最重要的贡献是OUNI（用户网络接口）。O-UNI的作用是支持在光网络的客户之间快速建立连接，并提供不同等级的保护和恢复能力，其信令包括用于建立连接的信令，自动邻接发现信令，自动服务发现信令，故障监测、定位和通告信令等。因此OUNI是实施重叠模型光网络的基础。 O-UNI的组成单元包括：UNI-N（在光网络侧实施）和UNI-C（在客户侧实施）。 与O-UNI相关的应用是智能光网络的基础，这些应用包括从简单的连接配置到动态的带宽
4、分配。O-UNI规范的主要内容是快速的电路提供，不同等级的保护和恢复，连接建立信令，自动拓扑发现，自动服务发现以及故障监测、定位和通告等。 OIF与IETF密切配合是其最终取得成功的保证，二者的工作具有非常好的互补性。OIF主要关注于UNI规范和以后的NNI（网络节点接口）规范。许多运营商都非常重视OIF，积极参与其规范的制定，因此OIF的实施协议很有可能在运营商的网络中得到应用。 2.ODSIODSI（Optical Domain Service Interconnect）主要是由Sycamore公司在1999年创建的，目的是解决光网络的开放接口问题。ODSI的目标是定义一个OUNI，并推广
5、智能光网络的概念。但由于缺少大型网络设备供应商的参与使其影响力受到很大的削弱。ODSI在2001年早期完成了其OUNI规范，并提交给了OIF。OIF信令工作组决定采用ODSI的OUNI作为其OUNI的基础结构。两种OUNI的主要区别在于信令协议选择的不同。ODSI开发了一种基于TCP的信令协议，而OIF选择多协议标记交换（MPLS）作为信令协议。 ODSI完成的主要工作包括：开发了一种开放式OUNI接口，允许电层设备向光交换网络请求所需带宽；进行多厂商的互操作性测试；向正式的标准组织提交功能规范和互操作性测试结果。ODSI对于启动OUNI规范的制定工作起了重要的作用，加速了OIF的工作进度。3
6、.IETFIETF是由网络设计者、运营商、设备供应商和研究人员共同组成的一个开放式国际性团体，目的是开发Internet的标准和规范。IETF的标准是开放而非私有的，并且可以免费提供。虽然对这些标准的遵守是自愿的，但是由于Internet的快速普及，这些标准得到了广泛的应用。IETF对Internet中使用的核心技术进行开发和标准化，最近IETF的GMPLS及相关工作组主要工作是定义用于智能光网络的控制协议。Sub-IP是IETF成立的一个临时技术区域，负责GMPLS和相关技术的开发。Sub-IP中与智能光网络相关的工作组有IP over Optical(IPO)工作组、CCAMP(Commo
7、n Controland Measurement Plane)工作组和MPLS工作组等。 4.ITU-TITU-T是通信行业主要的标准化组织，它制定的标准对通信市场有着深远的影响。但是ITU制定标准的速度相对较慢，ITU-T在智能光网络领域的主要工作是定义了一个标准的自动交换光网络体系结构。由于ITU-T已经制定了光网络的一些基础性标准（如WDM的波长分配），因此关注ITU-T在智能光网络领域的工作是十分必要的。 ITU-T与其它标准化组织的不同在于它是从整体结构的角度研究光网络的，之后再决定如何实现。例如ITU-T制定的第一个光网络方面的标准是光传送网体系结构，它描述了如何设计一个光网络的基
8、本原则。ITU和OIF的工作具有很强的互补性，OIF主要是制定UNI和NNI接口规范。ITU与IETF的工作有部分重叠，而且两者目前的合作还不是很多。ITU没有像IETF那样关注于将IP和MPLS用于信令协议，而是还在考虑其它可能的选择，包括基于ATM专用网络接口（PNNI）的信令方案和一套全新的信令协议。我国在智能光网络的研究工作中，主要依据的还是ITU-T的相关建议，同时兼顾IETF和OIF的相关文档。三、智能光网络的结构智能光网络采用分层体系结构，智能光网络结构将使未来网络出现三个平面：数据/传送面、管理面和控制面，最终实现由业务层提出带宽需求，通过标准的控制面来使传送面提供动态自动的路
9、由，控制面可以通过信令 UNI / NNI 接口的方式或通过管理系统接口的方式来实现，而网络管理平面将仍然对全网进行管理。下面分别从构成智能光网络ASTN/ASON的三个逻辑平面，即传送平面（TP）、控制平面（CP）和管理平面（MP）的角度探讨一下光网络的智能性。1传送平面传送平面由作为交换实体的传送网网元（NE）组成，主要完成连接/拆线、交换（选路）和传送等功能，为用户提供从一个端点到另一个端点的双向或单向信息传送，同时，还要传送一些控制和网络管理信息。目前，传送网中的智能只集中在统一的网管上，而构成传送网主体的网元则只是一些被动的调度单元。与之迥异的是ASON的传送平面具备了高度的智能，这
