智能光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)研究

候云新

【摘要】智能光網(wǎng)絡(luò)作為現(xiàn)階段一種速率更高、支持大容量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、安全性更高的新型網(wǎng)絡(luò)體系，已經(jīng)得到越來越廣泛的普及與應(yīng)用。文章結(jié)合智能光網(wǎng)絡(luò)的特點，闡述其技術(shù)特點以及關(guān)鍵技術(shù)，并分析未來的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】智能光網(wǎng)絡(luò)ASON關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展

隨著現(xiàn)代計算機通信技術(shù)的發(fā)展與普及，社會發(fā)展對網(wǎng)絡(luò)的依賴性逐步提升，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所面對的規(guī)模性壓力當(dāng)然也隨之加大，這就需要網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在管理方式、業(yè)務(wù)開展、維護(hù)與升級等方面就行適配性調(diào)整。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在資源配置與業(yè)務(wù)開展流程上所表現(xiàn)出來的低效性依然無法滿足現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息社會的要求。一種能夠自動完成網(wǎng)絡(luò)連接的智能光網(wǎng)絡(luò)便應(yīng)用而生，智能光網(wǎng)絡(luò)是一種自動交換傳送網(wǎng)，用戶在終端輸入業(yè)務(wù)請求，光網(wǎng)絡(luò)自動選擇路由方式，并通過命令控制來實現(xiàn)業(yè)務(wù)的建立、取消等服務(wù)。隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)體制的不斷改革，智能光網(wǎng)絡(luò)將會表現(xiàn)出越來越強勁的生命力。

一、智能光網(wǎng)絡(luò)的特點

隨著光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中密集波分復(fù)用技術(shù)的普及，波長的數(shù)目也隨之不斷增加，對網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的管理和利用變得越來越重要。業(yè)務(wù)的人工操作的低效性已然不能滿足現(xiàn)代社會對網(wǎng)絡(luò)的需求。智能化和自動化開展逐漸植入到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中，通過操作軟件使網(wǎng)絡(luò)資源實現(xiàn)動態(tài)配置，現(xiàn)代光網(wǎng)絡(luò)的核心結(jié)構(gòu)由環(huán)形結(jié)構(gòu)向網(wǎng)狀形式發(fā)展，將部分過去由人工操作的業(yè)務(wù)實現(xiàn)自動管理。智能光網(wǎng)絡(luò)將將復(fù)雜的光通道路由功能和交換功能引入其中，其中智能光網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)核心為將端到端的特色波長服務(wù)嵌入到智能交換之中。智能化的光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為新一代光傳輸網(wǎng)提供技術(shù)支持，將光通信產(chǎn)業(yè)帶入了新的發(fā)展階段。現(xiàn)階段的智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用中，以ASON為主流方向，ASON技術(shù)為光傳輸網(wǎng)絡(luò)提供了極高的可拓展性，總體上其具有兩個方面的特點：（1）可由用戶實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連接、設(shè)置和刪除；（2）具有極高的網(wǎng)絡(luò)可生存性，其中控制面板是ASON最具操作優(yōu)勢的部分。

二、智能光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

1、路由選擇和波長分配技術(shù)。智能網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)有著多方面的區(qū)別，其中智能光網(wǎng)絡(luò)的突出特點表現(xiàn)在路由和波長的分配方法上。智能光網(wǎng)絡(luò)的路由功能采用基于IP的技術(shù)方法，使其實現(xiàn)光路的自動化選擇、配置，并能實現(xiàn)斷網(wǎng)的快速修復(fù)。以自動交換光網(wǎng)絡(luò)為代表，智能光網(wǎng)絡(luò)中的軟件模塊能夠?qū)崿F(xiàn)路由和波長分配功能，其模塊主要包括路由模式選擇、波長分配算法、路由分配算法、信令路由協(xié)議等，對實現(xiàn)智能光網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)功能起到極其重要的作用。新階段智能光網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備一般采用的是OXC交換機，對全網(wǎng)進(jìn)行整體規(guī)劃和系統(tǒng)管理，OXC交換機將光波長信道視為基本操作單位，在波長級別上提供端到端的服務(wù)支撐，以滿足用戶對現(xiàn)代高效業(yè)務(wù)開展的需求。智能光網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計方面的核心問題即是光通道的優(yōu)化和波長的分配方式，通過最優(yōu)化光路的選擇來科學(xué)、合理的分配波長，其中在波長和路由的分配過程中，有充分的對資源進(jìn)行整合利用，并有效的提高通信信息量。

2、傳送技術(shù)。隨著智能光網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，GMPLS/ASON等傳送技術(shù)逐漸應(yīng)用于智能光網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)之中，GMPLS等相關(guān)傳送技術(shù)能有效實現(xiàn)對多傳送層的有效控制。其中控制平面從SDH拓展延伸到WDM以及CE，這也是現(xiàn)代光網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)的發(fā)展趨勢。智能光網(wǎng)絡(luò)的控制面板，能夠有效拓展帶寬服務(wù)范圍并提高其服務(wù)的可靠性。同時，智能光網(wǎng)絡(luò)虛擬專網(wǎng)技術(shù)、帶寬點播等技術(shù)的引入，降低了網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用成本，提升了網(wǎng)絡(luò)運行的經(jīng)濟(jì)效益。就目前我國的智能光網(wǎng)絡(luò)控制面板技術(shù)而言，其各方面的支撐技術(shù)還在發(fā)展之中，服務(wù)支持方面的軟件和硬件技術(shù)尚未成熟，控制平面技術(shù)成為智能光網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)的發(fā)展的重點和難點問題之一。

