本篇文章4781字，读完约12分钟

首先，智能光网络的产生

随着it泡沫的破灭，企业和科研机构在争夺最耀眼的光传输网络技术wdm技术的热潮中逐渐消退，人们开始冷静思考光网络的下一个技术趋势。

目前广泛使用的传输网络是由sdh和wdm网元背靠背组成的光电混合网络。此外，在点对点dwdm系统的基础上，由于使用了可重构的光网络节点，如光交叉连接器(oxc)和光分插复用器(oadm)，网络模式的灵活性得到了极大的提高。在这种波分复用光网络的基础上，人们提出了OTN(OTN光传输网)的概念。

然而，除了当前光传输网络的缺点，如交叉数字级别低、带宽利用率低、网络各层功能重叠、网络中预留容量过大外，由于固定的光链路连接方式，高速带宽的分配基本上是静态的，网络最大的不足是缺乏实时服务提供能力。这些静态光链路通常是人工配置的，网络智能主要集中在电子层，而光传输层被认为是一些不灵活的“哑”管。在这种传统模式下，电子层和光层的互连明显低效、复杂且容易出错，这限制了网络的灵活性、可靠性和可扩展性。

在市场和网络建设的推动下，1998年，以美国sycamore公司为代表的一批创业型小公司率先提出了智能光网络(ion)的概念，将atm和ip路由功能引入光网络，使得基于wdm的光层组网技术和基于ip的网络智能技术迅速发展和结合。自动交换光网络(ASON)——在信令网控制下的光传输网络中，形成了具有连接/断开、交换和传输链路等一系列功能的新一代光网络。可以看出，自动交换光网络是一种光传输网络+智能，它是从光传输网络的光层网络演化而来的。其重点是将潜在的光网络发展成为一个经济有效的智能网络，能够以高度自治的方式满足业务需求，并能在光层直接为整个网络提供端到端服务。

智能光网络以软件为核心，其优势集中在网络应用的动态性、灵活性、高效性和智能化方面。它的出现使光网络从传统的“管道网络”演变为“服务网络”。一方面，这种演变不是放弃以前建立的网络，而是无缝集成的创新过程，这在很大程度上保护了用户的原始投资。随着密集波分复用技术的广泛应用和波长数量的不断增加，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，电信运营商可以直接提供/取消各种特殊服务(如可用性、延迟、抖动、吞吐量、约定信息速率cir、超额信息速率eir、误码率/丢包率、服务水平等)。)根据与用户达成的服务水平协议，随时随地快速满足用户的需求，这将有助于他们增加收入，增强竞争力。由此可见，智能光网络可以提供多样化和个性化的服务，这将在提高网络效率、提供新的业务手段和解决网络传输安全问题等诸多方面吸引运营商。

2.智能光网络的层次结构及研究进展

智能光网络采用如图1所示的分层结构。这里，从构成智能光网络astn/ason的三个逻辑平面，即传输平面(tp)、控制平面(cp)和管理平面(mp)的角度来讨论光网络的智能。

1。传输平面

传输平面由作为交换实体的传输网元(NEs)组成，主要完成连接/断开、交换(路由)和传输功能，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输，同时传输一些控制和网络管理信息。目前，传输网络中的智能只集中在统一的网络管理上，而构成传输网络主体的网元只是一些被动的调度单元。与此不同，自动交换光网络的传输平面高度智能化，这主要体现在智能网元光节点上。目前的研究趋势是这些网元是具有oxc结构和mpls信令功能的波长路由器。该网络元件结合了第3层ip路由和第1层光交换功能，可以将路由功能和转发功能分开。