10、些智能主要通过智能化的网元光节点来体现。现在研究倾向认为，这些网元是一些具有OXC结构的波长路由器，并具备MPLS信令功能。这种结合了第三层IP路由与第一层光交换功能的网元，可对路由功能和转发功能进行分离。2控制平面光网络智能化的关键之处就在于同现有的传送网络相比，引入了一个控制平面。ASTN/ASON智能光网络内的呼叫控制和连接控制的功能都是由控制平面完成的。控制平面由信令网络支持，由多种功能部件组成，包括一组通信实体和控制单元（OCC：光连接控制器）及相应的接口。这些功能部件主要用来调用传送网的资源，以提供与连接的建立、维持和拆除（释放网络资源）有关的功能。这些功能中最主要的就是信令功能和
11、路由功能。控制平面接口的主要功能是用于实现控制平面与上层用户之间、控制平面内部各功能实体之间以及控制平面与传送平面、管理平面之间的连接。控制平面涉及到的接口主要有5种，即：用户网络接口(UNI)、外部网络节点接口(E-NNI)、内部网络节点接口(I-NNI)、连接控制接口(CCI)和管理平面与控制平面之间的接口(NMIA)。控制平面的核心功能是连接控制功能，它实际上是控制平面对传送平面的智能化操作。完成光网络连接的方式有以下三种：（1）指配方式：这种方式由用户网络通过用户网络接口（UNI）直接向管理平面提出请求，通过网管系统或人工手段对端到端连接通道上的每个网元进行配置。在由网管系统实现连接时
12、，需要利用接入网络的数据库，由管理平面计算路由，找出最适宜的路由并分配波长后，直接向传送平面发送连接建立消息来实现各网元的连接。该连接方式不与控制平面发生任何关系。目前的传送网就是采用这种交叉连接的方式，其特点是静态的。（2）信令方式：这种方式的连接过程是由通信的终端系统（或连接端点）向控制平面发起请求命令，再由控制平面通过信令和协议来控制传送平面建立端到端的电路连接。这种方式类似于PSTN基于交换的动态连接方式，因此又称为交换连接方式（SC）。这种方式是实现光网络智能化的重要手段。（3）混合方式：这种连接方式介于上述两种方式之间，即在网络的边缘，由网络提供者提供永久性连接，该连接由管理平面来
13、实现；在网络边缘的永久性连接之间提供交换的连接，该连接由控制平面来实现，即通过网络产生的信令和选路协议完成的，并取决于NNI的定义。由于这种方式的连接没有定义UNI，所以又称之为软永久性连接（SPC）。这三种连接方式的最重要区别是由谁来发起连接建立的请求。指配方式连接建立的请求是由网络运营者发起的，信令方式连接建立的请求是由终端用户发起的，这时，必须支持第三方信令通过UNI。另外，这三种方式中，仅SC和SPC与信令和路由有关。另外：涉及智能光网络控制平面的关键技术还包括：网络拓扑和资源的自动发现、智能化的光路由和波长分配（RWA）算法、各种不同业务的接入和整合技术、光管理信息的编码和分发、网络
14、生存性策略和自动保护恢复等。3管理平面管理平面对控制平面和传送平面进行管理，在提供对光传送网及网元设备进行管理的同时，实现网络操作系统与网元之间更加高效的通信功能。管理平面的主要功能是建立、确认和监视光通道，并在需要时对其进行保护和恢复。由于ASTN/ASON在传统光网络的基础上新增了一个功能强大的控制平面，这给智能光网络的管理带来了一些新的问题，这些问题集中表现为以下三个方面：（1）路径管理功能该项功能要求在多运营商环境下，为了完成网络管理功能，必须统一规范路径建立控制结构，即对控制平面的同一管理域（AD）内光通路的建立以及不同管理域之间光通路的建立进行统一的规范。（2）命名和寻址由于命名和
15、寻址涉及到用户域名和业务提供者域名之间，以及层网络名之间的翻译和转换，因此在ASON智能光网络环境下，对命名和寻址的要求主要有名的独立性和名的唯一性。（3）网管平面与控制平面的协调问题由于ASON智能光网络的3种连接类型有的是由网管系统建立的，有的是由信令系统动态建立的，有的则是由两者共同合作建立的，因此需要研究网管平面和控制平面之间的结合问题。此外，控制平面和管理平面都要维护一定的网络状态信息，它们之间如何协调和配合也是一个重要的研究课题。目前，ITU-T等组织还没有给出任何与网络管理方面相关的内容，但业界倾向于采用基于CORBA技术实现域间的网络管理方案。四、智能光网络的优势在网络中引入ASTN/ASON的主要好处有：（1）允许将网络资源动态地分配给路由，缩短了业务层升级扩容时间，明显增加业务层节点的业务量负荷。（2）具有可扩展的信令能力。（3）智能光网络单机集成了多种ADM和DCS设备，简化了网络，降低了投资费用。光网络的可扩展性也是节省费用的主要因素，智能光网络的灵活组网和扩展能力，为电信运行商节约网络扩展的费用。（4）光层的快速业务恢复能力减少了用于新技术配置管理的运行支持系统软件的需要，只需维护一个动态数据库，也减少了人工出错机会，（5）智能使光网络提供自动化的快速的点对点配置能力，增强了运营商快速提供优
