智能光網(wǎng)絡(luò)及其關(guān)鍵技術(shù)研究

李茂田，王小雙，王亞麗

（1.中國人民解放軍66736部隊(duì)，北京 100144；2.國防科技大學(xué)信息通信學(xué)院實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練基地，陜西 西安 710106）

1 研究背景

在我國的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代人們的生活和實(shí)際工作，特別是智能光纖和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將逐漸成為發(fā)展趨勢。智能化光網(wǎng)絡(luò)主要技術(shù)有anason、gmpls兩種模式，其中，關(guān)鍵技術(shù)是光纖路由和激光波長資源分配、傳輸控制系統(tǒng)等。在此基礎(chǔ)上，介紹了智能化的光網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)研究內(nèi)容和技術(shù)特點(diǎn)，分析了智能交換光網(wǎng)絡(luò)的一些關(guān)鍵技術(shù)，研究了智能交換光網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

2 傳統(tǒng)光纖的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概覽

2.1 傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)采用常規(guī)技術(shù)

傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有利于語音業(yè)務(wù)通信，其拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要為線性網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)。在用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)配置管理過程中，需要經(jīng)常對用戶業(yè)務(wù)運(yùn)行路徑數(shù)據(jù)進(jìn)行多個循環(huán)和多次點(diǎn)擊的配置，給實(shí)時網(wǎng)絡(luò)管理工作帶來一定的困難，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的變化不能及時準(zhǔn)確納入到用戶網(wǎng)絡(luò)帶寬管理中，傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡(luò)管理無法及時實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)帶寬的充分管理應(yīng)用。在新歷史時期的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性越來越強(qiáng)，使得網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)安全風(fēng)險的保護(hù)配置越來越多，通過人工網(wǎng)絡(luò)操作可以完成對各個開放業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)風(fēng)險應(yīng)用。

2.2 商業(yè)模式的重大改變

在現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，對提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)帶寬的迫切需求不斷增加，數(shù)據(jù)帶寬流量分配具有巨大不確定性和具有不可持續(xù)預(yù)測性的兩大特點(diǎn)，人們迫切希望能夠?qū)崿F(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)帶寬的動態(tài)分配。而傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有一定的技術(shù)局限性，給后期的系統(tǒng)維護(hù)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理帶來一定的困難，不能完全滿足我國經(jīng)濟(jì)社會日益增長的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)發(fā)展需求。

3 智能化的光路由網(wǎng)絡(luò)三大關(guān)鍵技術(shù)

3.1 路由和根據(jù)波長進(jìn)行分配系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

智能光路由網(wǎng)絡(luò)與其他傳統(tǒng)光路由網(wǎng)絡(luò)技術(shù)存在較大技術(shù)差異，傳統(tǒng)的光路由和根據(jù)波長進(jìn)行分配技術(shù)面臨諸多技術(shù)問題。而這種智能化的光路由網(wǎng)絡(luò)主要技術(shù)是在IP光路智能路由和控制算法的技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)的，可以輕松實(shí)現(xiàn)智能光路的自動布線配置、路由選擇和快速數(shù)據(jù)恢復(fù)。關(guān)鍵技術(shù)模塊分別是激光路由選擇方式、路由及激光波長能量分配控制算法，信令集和路由選擇協(xié)議，使它的智能化激光廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)功能得到充分發(fā)揮。此外，智能化激光廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的激光波長能量分配和路由選擇等也是設(shè)計(jì)下一代高速激光廣域網(wǎng)的最佳技術(shù)選擇。固定最短路由在整個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，?yīng)用最短路由算法也就是將每個源連接主機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的路由固定到預(yù)先進(jìn)行計(jì)算的每個連接主機(jī)節(jié)點(diǎn)。在一個連接器的請求不能到達(dá)的特殊情況下，預(yù)先設(shè)定計(jì)算的連接路由方式是通過連接器的請求為它分配一個波長，并為它建立一個連接。在用于使用自動路由預(yù)測算法進(jìn)行尋找實(shí)時路由的計(jì)算過程中，可以通過應(yīng)用自動實(shí)時路由計(jì)算和自動預(yù)測路由方法，在用于建立自由路徑的計(jì)算過程中，應(yīng)根據(jù)電路相應(yīng)的信號優(yōu)化比較目標(biāo)對每條總線路由信號進(jìn)行優(yōu)化比較。

