淺析智能光網(wǎng)絡技術

李婷婷 郭瑞 王倩

【摘 要】近年來，智能光網(wǎng)絡技術飛速發(fā)展，是目前最為流行的網(wǎng)絡系統(tǒng)。本文介紹了智能網(wǎng)絡通信及其功能，并對其發(fā)展趨勢和存在問題進行了分析和討論。

【關鍵詞】智能光網(wǎng)絡；發(fā)展

隨著光通信技術的迅猛發(fā)展，新技術新產(chǎn)品層出不窮，迄今為止，光纖通信技術是傳輸量最大，傳輸速度最快的通信傳輸方式。隨著通信業(yè)務進入到一個嶄新的發(fā)展階段，光網(wǎng)絡技術也從以前一味追求超大容量的光組網(wǎng)方式，逐步轉變到構建更經(jīng)濟有效的新一代光聯(lián)網(wǎng)上來。

1.智能光網(wǎng)絡的誕生和概念

智能光網(wǎng)絡理念的出現(xiàn)并不是偶然的，是多方面因素共同作用的結果。該技術的提出和演進也正代表了這幾年光組網(wǎng)思路的演進和變化。

1.1傳統(tǒng)光網(wǎng)絡面臨的挑戰(zhàn)

以IP為主的數(shù)據(jù)業(yè)務的指數(shù)式增長已經(jīng)削弱了話音業(yè)務和專線業(yè)務的優(yōu)勢，可以期望這些數(shù)據(jù)業(yè)務在未來還將以較快的速度增加，因此傳統(tǒng)的以環(huán)網(wǎng)為主的光網(wǎng)絡（如SDH網(wǎng)絡和WDM網(wǎng)絡）在應對這樣高速增加的業(yè)務時，會面臨一些問題和挑戰(zhàn)。

（1）環(huán)網(wǎng)的建設周期較長，使得在競爭激烈的市場上往往失去最好的投資機會。

（2）可擴展性問題。在擴展網(wǎng)絡容量時，有時某些節(jié)點之間并不需要太大的容量，但是建設環(huán)網(wǎng)時通常要求所有相鄰節(jié)點之間都要配置相同的資源，這樣勢必造成擴容后環(huán)網(wǎng)某些資源的閑置。

（3）連接配置時間較長。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡中的連接配置和拆除都是采用集中式的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)來進行的，連接建立時間相對都比較長，一般需要幾天到幾個月的時間，這種連接建立時間對于不需要頻繁更改連接狀態(tài)的永久連接來說還是可以忍受的。但是隨著以IP為主的數(shù)據(jù)業(yè)務的不斷增長，這樣長的連接建立時間以及這樣的連接管理系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足用戶新的需求，用戶需要能在較短的時間內(nèi)建立連接。

（4）業(yè)務的服務質量（QoS）單一。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡為用戶提供多種QoS服務的能力是有限的，以環(huán)網(wǎng)為主的SDH網(wǎng)絡和WDM網(wǎng)絡可以為建立的連接提供少數(shù)幾種保護措施，如1+l或1：1保護等，但是缺少更多的不同的QoS服務。

（5）從網(wǎng)絡可靠性方面來講，傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡中的控制和管理方式一般都是集中式的，其中存在一個中央數(shù)據(jù)庫。

（6）從業(yè)務連接的保護恢復機制上來考慮，以環(huán)網(wǎng)為主的傳統(tǒng)光網(wǎng)絡所提供的保護機制主要是環(huán)網(wǎng)保護，環(huán)網(wǎng)保護雖然能夠快速地保護受保護的連接，但這是以犧牲網(wǎng)絡50%的資源換得的，這些都給運營商帶來了競爭上的壓力。而基于網(wǎng)狀網(wǎng)的光網(wǎng)絡，不僅可提供各種不同的保護措施，如1+1、1：1和n：m鏈路或通道保護，以及（虛）環(huán)網(wǎng)保護，而且還可提供靈活的恢復機制，如基于共享風險鏈路組的通道共享恢復等。這些恢復機制不僅能在較短時間內(nèi)恢復中斷的業(yè)務連接，而且能有效節(jié)省有限的光網(wǎng)絡資源。

（7）從應用方面來說，以前傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡主要應用領域是骨干網(wǎng)，但隨著視頻點播（VOD）等需要較大帶寬的業(yè)務發(fā)展，用戶對帶寬的需求也變得比以往任何時候都強烈。