目前，ciena、sycamore和tellium等公司已经推出了基于传统asic技术的电子交换核心oxc。这种oxc的显著优点是它可以处理小于波长粒度的带宽单元，这适合当前的市场需求，并且比由全光交换技术组成的oxc更容易管理。然而，由于波分复用技术将在当前和未来的电信网络中广泛应用，电子交换核心很难应对波长带宽的爆炸式增长。目前，asic技术水平最多只能支持512×512端口的电子交换核心，但潜在市场至少需要两倍于此的容量。如果采用全光交换，可以减少网络中的光-电-光转换，节省大量投资。透明的光交换使用户在将来更容易升级到更高的传输速率。

oxc和oadm等可重构光网络节点的成功发展，使网络提供商实现了带宽的动态分配。其次，流量工程和基于约束的路由技术在ip路由器、atm交换机和其他设备中得到了加强，使这些设备能够动态调整带宽。传统光网络引入智能控制和管理信令，使光网络智能化和自动化。这些网络技术的进步让我们隐约看到了光网络节点动态带宽分配的曙光。

2.制导机

智能光网络的关键是引入一个与现有传输网络相比的控制平面。astn/ason智能光网络中的呼叫控制和连接控制功能由控制平面完成。控制平面由信令网络支持，并由各种功能组件组成，包括一组通信实体和控制单元(occ)以及相应的接口。这些功能组件主要用于调用传输网络的资源，以提供与建立、维护和移除连接(释放网络资源)相关的功能。这些功能中最重要的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和上层用户之间、控制平面中的功能实体之间以及控制平面、传输平面和管理平面之间的连接。控制平面涉及五种接口，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(NMI-A)。

控制平面的核心功能是连接控制功能，这实际上是控制平面对传输平面的智能操作。完成光网络连接有三种方法:

(1)分配模式:在这种模式下，用户网络通过用户网络接口(uni)直接请求管理平面，并通过网络管理系统或手动方式在端到端连接信道上配置每个网元。网络管理系统实现连接时，需要使用接入网的数据库，由管理平面计算路由，找出最合适的路由并分配波长，然后将连接建立消息直接发送到传输平面，实现各个网元的连接。这种连接也称为硬永久连接(pc)，因为连接建立后的服务时间相对较长，并且连接状态不会频繁改变。这种连接模式与控制平面无关。目前，传输网络采用这种交叉连接方式，其特点是静态。

(2)信令模式:在该模式的连接过程中，通信终端系统(或连接端点)向控制平面发起请求命令，然后控制平面通过信令和协议控制传输平面建立端到端电路连接。这种模式类似于pstn中基于交换的动态连接模式，因此也称为交换连接模式(sc)。该方法是实现光网络智能化的重要手段。

(3)混合模式:这种连接模式介于上述两种模式之间，即在网络边缘，网络提供商提供永久连接，这是通过管理平面实现的；交换连接是在网络边缘的永久连接之间提供的，它由控制平面实现，即由网络生成的信令和路由协议实现，并取决于nni的定义。由于uni没有在这个连接中定义，它也被称为软永久连接(spc)。

这三种连接模式之间最重要的区别是谁将发起连接建立请求。分配模式下的连接建立请求由网络运营商发起，信令模式下的连接建立请求由终端用户发起。此时，有必要通过uni支持第三方信令。此外，在三种模式中，只有sc和spc与信令和路由相关。

与智能光网络控制平面相关的关键技术包括:网络拓扑和资源的自动发现、智能光路由和波长分配(rwa)算法、不同业务的接入和集成技术、光管理信息的编码和分发、网络生存策略和自动保护恢复等。

在上述关键技术中，就astn/as0n的路由和信令而言，各种现有的路由和信令协议可以作为基础。目前，业界倾向于修改和扩展ip路由协议(如0spf和is-is)以实现拓扑发现，而mpls信令协议(cr-ldp和rsvp)则倾向于修改和扩展以完成自动连接分配。但是，特定的路由算法可能没有标准化。