3.2 傳輸技術(shù)

在網(wǎng)絡(luò)智能化與光纖和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)不斷飛速發(fā)展的巨大背景下，開發(fā)了如GMPLS/ASON等系統(tǒng)傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對傳輸系統(tǒng)層面的有效自動控制，使網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)平面?zhèn)鬏攲?shí)現(xiàn)了從SDH到CE、WDM的有效控制擴(kuò)展，將逐漸成為系統(tǒng)傳輸技術(shù)的主要發(fā)展趨勢。和諧的網(wǎng)絡(luò)控制管理與系統(tǒng)傳輸技術(shù)硬件系統(tǒng)技術(shù)的主要發(fā)展趨勢是必然同步的，但與新興的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)平面?zhèn)鬏敿夹g(shù)發(fā)展相比，仍然是處于初級技術(shù)發(fā)展的新階段。此外，智能化和光傳輸網(wǎng)絡(luò)中系統(tǒng)傳輸技術(shù)網(wǎng)絡(luò)控制管理和系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)發(fā)展還不夠成熟，這也將使得網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)平面?zhèn)鬏敿夹g(shù)逐漸發(fā)展成為網(wǎng)絡(luò)智能化和光傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸技術(shù)的重要組成內(nèi)容。

3.3 控制系統(tǒng)平面獨(dú)立技術(shù)

每個節(jié)點(diǎn)具有獨(dú)立控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)，傳輸業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)間都可以在網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)路由相互控制的基礎(chǔ)上獨(dú)立進(jìn)行建立。控制中心的光纖路由設(shè)備可以在發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時重新連接，使光纖網(wǎng)絡(luò)為各類型業(yè)務(wù)預(yù)留專用線路，保護(hù)網(wǎng)絡(luò)帶寬。此外，為了滿足不同類型業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)可靠性性能，光纖的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)產(chǎn)品可以同時提供多種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)保護(hù)模式，集成數(shù)據(jù)保護(hù)和業(yè)務(wù)恢復(fù)，合理化的選擇業(yè)務(wù)保護(hù)和集成恢復(fù)模式。例如，SDH/SONET和GMPLS/ASON組合后所形成的光纖傳輸平面的主要一個組成部分是一個SDH/SONET光纖設(shè)備，大大提高了光纖網(wǎng)絡(luò)的傳輸可靠性。

4 智能通信光纖與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的未來發(fā)展趨勢現(xiàn)狀

為了充分滿足社會IP業(yè)務(wù)的實(shí)際發(fā)展需求，光數(shù)據(jù)傳輸光纖網(wǎng)絡(luò)逐漸向一種支持網(wǎng)絡(luò)帶寬流量動態(tài)靈活合理分配的新型智能自動光傳輸網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展，使自動無線交換機(jī)和光纖的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它主要通過信令鏈路來自動控制光數(shù)據(jù)傳輸器的網(wǎng)絡(luò)和其中的數(shù)據(jù)傳輸、交換和數(shù)據(jù)連接各個鏈路。它不僅具有較高的網(wǎng)絡(luò)智能性，是我國下一代智能光電子網(wǎng)絡(luò)的主要研究和技術(shù)發(fā)展方向。

5 結(jié)束語

為了滿足國內(nèi)市場的快速發(fā)展和新需求，ASON等新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。該通信技術(shù)有效地改善了光與電傳輸通信網(wǎng)絡(luò)的物理系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)功能。但現(xiàn)在智能光絡(luò)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)發(fā)展非常迅速，ASON需要國家發(fā)揮智能光網(wǎng)絡(luò)的引導(dǎo)作用，為促進(jìn)智能光電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步深入發(fā)展應(yīng)用提供技術(shù)保障。