2.2智能光網(wǎng)絡概念

在當前以IP為主的數(shù)據(jù)業(yè)務日益占據(jù)主要的發(fā)展形勢下，迫切需要一種能提供動態(tài)的連接建立的、具有基于網(wǎng)狀網(wǎng)的保護和恢復功能的、具有更強的抗毀能力的、并能為用戶提供不同帶寬和不同類型業(yè)務的、以及能提供不同服務質量（QoS）的區(qū)分服務的新型的光網(wǎng)絡——智能光網(wǎng)絡（IntelligentOpticalNetworks）這是一種利用獨立的ASTN/ASON控制面通過各種傳送網(wǎng)（包括SDH或OTN）來實施自動連接管理的網(wǎng)絡，這種具有獨立控制面的光網(wǎng)絡稱為智能光傳送網(wǎng)，簡稱智能光網(wǎng)絡?！爸悄芄饩W(wǎng)絡”技術的重要任務就是定義一個通用標準的控制面來高效的控制網(wǎng)絡資源。

2.智能光網(wǎng)絡功能

簡單來說，智能光網(wǎng)絡就是符合上述要求的下一代光網(wǎng)絡，具有自動發(fā)現(xiàn)功能，包括能夠自動地發(fā)現(xiàn)業(yè)務、拓撲、資源的變化；具有強大的計算功能，能夠根據(jù)網(wǎng)絡環(huán)境的這些變化，進行計算、分析、推理和判斷，根據(jù)資源有效配置這一原則最終做出決定；具有快速的動態(tài)的連接建立能力，并能為需要的業(yè)務提供保護和恢復功能；能夠提供不同類型的、不同優(yōu)先級的服務等。

快速和動態(tài)的連接建立能力是智能光網(wǎng)絡的核心功能，其他功能都服務于這個核心功能，同時也對其他功能模塊提出了挑戰(zhàn)。例如，為了降低新到達連接的阻塞概率，網(wǎng)絡系統(tǒng)需盡可能地利用當前最新的網(wǎng)絡資源信息，因此如何在連接動態(tài)變化的網(wǎng)絡環(huán)境下有效地分發(fā)網(wǎng)絡資源信息就是智能光網(wǎng)絡中路由分發(fā)模塊必須解決的問題之一。此外在建立連接時，如何快速地在相關的鏈路上預留資源，并盡可能少地減小來自不同連接對相同鏈路上的資源的競爭，從而避免不必要的沖突所帶來的連接的重新建立也是智能光網(wǎng)絡中的信令模塊需要解決的問題之一。

保護和恢復功能是智能光網(wǎng)絡中最基本的功能之一，在智能光網(wǎng)絡中，由于引入了基于網(wǎng)狀網(wǎng)的保護恢復機制，所以能采用更加靈活的方式來保護和恢復中斷的業(yè)務。如基于共享風險鏈路組（SRLG）的通道共享保護、在其基礎上加以改進的分段通道共享保護、跨環(huán)網(wǎng)和網(wǎng)狀網(wǎng)的保護恢復及虛擬環(huán)網(wǎng)保護等等，這些保護恢復機制不僅具有更大的靈活性，而且具有更有效的資源使用率。

智能光網(wǎng)絡另一個重要的特征是能夠為用戶提供更新型、更多帶寬的服務，如按需帶寬業(yè)務、波長批發(fā)、波長出租、帶寬交易、光虛擬專用網(wǎng)（OVPN）等。

3.智能光網(wǎng)絡的發(fā)展趨勢

未來光通信網(wǎng)絡發(fā)展的主要趨勢為：組網(wǎng)方式開始從簡單的點到點傳輸向光層聯(lián)網(wǎng)方式前進，改進組網(wǎng)效率和靈活性；光聯(lián)網(wǎng)將從靜態(tài)聯(lián)網(wǎng)開始向智能化、動態(tài)聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展，改進 網(wǎng)絡響應和生存性是未來發(fā)展的一項主要任務；智能網(wǎng)絡對于運營商在競爭中推出與眾不同的服務，以及節(jié)省運營開支起著至關重要的作用。

對于全光網(wǎng)絡的發(fā)展來說，目前還存在一些技術挑戰(zhàn)，如光網(wǎng)絡的網(wǎng)絡管理、網(wǎng)絡的互聯(lián)和互操作、光性能的監(jiān)視和測試等。網(wǎng)絡管理除了基本的功能外，核心光網(wǎng)絡的網(wǎng)絡管理還應包括光層波長路由管理、端到端性能監(jiān)控、保護與恢復、疏導和資源分配策略管理等功能。目前這方面的協(xié)議GMPLS已經(jīng)由IETF工作組提出并逐步走向完善。

智能光網(wǎng)絡技術是構建下一代通信網(wǎng)絡中的核心技術之一，其創(chuàng)新的網(wǎng)絡體系結構將對通信網(wǎng)絡技術帶來深遠的積極影響，也為我們描繪了一個美好的未來。

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