顾生华

[摘要]文章根据智能光网络的技术特点全面介绍了其分层结构体系和关键控制协议，并对智能光网络的应用策略进行了分析。

[关键词]智能光网络分层结构控制协议应用策略

1前言

为满足以IP为代表的宽带数据业务的迅猛发展，提高传输网络的可靠性和灵活性，实现通信网络传输带宽按需分配的目的，智能光网络解决方案应运而生，并成为国际上许多电信组织、设备供货商、运营商等正在积极研究的热门技术。智能光网络是近年来光网络技术的一个最重要的发展，它使运营商可以直接从光领域快速提供业务。智能光网络将SONET/SDH的故障管理、性能监视和恢复功能，DWDM的容量，以IP为基础的联网规约，先进的配置软件和创新的系统以及管理软件有机地结合在一起，形成一个更具伸缩性、以数据为中心的基础平台，从而把光层从一种静态的传输媒体变成一种智能的光网络结构，并可以直接从光域提供各种灵活的高速增值业务。由此可见，智能光网络可以提供多样化、个性化的服务，将在提高网络效率、提供新的业务手段和解决网络传输安全问题等多个方面对移动运营商产生巨大的吸引力。

2智能光网络的技术特点

智能光网络(ASON)是指一种具有灵活性、高可扩展性的，能直接在光层上按需提供服务的光网络基础设施。

智能光网络是以软件为核心的，其优势集中表现在组网应用的动态、灵活、可靠、高效和智能方面。它的出现使光网络从传统的“管道网络”向“服务网络”演变。这种演变一方面不是对以前所建网络的抛弃，而是一个无缝融合的革新过程，在很大程度上保护了用户原有的投资。随着DWDM的广泛应用、波长数目的不断增加，对网络带宽资源的有效管理和利用显得尤为重要；另一方面，通过智能光网络，通信运营商将可以依据与用户达成的服务水平协议，随时、随地、快速地在光层直接提供/撤消用户需求的各种特殊服务(如可用性、时延、抖动、吞吐量、约定信息速率CIR、超越信息速率EIR、误码率/丢包率、业务级别等)，有助于其增加收入及增强竞争力。由此可见，智能光网络可以提供多样化、个性化的服务，将在提高网络效率、提供新的业务手段和解决网络传输安全问题等方面对运营商产生吸引力。

智能光网络的基石是智能光交换。智能光交换的出现使得光网络的核心开始从以环为基础的结构向以网状网为基础的智能结构发展。当复杂的光通道路由功能和交换功能引入到智能光网络以及光纤网络从环形过渡到网状结构以后，提供端到端的特色波长服务的关键将是嵌在光网络中的智能。智能的光交换使服务提供商能够立即提供光通路，同时，通过各种等级的保护恢复还可以增强服务的特色。

智能光网络中采用的先进的基于IP的光路由和控制算法使得光路的自动配置、选路和快速恢复成为可能。同时，具有智能决策和动态调节能力的智能光交换设备可以使传统上复杂而耗时的操作自动化，并且还能为构建一种具有高度弹性和伸缩性的网络基础设施打下基础。

3智能光网络的分层体系结构

智能光网络ASON的分层结构主要由三个逻辑平面组成，即传送平面(TP)、控制平面(CP)和管理平面(MP)。

3.1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”中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。与之不同的是ASON的传送平面具备了高度的智能，这些智能主要通过智能化的网元光节点体现。

3.2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相比，引入了一个控制平面。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、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，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路由功能。

控制平面接口的主要功能是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)和管理片面2与控制平面之间的接口(NMI-A)。

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。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、网络生存性策略和自动保护恢复等。

3.3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的管理的同时，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

由于命名和寻址涉及用户域名和业务提供者域名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)管理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建立的，因此要研究管理平面和控制平面之间的结合问题。此外，控制平面和管理片面都要维护一定的网络状态信息，他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相关的内容，但业界倾向于采用CORBA技术实现域间的网络管理。

