智能光網(wǎng)絡(luò)的接口技術(shù)

1 智能光網(wǎng)絡(luò)及其基本結(jié)構(gòu)

　　近幾年來互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展給我們的生活帶來了巨大的影響。網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量爆炸性增長，各種新型業(yè)務(wù)如視頻點(diǎn)播、帶寬租用、虛擬專用網(wǎng)( VPN)等不斷涌現(xiàn)。這為服務(wù)提供商帶來廣闊的市場和新的利潤增長點(diǎn)，但同時(shí)，也對傳送網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求。新業(yè)務(wù)的不可預(yù)測性使得靜態(tài)的網(wǎng)絡(luò)資源配置方式無法與動態(tài)的業(yè)務(wù)分布模式相適應(yīng)；另一方面，密集波分復(fù)用( DWDM)的發(fā)展，使傳輸容量極大地提高。在這種情況下，光網(wǎng)絡(luò)的管理與控制若仍然采用傳統(tǒng)模式，就不能及時(shí)提供各類業(yè)務(wù)所需的帶寬。一種能夠自動完成網(wǎng)絡(luò)連接的新型網(wǎng)絡(luò)概念——智能的自動交換傳送網(wǎng)(ASTN)應(yīng)運(yùn)而生[1]。這是一種利用獨(dú)立的控制平面來實(shí)施動態(tài)配置連接管理的網(wǎng)絡(luò)。其中專門以光傳送網(wǎng)(OTN)為基礎(chǔ)的ASTN又稱為自動交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON)，是開發(fā)ASTN的主要方向。歷史上，傳送網(wǎng)只涉及客戶層信號的傳送、復(fù)用、交叉連接、監(jiān)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(tǒng)的傳送網(wǎng)中引入動態(tài)交換的概念不僅是幾十年來傳送網(wǎng)概念上的重大歷史性突破，也是傳送網(wǎng)技術(shù)的一次重要突破，使傳送網(wǎng)具備了自動選路和管理的更高智能。而且，這類新型網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要特點(diǎn)是支持多種客戶信號，因此是與客戶和技術(shù)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)。

　　ASON主要由3個(gè)獨(dú)立的平面組成，分別是傳送平面、控制平面和管理平面。

　　ASON節(jié)點(diǎn)設(shè)備傳送平面主要完成的功能包括信號傳輸、交叉連接、業(yè)務(wù)上下路、業(yè)務(wù)疏導(dǎo)、業(yè)務(wù)級聯(lián)、性能監(jiān)測和故障管理、保護(hù)和恢復(fù)等。

　　控制平面是ASON體現(xiàn)特點(diǎn)，區(qū)別于傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)的主要標(biāo)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(wǎng)絡(luò)互連，支持與網(wǎng)管系統(tǒng)的聯(lián)系，支持多域環(huán)境中的連接管理，支持動態(tài)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(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)功能，其主要內(nèi)容包括網(wǎng)元層的設(shè)備管理和部分連接管理?；竟芾砉δ馨ǎ河布渲霉芾?、設(shè)備故障管理、設(shè)備性能管理、業(yè)務(wù)管理(主要是對業(yè)務(wù)匯聚和業(yè)務(wù)梳理功能的管理)、設(shè)備告警管理、基本安全管理、地址配置管理、對數(shù)據(jù)通信網(wǎng)(DCN)的管理等、計(jì)費(fèi)管理等。

　　對控制平面的管理功能主要包括：連接管理、拓?fù)涔芾怼⒉呗怨芾?、?shí)體配置管理、業(yè)務(wù)管理、故障告警管理、安全管理等等。

2 智能光網(wǎng)絡(luò)的接口技術(shù)

　　接口技術(shù)在ASON網(wǎng)絡(luò)中非常重要。接口技術(shù)把用戶和網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、各個(gè)平面都有機(jī)地連接在一起。在智能光網(wǎng)絡(luò)中要實(shí)現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)接口

