智能光網(wǎng)絡的接口技術

1 智能光網(wǎng)絡及其基本結構

　　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)絡業(yè)務量爆炸性增長，各種新型業(yè)務如視頻點播、帶寬租用、虛擬專用網(wǎng)( VPN)等不斷涌現(xiàn)。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(wǎng)絡提出了更高的要求。新業(yè)務的不可預測性使得靜態(tài)的網(wǎng)絡資源配置方式無法與動態(tài)的業(yè)務分布模式相適應；另一方面，密集波分復用( DWDM)的發(fā)展，使傳輸容量極大地提高。在這種情況下，光網(wǎng)絡的管理與控制若仍然采用傳統(tǒng)模式，就不能及時提供各類業(yè)務所需的帶寬。一種能夠自動完成網(wǎng)絡連接的新型網(wǎng)絡概念——智能的自動交換傳送網(wǎng)(ASTN)應運而生[1]。這是一種利用獨立的控制平面來實施動態(tài)配置連接管理的網(wǎng)絡。其中專門以光傳送網(wǎng)(OTN)為基礎的ASTN又稱為自動交換光網(wǎng)絡(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(wǎng)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(jié)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(yè)務上下路、業(yè)務疏導、業(yè)務級聯(lián)、性能監(jiān)測和故障管理、保護和恢復等。

　　控制平面是ASON體現(xiàn)特點，區(qū)別于傳統(tǒng)光網(wǎng)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(wǎng)絡互連，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)絡管理系統(tǒng)功能，其主要內容包括網(wǎng)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(yè)務管理(主要是對業(yè)務匯聚和業(yè)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(shù)據(jù)通信網(wǎng)(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(yè)務管理、故障告警管理、安全管理等等。

2 智能光網(wǎng)絡的接口技術

　　接口技術在ASON網(wǎng)絡中非常重要。接口技術把用戶和網(wǎng)絡、網(wǎng)絡節(jié)點、各個平面都有機地連接在一起。在智能光網(wǎng)絡中要實現(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)絡接口

　　UNI指的是核心光網(wǎng)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(xiàn)光網(wǎng)絡和電設備的連通，電設備可以動態(tài)地獲取、撤銷、修改具有一定特性的光帶寬資源。光網(wǎng)絡的透明性帶來了光網(wǎng)絡業(yè)務的多樣性，這導致了光網(wǎng)絡接口類型的多樣性，但總的來說，光網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡的各節(jié)點處于平等的地位，電設備本身對光網(wǎng)絡內部的實際狀況有切實的了解，并參與光網(wǎng)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(wǎng)絡之間是客戶服務者的關系，光網(wǎng)絡為電設備提供服務，電設備對光網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡系統(tǒng)中實用。

(2)功能問題

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

(3)信令問題

　　信令是電設備和光網(wǎng)絡溝通的規(guī)則，它決定了接口的功能、效率等，它是接口實現(xiàn)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(yè)務、信令的傳遞過程等。地址定義是指電設備和光網(wǎng)絡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(shù)據(jù)信號走同一個通道)和帶外(控制信號和數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)格式，比如SDH、以太網(wǎng)、數(shù)字包封等；支持的業(yè)務一般有鏈路的建立、刪除、修改和查詢等等。

2.2網(wǎng)絡節(jié)點接口

　　網(wǎng)絡節(jié)點接口工作在ASON節(jié)點之間，根據(jù)ASON網(wǎng)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(wǎng)絡內部或網(wǎng)絡與可信網(wǎng)絡實體之間的控制面雙向信令接口。這種情況通常發(fā)生在同一運營商網(wǎng)絡內部的互連上。I-NNI將提供網(wǎng)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(fā)現(xiàn)、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(wǎng)絡可以實現(xiàn)域內的端到端連接控制。

　　E-NNI是網(wǎng)絡與外部網(wǎng)絡之間的控制面雙向信令接口，是網(wǎng)絡與外部不可信網(wǎng)絡實體的控制面通信接口。這種情況通常發(fā)生在不同運營商網(wǎng)絡之間的互連上。E-NNI接口信令將屏蔽網(wǎng)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(fā)現(xiàn)、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(wǎng)絡可以被劃分成幾個子網(wǎng)管理域，E-NNI可以實現(xiàn)這幾個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(fā)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(tài)包括開關狀態(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(wǎng)絡的出發(fā)點是使網(wǎng)絡實時地響應用戶的帶寬請求，動態(tài)地分配光網(wǎng)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(xié)議盡可能地簡單而高效。

(3)開放性

　　開放的設計模型已經(jīng)被證明是一種先進的模型，這種模型使得任何遵循一定協(xié)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

　　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接口實現(xiàn)對控制平面的管理，更確切地說是實現(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技術定義互操作的接口，設計網(wǎng)絡管理操作的流程。對傳送網(wǎng)絡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)絡初始創(chuàng)建階段傳送網(wǎng)絡資源的配置，包括創(chuàng)建網(wǎng)絡拓撲(如配置子網(wǎng)絡、劃分網(wǎng)絡區(qū)域、添加網(wǎng)絡節(jié)點、配置初始網(wǎng)絡鄰居關系等)，配置各種傳送網(wǎng)元的性能參數(shù)等。在網(wǎng)絡運行維護階段，主要完成與網(wǎng)絡故障維護相關的配置操作。

(2)連接管理

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

(3)性能管理

　　 性能管理主要完成傳送網(wǎng)絡資源的性能監(jiān)測與維護管理。性能管理包括性能質量保證、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)絡資源的故障管理維護操作。故障管理又劃分為故障監(jiān)測、故障隔離、故障等級劃分與設置、故障報告等。

3 結束語

　　隨著社會的發(fā)展，技術的進步，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(ASON)對解決日益增長的網(wǎng)絡流量是個很好的方案。