在智能光网络的发展过程中，国际标准组织和准标准组织，如itu-t、oif、ietf和odsi，都根据自己的一套结构原则和要求开发了相应的astn/ason控制平面机制。其中，itu-t倾向于采用客户/服务器模式，允许光层和客户层独立发展，光层的发展不受ip层发展速度的限制；Ietf采用对等模型，允许路由器直接访问光网络拓扑信息，直接控制光网络完成自动连接建立。其优点是可以利用现有信令协议的扩展和修改来开发uni接口；Oif关注uni和nni的具体实施。应当注意，当前标准主要考虑规范的一般要求，并不特别倾向于采用某个协议。

在我国智能光网络的研究工作中，主要是基于itu-t的相关建议，同时考虑了ietf和oif的相关文件。关于astn/ason控制平面的研究进展，就itu-t而言，研究工作主要集中在astn/ason路由的结构和要求、自动拓扑发现、呼叫和连接管理以及其他推荐规范。G.7715，astn/ason路由结构和要求的建议，定义了在astn/ason网络中建立sc和spc连接路由功能的结构和要求，其主要内容包括astn/ason路由结构、路由选择、路由属性等。本提案的目的是提供一种协议无关的方法来描述astn/ason的路由技术，但具体的路由协议需要进一步研究。关于自动拓扑发现的建议包括g.dcm、g.ndisc和g . sdisc。g . dcm代表分布式连接管理(DCM)。该方案主要涉及信令，如属性规范、消息堆栈、接口要求、dcm状态图和互通功能。G.ndisc和g.sdisc分别代表自动邻居发现(ndisc)和自动服务发现(sdisc)，旨在帮助管理和路由网络资源。自动邻居发现协议是为了解决光网络中新节点的自动发现和处理问题，而自动服务发现是为了解决新发现节点的服务功能的确定问题。目前，具体实施协议没有实质性内容。呼叫和连接是两个不可分割的概念。如何管理呼叫和连接是astn/ason控制平面需要解决的一个基本问题，因为光网络的智能化就是使光传输网络具有按需提供连接的功能。itu-t对这个问题的研究结果是提出了一个关于呼叫和连接管理的建议，即g.sig方案，该方案详细讨论了域内和域间的信令问题，并提出了一个可能的解决方案，将g.sig方案映射到具体的应用协议中。Itu-t同时接受三种特定的信令协议，即受限路由标签分配协议(CR-LDP)、资源预留协议(rsvp)和专用网络节点接口(pnni)。

综上所述，信令、路由和资源发现是实现具有交换功能的智能光网络的三个关键技术要素，这三个方面的研究工作可以说是实现智能光网络的重点和难点。一旦这些问题得到解决，智能光网络的进程将向前迈出关键的一步。

3.管理平面

管理平面管理控制平面和传输平面，不仅管理光传输网络和网元设备，还实现网络操作系统和网元之间更高效的通信功能。管理平面的主要功能是建立、确认和监控光通道，并在必要时保护和恢复它们。由于astn/ason在传统光网络的基础上增加了一个强大的控制平面，给智能光网络的管理带来了一些新的问题，主要集中在以下三个方面:

(1)路径管理功能

该功能要求为了在多运营商环境中完成网络管理功能，路径建立控制结构必须统一标准化，即控制平面的相同管理域(ad)中的光路建立和不同管理域之间的光路建立应该统一标准化。

(2)命名和寻址

由于命名和寻址涉及用户域名和服务提供商域名之间以及层网络名称之间的转换和转换，在自动交换光网络环境中，命名和寻址的要求主要包括名称独立性和名称唯一性。

(3)网络管理平面和控制平面之间的协调

由于自动交换光网络的三种连接类型是由网络管理系统、动态信令系统和协作建立的，因此有必要研究网络管理平面和控制平面的结合。另外，控制平面和管理平面都应该维护一定的网络状态信息，如何协调和合作也是一个重要的研究课题。

目前，itu-t等组织尚未给出任何与网络管理相关的内容，但业界倾向于采用corba技术来实现域间网络管理方案。

摘录自中国电信网站