4智能光网络的关键控制协议

智能光网络的核心在于明确地提出了光传送网的控制平面，通过控制平面的方式并引入信令控制的交换能力来实现连接配置的管理，因此控制平面的信令协议对于智能光网络尤为重要；另一方面，智能光网络的真正实现还需要一系列光网络相关的配套关键技术。如可调谐激光器和光包交换等。在智能光网络中，关键控制协议部分以ITU-T、IETF目

前正在规范的通用多协议标签交换(GMPLS)协议集为主要内容，这是由GMPLS所具备的强大优势决定的，而利用GMPLS来构建可扩展的、标准统一的智能光网络控制平面将是今后网络的必然选择。

为了使智能光网络能够适应不同的分组和电路交换技术，并且能够在不同技术区域、行政管理区域和商业区域的网络之间互联互通，目前电信界各大标准化组织基本达成共识，即采用基于IP/MPLS的控制协议GMPLS来构建一个通用的智能光网络控制平面以实现光交换通道的自动建立。

MPLS作为当今数据网络领域内最有前途的网络解决方案之一，为IP更有效地传送作出了很大的贡献，因此在数据和光网络融合的趋势下，结合现有的网络技术和发展现状，将IP有关灵活控制的基本思想和相关协议引入光域并进行适当的扩展来构建新一代更灵活、更智能的光网络具有很重要的现实意义。GMPLS标准考虑了不同设备的传送能力且扩充了IP和MPLS的控制协议，使GMPLS的智能控制平面可以支持任何类型网络连接的建立。它不仅允许不同厂商的光传送网设备自动地互联互通，而且允许其他类型的设备(例如IP路由器、ATM交换机)和光网络设备互联互通。GMPLS能够很好地实现智能光网络的功能要求，提供网络互联所需的外部接口，同时GMPLS控制平面还支持多种保护和恢复能力，并且具有很好的可扩展性，为将来的网络扩容提供了便利。因此，随着光传送网逐步向智能化迈进以及智能光网络体系结构的出台，GMPLS协议集作为构建智能光网络控制平面的首选方案以实现光网络是实时智能化控制和连接的灵活动态配置将成为一种必然趋势。

5智能光网络的应用策略

智能光网络的特性体现在资源的动态配置和业务提供的自动性，其控制对象可以是传送网中各个层面的网络资源，包括光纤、波长和SDH电路等。因此。预计在未来几年内通信网将会大量采用智能光网络技术进行组网。其中，ASON代表智能光网络的主流方向。

智能光网络的应用可以从长途传输网到城域网的各种层次的传输网中，具体应用需要根据长途传输网与城域网的不同特点分别考虑，并采用不同的演进策略。对于长途传输网，由于目前多采用环网，环路较长，出现两点故障或多点故障的概率较大。因此可以通过引入智能光网络技术增强网络的生存性，同时提高光通道的调度效率。并提供差异化的长途传输服务。在长途网中引入ASON时，可以考虑“自下而上”的演进策略，也就是说先在局部网络范围内引入ASON，然后根据技术发展情况，采用UNI接口或NNI接口将多个局部ASON互连起来，最终实现在整个网络上智能光网络的部署。

根据业务状况，目前城域网对智能光网络的需求更为迫切，在大都市的城域网中尤其是在其核心层引入ASON，可能要先于长途网中部署ASON，这是因为在城域网中电路调度频繁、开通时限紧急、电路需求的不确定性很大，而智能光网络的引入能有效地应对这些问题。在城域网范围内引入ASON可以采用“自上而下”的演进策略，也就是说先在城域骨干层引入ASON，然后逐步向汇聚层和接入层延伸，最终在整个城域范围内实现智能光网络的部署。

6结束语

ASON是下一代光网络持续发展的关键。它通过引入智能特性强化控制平面，可极大地增强光传送网络的生存性、扩展性和灵活性，加快电路的配置速度，提供更高的带宽利用率、按需进行动态带宽分配、提供多种业务等级，是光传送网演进策略的重要部分。

构建新一代光传输网是通信业务发展的必然要求，是通信网络向下一代网络演进的重要部分，也必将为光通信产业再铸辉煌创造新的历史契机。