智能光网络的演进

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一、多业务和智能化是光网络发展的必然趋势

随着3G、SAN、数字电视等宽带数据业务和专线出租业务的高速增长，对网络带宽的需求不仅变得越来越大，而且由于数据业务量本身的不确定性和不可预见性，对网络带宽的动态分配要求也越来越迫切。此外，考虑到利润回报因素，运营商希望能够降低运营成本，提供增值业务。

多业务平台MSTP的出现满足了多业务的接入和传输，DWDM在传输距离和波长复用方面的进展很大程度地缓解了带宽的紧张局面。但是，如何解决多业务的快速、动态、SLA分级传送管理？为了解决这些问题，网络智能化成为光网络发展的必然结果。

如图1所示，智能特性的引入，可在以下几个方面为光网络带来益处：

※  网络结构：支持MESH组网，可实现网络的无极扩展，支持多业务等级；

※  业务提供：具有自动发现和存量管理功能，电路的自动配置可缩短业务的提供时间，动态带宽分配可大幅提高资源的利用率；

※  业务平台：可快速响应新增业务，具有增值能力；

※  信令互通：可实现不同厂商的互通，不同网络的互通.



                                                       图1  多业务和智能化的光网络

二、智能光网络的标准和体系结构

如图2所示，智能光网络的应用规模与标准化的程度密切相关。ITU-T、IETF、OIF等标准组织都在积极地推动着智能光网络的标准化进程。ITU-T定义了ASON的基本结构和需求，GMPLS已成为ITU-T的主流标准；IETF定义了满足ASON基本结构和需求的协议GMPLS，对信令、链路管理、路由以及SDH/SONET支持做了规定；OIF则致力于推动不同厂商设备间的互操作性，关注系列接口如UNI、E-NNI的标准化，目前UNI1.0/2.0已经发布，外部网络间接口E-NNI尚未形成标准。



图2  标准组织对智能光网络标准化进程的推动

如图3所示，智能光网络最基本的特征是在传统的传送平面和管理平面的基础上，增加了独立的控制平面，用于支持各种控制操作诸如恢复/保护、快速配置、快速加入和去除网元等，控制平面是智能光网络区别于一般光网络的独特之处。





图3  智能光网络的体系结构

三、智能光网络的演进

1、网络设备的演进

如图4所示，光网络从PDH发展到SDH迈出了传输网络在组网能力、安全性和标准化等方面的一大步。传统的SDH以TDM传输和网络管理为主，基本设备形态为ADM和MADM；MSTP的出现、WDM的广泛运用将光网络的传送能力推向一个又一个高峰，建立一个统一的业务承载网已经离我们越来越近，伴随着GFP、VCAT、LCAS等面向数据的标准在MSTP的成熟应用，MSTP已经成为当前光网络建设的首选。另外，随着数据业务的发展，在快速、高效、动态的特性面前，传输网络的控制管理能力始终是其发展的软肋。智能光网络的出现使得我们可以建立一套最大自动化的传输网络，从而降低网络的运营成本。从智能光网络的发展来看，大容量智能光网络如华为的OSN9500已经是现实的产品级别的系统。可以预见，在未来的几年，智能光网络的应用将是一个不可逆转的趋势。



图4  光网络设备形态的演进

2、网络形态的演进

传统城域网的网络形态以链型和环形组网为主，MESH网络因组网形态复杂，组网设备昂贵等缺点而长期未受到重视。但是，随着宽带数据业务的快速增长，线路容量提升的结果，使节点（交叉）与线路（光接口＋光放）费用比例降低，MESH网络具有的容量利用率高的特点更有利于节省组网成本。另外，在引入分布式控制平面后，可以实现分布的MESH恢复，减少了业务恢复时间；且从投资回报率的角度来看，随着电信市场的下滑，运营商将更加关注运营成本。

如图5所示，在智能光网络阶段，网络设备首先应具备MESH组网能力，MESH网络提供的路径恢复和链路保护两种保护方式，使得网络的生存性与安全性得到提高。



图5  MESH网络的组网和保护

3、ASON网络的演进

如图6所示，ASON技术将首先应用于长途传送网与城域骨干传送网，随着网络和业务调度及管理需要，逐步向城域汇聚和接入网络层面演进，最终实现全网智能化。

目前的长途传送网大多采用环网，环路较长，出现两点故障或多点故障的概率较大，建议引入ASON技术来增强网络的生存性，同时提高端到端的调度能力，提供差异化长途传送服务。在长途传送网的建设思路上，ASON网络是一个单域子网，不太可能会有多个子网，引入子网的目的主要是在于网络中不能含太多节点，二是由于厂家的原因，三是因为不同运营商的原因，建设长途ASON网络时，网络节点一般不会太多，而运营商肯定是各自建网，且不太可能选用不同厂家的设备去构建骨干ASON网络。

城域传送网具有网内电路调度频繁、开通时间要求较高、数据业务动态性等特点，是目前网络建设的重点，在客观上存在引入ASON的需求。在城域演进策略方面，可在城域骨干层引入ASON，然后逐步向汇聚层和接入层延伸，最终实现端到端的ASON网络



图6  智能光网络的演进步骤



当然，在引入ASON的同时，还必须解决下面的问题：

※  如何与传统光网络实现端到端的配置：现有网络存在着大量的传统光传输设备，在新的智能光网络设备引入后必须实现与传统网络的无缝融合，才能在有效保护既有投资的前提下逐步向ASON演进。为了更好地实现端到端快速业务配置，如果分属不同厂家智能与非智能子域网络，一种较为现实的方法是将ASON网络与传统网络的网管通过UNI标准接口对接，这就要求对传统的网管进行升级，支持标准的UNI接口。如果两者为同一厂家的智能与非智能子域网络，则可通过集中网管来实现管理或借助智能代理方式。

※  网络的稳定性与安全性：网络的安全性与稳定性并不依赖于控制软件，而是对智能光网络提出的一个要求，即控制平面出现故障后不能影响传送平面的业务，而仅仅会影响到保护和恢复机制。在ASON部署初期的较长时期，要求设备具备这样的能力，传统的静态配置业务与ASON建立的动态业务能够共存，适应ASON网络的平滑演进。在分布式网络，并发操作容易导致资源的同步与抢占问题，因此必须建立一套有效的资源竞争协调机制。

四、华为OSN智能光网络演进

如图7所示，华为OSN系列产品面向智能光网络设计，全面兼容未来业务的发展，该系列产品包括智能光交换设备OSN9500、智能MSTP设备OSN3500/2500/1500。



图7  OSN产品系统结构

如图8所示，OSN系列与传统的MSTP设备Metro5000/3000/1000可以实现统一的业务互动和网络管理。一种现实的方案是基于NMS集成，将OSN产品组成的智能子域与MSTP组成的非智能子域按NMS的单域集中路由处理，NMS维护全网路由信息，对端到端的业务进行集中路由处理，智能子域可以施加MESH保护和恢复机制。

骨干层关注业务疏导和网络安全，可率先在骨干层引入智能光网络特性。随着业务多样化和融合的传输需求，边缘层关注多业务承载和带宽效率，因此边缘层首先需解决多业务的连接性问题，其次采用MPLS实现数据业务的动态传输，叠加智能平台，实现多业务的动态传输和带宽资源的有效利用，最终通过UNI接口实现客户与网络互动