3、控制平面技術(shù)。控制平面技術(shù)的主要功能包括路由功能、自動發(fā)現(xiàn)、連接控制等方面。其中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜妥詣淤Y源的搜尋為智能光網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和日常管理提供了便利性，更加有利于軟、硬件上的擴展與升級；此外，每個傳輸節(jié)點都配置控制平面，其所具有的自動化連接和路由控制功能，能夠有效的實現(xiàn)業(yè)務(wù)的自動連接和刪除功能，控制平面能夠重啟路由，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，可以有目的的避開故障點而尋找連接的重新連接，這就使得網(wǎng)絡(luò)不必預(yù)留專用的保護(hù)性帶寬，即降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，又改善了網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)境。

三、智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展趨勢

1、智能光網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)的發(fā)展。隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)種類日漸豐富，其網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)也在不斷發(fā)展。現(xiàn)代業(yè)務(wù)顆粒的逐漸加大，分組業(yè)務(wù)對帶寬的需求越來越高。Carrier Ethernet和波長分配已然成為現(xiàn)代智能光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將扮演越來越重要的地位，話語業(yè)務(wù)的適應(yīng)范圍將逐步減弱，SDH/SONNET設(shè)備將逐步的被新型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式所取代。因此，傳統(tǒng)的ASON系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)階段智能光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需求。ITU-T定義的ASON標(biāo)準(zhǔn)能夠普遍適用于SDH體系和OTN，然而現(xiàn)代智能光網(wǎng)絡(luò)所支持的GMPLS/ASON控制面板不僅僅依托于傳統(tǒng)的ASON系統(tǒng)。另一方面，大顆粒業(yè)務(wù)的傳送技術(shù)對WDM的節(jié)點輸送能力也提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。路由和波長分配功能所實現(xiàn)的自動連接和控制功能所實現(xiàn)的傳送技術(shù)同樣適用于Carrier Ethernet設(shè)備。近年來，WSS等基于MEMS的技術(shù)解決了光波長的可重配問題，ROADM（Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer）技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了質(zhì)的突破，因而，智能光網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)將進(jìn)一步發(fā)展。

2、智能光網(wǎng)絡(luò)控制平面技術(shù)的發(fā)展。智能光網(wǎng)絡(luò)所具有的控制平面功能，不僅拓展的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)范圍，也為網(wǎng)絡(luò)運行提供了更高的可靠性，同時智能光網(wǎng)絡(luò)所具備的帶寬點播功能，可以降級運營成本，從而提高了經(jīng)濟(jì)效益。但是，現(xiàn)階段的配套設(shè)置仍難以支持智能光網(wǎng)絡(luò)平面技術(shù)的全面普及，其原因在于：智能光網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計理念仍需完善，網(wǎng)絡(luò)運營內(nèi)部業(yè)務(wù)處理流程制約了新型服務(wù)業(yè)務(wù)的開展，標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程也限制了GMPLS/ASON控制平面的發(fā)展，廠家并不具備強大的OSS和其他網(wǎng)絡(luò)/業(yè)務(wù)運營支撐系統(tǒng)，使得運營商難以全面的實施智能光網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)。此外，在網(wǎng)絡(luò)工程鋪設(shè)和整體規(guī)劃上仍需要結(jié)構(gòu)上的轉(zhuǎn)變，多層LSP嵌套、標(biāo)準(zhǔn)化、大規(guī)模多廠家多域組網(wǎng)等技術(shù)難關(guān)仍是未來智能光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展所需解決的關(guān)鍵技術(shù)難題。

3、智能光網(wǎng)絡(luò)在美、日等國家的發(fā)展。與美、日等發(fā)達(dá)國家智能光網(wǎng)絡(luò)整體發(fā)展進(jìn)度來分析，我國仍存在著較大的差距。其中美、日兩國在智能光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)設(shè)計上亦存在著較大的區(qū)別，目前美國也在進(jìn)行智能光網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，對波長調(diào)正基本上都是靠O-UNI和GMPLS協(xié)議的相互配合，通過網(wǎng)絡(luò)經(jīng)路由器自動實現(xiàn)對波長的調(diào)正。美國智能光網(wǎng)絡(luò)波長調(diào)正運算工作量大，時效快，但設(shè)備間靠網(wǎng)絡(luò)控制服務(wù)器通過設(shè)定話務(wù)量進(jìn)行，配合工作量小，波長調(diào)整網(wǎng)絡(luò)顆粒比較大，側(cè)重于骨干網(wǎng)上的應(yīng)用。而日本則是通過處理邊緣路由器的用戶呼叫請求完成，靠客戶端服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)控制服務(wù)器協(xié)同，但網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)比較多，波長調(diào)整網(wǎng)絡(luò)顆粒比較小。從目前日美兩國的光控制技術(shù)發(fā)展來看，已經(jīng)和我國不斷拉開了差距，值得我國運營商和廠商關(guān)注。可以肯定，隨著光網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模越來越大，我國的光控制技術(shù)將會更加成熟。

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