智能光網絡的接口技術

2023-06-04 14:29:26

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1 智能光網絡及其基本結構

這為服務提供商帶來廣闊的市場和新的利潤增長點，但同時，也對傳送網絡提出了更高的要求。新業務的不可預測性使得靜態的網絡資源配置方式無法與動態的業務分布模式相適應;另一方面，密集波分復用( DWDM)的發展，使傳輸容量極大地提高。在這種情況下，光網絡的管理與控制若仍然采用傳統模式，就不能及時提供各類業務所需的帶寬。一種能夠自動完成網絡連接的新型網絡概念——智能的自動交換傳送網(ASTN)應運而生[1]。這是一種利用獨立的控制平面來實施動態配置連接管理的網絡。其中專門以光傳送網(OTN)為基礎的ASTN又稱為自動交換光網絡(ASON)，是開發ASTN的主要方向。歷史上，傳送網只涉及客戶層信號的傳送、復用、交叉連接、監控和生存性處理，通常不含交換，只具備較低的功能。因此，在傳統的傳送網中引入動態交換的概念不僅是幾十年來傳送網概念上的重大歷史性突破，也是傳送網技術的一次重要突破，使傳送網具備了自動選路和管理的更高智能。而且，這類新型網絡的一個重要特點是支持多種客戶信號，因此是與客戶和技術獨立的網絡。

ASON主要由3個獨立的平面組成，分別是傳送平面、控制平面和管理平面。

ASON節點設備傳送平面主要完成的功能包括信號傳輸、交叉連接、業務上下路、業務疏導、業務級聯、性能監測和故障管理、保護和恢復等。

控制平面是ASON體現特點，區別于傳統光網絡的主要標志，其基本功能包括提供呼叫控制、呼叫許可控制、連接管理、連接控制、連接許可控制，支持UNI/NNI接口及與其他網絡互連，支持與網管系統的聯系，支持多域環境中的連接管理，支持動態帶寬分配，支持多種連接方式，支持呼叫控制和連接控制的分離等。

ASON的管理平面包括對傳送平面的管理和控制平面的管理。

對傳送平面的管理比較接近傳統的光網絡管理系統功能，其主要內容包括網元層的設備管理和部分連接管理。基本管理功能包括：硬件配置管理、設備故障管理、設備性能管理、業務管理(主要是對業務匯聚和業務梳理功能的管理)、設備告警管理、基本安全管理、地址配置管理、對數據通信網(DCN)的管理等、計費管理等。

對控制平面的管理功能主要包括：連接管理、拓撲管理、策略管理、實體配置管理、業務管理、故障告警管理、安全管理等等。

2 智能光網絡的接口技術

接口技術在ASON網絡中非常重要。接口技術把用戶和網絡、網絡節點、各個平面都有機地連接在一起。在智能光網絡中要實現的接口主要包括UNI、NNI(包括I-NNI和E-NNI)、CCI、NMI-A、NMI-T幾種。

2.1用戶網絡接口

UNI指的是核心光網絡和它的客戶設備(邊緣電設備)之間的光接口，通過這個接口，可以實現光網絡和電設備的連通，電設備可以動態地獲取、撤銷、修改具有一定特性的光帶寬資源。光網絡的透明性帶來了光網絡業務的多樣性，這導致了光網絡接口類型的多樣性，但總的來說，光網絡的接口技術包括以下3個方面的問題：模型問題、功能問題、信令問題。

(1)模型問題

模型問題涉及核心光網絡與電設備的相互關系。有3種，即對等關系、層疊關系和混和模型。對等模型指的是電設備和光網絡的各節點處于平等的地位，電設備本身對光網絡內部的實際狀況有切實的了解，并參與光網絡內部的路由、資源分配等操作。而層疊模型則指的是電設備和光網絡之間是客戶服務者的關系，光網絡為電設備提供服務，電設備對光網絡內部的情況不需要了解，只需要給出必要的信息，接受光網絡的服務。混和模型是上述兩者的結合。當前討論的主要是層疊模型，已有多家國際組織正在致力于層疊模型及其應用技術的進一步完善，并考慮在實際網絡系統中實用。

(2)功能問題

功能問題涉及核心光網絡與電設備之間的接口，其最基本的問題是能支持的業務種類。目前，研究比較多的接入業務包括：即時調整的業務供給、按需分配帶寬以及光虛擬專用網絡等。如何通過合適的接口協議，實現對這些功能的支持，是光網絡接口的一個研究重點。

(3)信令問題

信令是電設備和光網絡溝通的規則，它決定了接口的功能、效率等，它是接口實現的具體形式中的軟件部分。信令的具體內容包括：地址的定義、信令的物理傳輸通道、幀格式、支持業務、信令的傳遞過程等。地址定義是指電設備和光網絡的之間相互的命名規則，可以采用IP地址等不同的方法對各種業務端點賦予唯一的標志;信令的物理傳輸通道則有帶內(控制信號和數據信號走同一個通道)和帶外(控制信號和數據信號走兩個個不同的通道)兩種;幀格式指的是信令支持的數據格式，比如SDH、以太網、數字包封等;支持的業務一般有鏈路的建立、刪除、修改和查詢等等。

2.2網絡節點接口

網絡節點接口工作在ASON節點之間，根據ASON網絡內部的分域，NNI還可以分為兩種接口：I-NNI和E-NNI。

I-NNI是指同一網絡內部或網絡與可信網絡實體之間的控制面雙向信令接口。這種情況通常發生在同一運營商網絡內部的互連上。I-NNI將提供網絡內部的拓撲等信息，其所傳遞的信息將被用來進行選路和路由。其傳送的主要信息包括資源發現、連接控制、連接選擇和連接選路。通過這個接口信令，智能光網絡可以實現域內的端到端連接控制。

E-NNI是網絡與外部網絡之間的控制面雙向信令接口，是網絡與外部不可信網絡實體的控制面通信接口。這種情況通常發生在不同運營商網絡之間的互連上。E-NNI接口信令將屏蔽網絡內部的拓撲等信息，其傳送的主要信息包括呼叫控制、資源發現、連接控制、連接選擇和連接選路。通過這個接口信令，智能光網絡可以被劃分成幾個子網管理域，E-NNI可以實現這幾個域間的端到端連接控制。

2.3控制連接接口

控制連接接口(CCI)工作在控制平面和傳送平面之間，一般情況下這是一個私有接口。CCI接口必須支持兩個基本功能：

(1)從控制平面接收命令，翻譯以后下發到傳送平面，對傳送平面的光開關、功率均衡等實體進行控制。

(2)搜集傳送平面實體當前狀態包括開關狀態、告警等信息，翻譯以后發送到控制平面，即主動上報和支持查詢的功能。

控制連接接口的特點有：

(1)實時性

建設自動交換光網絡的出發點是使網絡實時地響應用戶的帶寬請求，動態地分配光網絡的波長資源。要滿足這一點，CCI接口必須具有實時響應的特性，快速地處理通過接口的各種信息。

(2)高效性

要做到實時響應用戶的請求，CCI接口還必須做到接口協議盡可能地簡單而高效。

(3)開放性

開放的設計模型已經被證明是一種先進的模型，這種模型使得任何遵循一定協議的設備都可以互連，同時各層之間可以獨立演進。

2.4管理平面和控制平面接口