　　UNI指的是核心光網(wǎng)絡(luò)和它的客戶設(shè)備(邊緣電設(shè)備)之間的光接口，通過這個(gè)接口，可以實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)和電設(shè)備的連通，電設(shè)備可以動態(tài)地獲取、撤銷、修改具有一定特性的光帶寬資源。光網(wǎng)絡(luò)的透明性帶來了光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的多樣性，這導(dǎo)致了光網(wǎng)絡(luò)接口類型的多樣性，但總的來說，光網(wǎng)絡(luò)的接口技術(shù)包括以下3個(gè)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(wǎng)絡(luò)與電設(shè)備的相互關(guān)系。有3種，即對等關(guān)系、層疊關(guān)系和混和模型。對等模型指的是電設(shè)備和光網(wǎng)絡(luò)的各節(jié)點(diǎn)處于平等的地位，電設(shè)備本身對光網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的實(shí)際狀況有切實(shí)的了解，并參與光網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的路由、資源分配等操作。而層疊模型則指的是電設(shè)備和光網(wǎng)絡(luò)之間是客戶服務(wù)者的關(guān)系，光網(wǎng)絡(luò)為電設(shè)備提供服務(wù)，電設(shè)備對光網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的情況不需要了解，只需要給出必要的信息，接受光網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)?；旌湍Ｐ褪巧鲜鰞烧叩慕Y(jié)合。當(dāng)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(yīng)用技術(shù)的進(jìn)一步完善，并考慮在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中實(shí)用。

(2)功能問題

　　 功能問題涉及核心光網(wǎng)絡(luò)與電設(shè)備之間的接口，其最基本的問題是能支持的業(yè)務(wù)種類。目前，研究比較多的接入業(yè)務(wù)包括：即時(shí)調(diào)整的業(yè)務(wù)供給、按需分配帶寬以及光虛擬專用網(wǎng)絡(luò)等。如何通過合適的接口協(xié)議，實(shí)現(xiàn)對這些功能的支持，是光網(wǎng)絡(luò)接口的一個(gè)研究重點(diǎn)。

(3)信令問題

　　信令是電設(shè)備和光網(wǎng)絡(luò)溝通的規(guī)則，它決定了接口的功能、效率等，它是接口實(shí)現(xiàn)的具體形式中的軟件部分。信令的具體內(nèi)容包括：地址的定義、信令的物理傳輸通道、幀格式、支持業(yè)務(wù)、信令的傳遞過程等。地址定義是指電設(shè)備和光網(wǎng)絡(luò)的之間相互的命名規(guī)則，可以采用IP地址等不同的方法對各種業(yè)務(wù)端點(diǎn)賦予唯一的標(biāo)志；信令的物理傳輸通道則有帶內(nèi)(控制信號和數(shù)據(jù)信號走同一個(gè)通道)和帶外(控制信號和數(shù)據(jù)信號走兩個(gè)個(gè)不同的通道)兩種；幀格式指的是信令支持的數(shù)據(jù)格式，比如SDH、以太網(wǎng)、數(shù)字包封等；支持的業(yè)務(wù)一般有鏈路的建立、刪除、修改和查詢等等。

2.2網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口

　　網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口工作在ASON節(jié)點(diǎn)之間，根據(jù)ASON網(wǎng)絡(luò)內(nèi)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(wǎng)絡(luò)內(nèi)部或網(wǎng)絡(luò)與可信網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間的控制面雙向信令接口。這種情況通常發(fā)生在同一運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的互連上。I-NNI將提供網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的拓?fù)涞刃畔ⅲ渌鶄鬟f的信息將被用來進(jìn)行選路和路由。其傳送的主要信息包括資源發(fā)現(xiàn)、連接控制、連接選擇和連接選路。通過這個(gè)接口信令，智能光網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)域內(nèi)的端到端連接控制。

　　E-NNI是網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的控制面雙向信令接口，是網(wǎng)絡(luò)與外部不可信網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的控制面通信接口。這種情況通常發(fā)生在不同運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)之間的互連上。E-NNI接口信令將屏蔽網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的拓?fù)涞刃畔ⅲ鋫魉偷闹饕畔ê艚锌刂?、資源發(fā)現(xiàn)、連接控制、連接選擇和連接選路。通過這個(gè)接口信令，智能光網(wǎng)絡(luò)可以被劃分成幾個(gè)子網(wǎng)管理域，E-NNI可以實(shí)現(xiàn)這幾個(gè)域間的端到端連接控制。UNI、I－NNI以及E－NNI的功能需求如表1所示。


