淺析智能光網絡技術

李婷婷 郭瑞 王倩

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

【關鍵詞】智能光網絡；發展

隨著光通信技術的迅猛發展，新技術新產品層出不窮，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。隨著通信業務進入到一個嶄新的發展階段，光網絡技術也從以前一味追求超大容量的光組網方式，逐步轉變到構建更經濟有效的新一代光聯網上來。

1.智能光網絡的誕生和概念

智能光網絡理念的出現并不是偶然的，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思路的演進和變化。

1.1傳統光網絡面臨的挑戰

以IP為主的數據業務的指數式增長已經削弱了話音業務和專線業務的優勢，可以期望這些數據業務在未來還將以較快的速度增加，因此傳統的以環網為主的光網絡（如SDH網絡和WDM網絡）在應對這樣高速增加的業務時，會面臨一些問題和挑戰。

（1）環網的建設周期較長，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。在擴展網絡容量時，有時某些節點之間并不需要太大的容量，但是建設環網時通常要求所有相鄰節點之間都要配置相同的資源，這樣勢必造成擴容后環網某些資源的閑置。

（3）連接配置時間較長。傳統的光網絡中的連接配置和拆除都是采用集中式的網絡管理系統來進行的，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的永久連接來說還是可以忍受的。但是隨著以IP為主的數據業務的不斷增長，這樣長的連接建立時間以及這樣的連接管理系統已經不能滿足用戶新的需求，用戶需要能在較短的時間內建立連接。

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

（5）從網絡可靠性方面來講，傳統的光網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據庫。

（6）從業務連接的保護恢復機制上來考慮，以環網為主的傳統光網絡所提供的保護機制主要是環網保護，環網保護雖然能夠快速地保護受保護的連接，但這是以犧牲網絡50%的資源換得的，這些都給運營商帶來了競爭上的壓力。而基于網狀網的光網絡，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）環網保護，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恢復中斷的業務連接，而且能有效節省有限的光網絡資源。

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

2.2智能光網絡概念

在當前以IP為主的數據業務日益占據主要的發展形勢下，迫切需要一種能提供動態的連接建立的、具有基于網狀網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務的、以及能提供不同服務質量（QoS）的區分服務的新型的光網絡——智能光網絡（IntelligentOpticalNetworks）這是一種利用獨立的ASTN/ASON控制面通過各種傳送網（包括SDH或OTN）來實施自動連接管理的網絡，這種具有獨立控制面的光網絡稱為智能光傳送網，簡稱智能光網絡?！爸悄芄饩W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絡資源。

2.智能光網絡功能

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

快速和動態的連接建立能力是智能光網絡的核心功能，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。例如，為了降低新到達連接的阻塞概率，網絡系統需盡可能地利用當前最新的網絡資源信息，因此如何在連接動態變化的網絡環境下有效地分發網絡資源信息就是智能光網絡中路由分發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絡中最基本的功能之一，在智能光網絡中，由于引入了基于網狀網的保護恢復機制，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、跨環網和網狀網的保護恢復及虛擬環網保護等等，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，如按需帶寬業務、波長批發、波長出租、帶寬交易、光虛擬專用網（OVPN）等。

3.智能光網絡的發展趨勢

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

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

智能光網絡技術是構建下一代通信網絡中的核心技術之一，其創新的網絡體系結構將對通信網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。

參考文獻：

[1] 張寧 紀越峰 《智能光網絡技術及其發展》北京聯合大學學報

[2] 楊鴦 孟利民《智能光網絡的技術及其發展》中國無線電電子學 電信技術類核心期刊

[3]孫曉雅《全光通信網絡及其關鍵技術》山東商業職業技術學院學報