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(gè)私有接口。CCI接口必須支持兩個(gè)基本功能：

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

　　(2)搜集傳送平面實(shí)體當(dāng)前狀態(tài)包括開關(guān)狀態(tài)、告警等信息，翻譯以后發(fā)送到控制平面，即主動上報(bào)和支持查詢的功能。

　　 控制連接接口的特點(diǎn)有：

(1)實(shí)時(shí)性

　　建設(shè)自動交換光網(wǎng)絡(luò)的出發(fā)點(diǎn)是使網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)地響應(yīng)用戶的帶寬請求，動態(tài)地分配光網(wǎng)絡(luò)的波長資源。要滿足這一點(diǎn)，CCI接口必須具有實(shí)時(shí)響應(yīng)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(shí)時(shí)響應(yīng)用戶的請求，CCI接口還必須做到接口協(xié)議盡可能地簡單而高效。

(3)開放性

　　開放的設(shè)計(jì)模型已經(jīng)被證明是一種先進(jìn)的模型，這種模型使得任何遵循一定協(xié)議的設(shè)備都可以互連，同時(shí)各層之間可以獨(dú)立演進(jìn)。

2.4管理平面和控制平面接口

　　NMI－A接口是管理平面和控制平面信息交互的通道，是管理平面實(shí)現(xiàn)對控制平面管理功能的重要手段。

　　NMI－A按照對控制平面網(wǎng)絡(luò)管理的需求分析，定義控制平面的信息模型。管理平面可通過NMI－A接口實(shí)現(xiàn)對控制平面的管理，更確切地說是實(shí)現(xiàn)對控制平面管理對象的管理。NMI－A接口中流過的管理信息類型包括配置信息、性能信息、故障信息、連接信息、資源發(fā)現(xiàn)信息等。

2.5管理平面和傳送平面接口

　　NMI－T按照傳送平面網(wǎng)絡(luò)管理的需求分析，定義傳送平面的網(wǎng)管信息模型，使用CORBA技術(shù)定義互操作的接口，設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)管理操作的流程。對傳送網(wǎng)絡(luò)單元的管理主要完成以下的操作：

(1)配置管理

　　配置管理主要完成網(wǎng)絡(luò)初始創(chuàng)建階段傳送網(wǎng)絡(luò)資源的配置，包括創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?如配置子網(wǎng)絡(luò)、劃分網(wǎng)絡(luò)區(qū)域、添加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、配置初始網(wǎng)絡(luò)鄰居關(guān)系等)，配置各種傳送網(wǎng)元的性能參數(shù)等。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)階段，主要完成與網(wǎng)絡(luò)故障維護(hù)相關(guān)的配置操作。

(2)連接管理

　　主要完成永久連接的創(chuàng)建、刪除、調(diào)整以及維護(hù)操作。對用于軟件交換連接(SPC)，完成其用戶網(wǎng)絡(luò)部分連接的創(chuàng)建、刪除、調(diào)整以及維護(hù)操作。這些連接指令都通過NMI－T接口下達(dá)。

(3)性能管理

　　 性能管理主要完成傳送網(wǎng)絡(luò)資源的性能監(jiān)測與維護(hù)管理。性能管理包括性能質(zhì)量保證、性能監(jiān)測、性能管理控制以及性能分析等功能。主要包括3個(gè)功能模塊：性能監(jiān)測事件處理模塊、性能監(jiān)測數(shù)據(jù)收集模塊與歷史記錄功能模塊。

(4)故障管理

　　故障管理功能主要完成傳送網(wǎng)絡(luò)資源的故障管理維護(hù)操作。故障管理又劃分為故障監(jiān)測、故障隔離、故障等級劃分與設(shè)置、故障報(bào)告等。

3 結(jié)束語

　　隨著社會的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，人們對信息量的需求越來越大。而最近提出的自動交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON)對解決日益增長的網(wǎng)絡(luò)流量是個(gè)很好的方案。