智能光网络的发展与演变

智能光网络的发展与演变

摘要：

文章介绍了智能光网络的概念和主要特点，回顾了自动交换光网络的发展和演变，分析了各大标准组织的工作以及各国在发展光网络中的一些重点项目，之处智能化是光网络的发展的趋势，自动交换光网络是光网络的未来。

关键词：

智能光网；自动交换光网；光传送网；光交叉连接

智能光网络是指具有自动传送交换链接功能的光网络。ITU-T的建议中将与底层无关的标准智能光网络成为自动交换传送网（ASTN），而底层为光传送网（OTN）的ASTN称为自动交换光网络（ASON）。

智能光网络可以实现流量控制功能，允许将网络资源动态分配给路由；可以实现业务的快速恢复；可以提供新的业务类型，诸如按需带宽业务（BoD）和光层虚拟专用网（OVPN）等。

智能光网络的演进将是一个无缝融合的过程，可以利用现有的基于SONET/SDH和WDM的网络平滑的过渡到动态、智能的多业务光网。

1从全光网到智能光网络

20世纪90年代中期，建设WDM光传送网与国际上“信息高速公路”计划的战略目标是一致的。美国DARPA实施了光网络技术联盟（ONTC）、多波长光网（MONET）、全光网（AON）、国家透明光网（NTON）等重大研究项目。欧盟RACE和先进通信技术系统计划（ACTS）实施了多波长光网（MWTN）、PHOTON(泛欧光子传送网)、泛欧光网（OPEN）、城域光网络（METON）、波长捷变光传送（WOTAN）、光网管理（MOON）等十几个重大研究项目。日本、加拿大也开展了大亮的研究工作。中国“863”计划实施完成了“全光通信试验网”，项目由上海交通大学、北京大学、清华大学、北京邮电大学联合完成。

以ACTS计划为实例，有9个项目与光网络或网络管理有关，其中包括：（1）WOTAN项目研究和解决端到端光连接的核心网和接入网的波长捷变技术。

（2）OPEN和PHOTON两个项目研究应用光交叉连接（OXC）构建泛欧多波长光网络技术。

（3）光分组交换的关键技术（KEOPS）项目发展光分组交换网的概念与技术。该网建立在OPEN的物理层之上。

（4）一体化光基干网（COBNET）项目解决WDM和空间复用的商业局域、城域和广域网络。

（5）METON项目研究城域网面向用户提供宽带连接WDM环网。

（6）光子系统和网络的管理（MEPHISTO）和两个项目着重解决光网与网元的管理。

（7）光传送网总体技术（HORIZON）项目比较特殊，旨在其他研究项目基础上发展未来光网络，是一个大协作项目。

1998年是一个分水岭，上述全光网研究计划全部宣告完成。

从1999年开始，新一代信息网初露端倪，出现了以IP/WDM和光因特网未

标注的新架构。交换技术的IP化趋势和全光传输的宽带化趋势，构成了未来网络技术的总体发展方向，而计算机、通信、光传输技术的相互交叉与融合是这一总体方向的核心技术基础。

早在1998年创立的美国Sycamore公司充分发挥其在ATM等数据网方面的经验，第一次提出了智能光网(ION)的解决方案，推出系列产品。ION的出现为当时的传送网提供了灵活的、按需的、即时的智能性，ION的出现改变了当时的网络体系结构，促进了新一代网络的发展。同时，美国Monterrey公司也提供类似的ION解决方案。1998年发起的国际光互联网论坛OIF开始致力于培育数据交换和路由设备与光网络设备的互操作性，初期分为Architecture、Physical、and Link Layer、OAM&P 3个工作网；1999年，中国高速信息示范网总体组和华为技术公司成为OIF会员。

1998年底，国家科技部、“863”计划组认识到中国与国际上的差距，及时抓住中国新一代信息网建设刚刚起步的有利时机，果断采取“技术融合、主题协同，管理创新、产业支撑”的有效措施，决定由通信技术主题牵头，与智能计算机主题、光电子主题联合立项支持“中国高速信息示范网研究开发”项目。中国高速信息示范网是中国九五期间国家新一代信息基础建设开发与研究领域最大的示范和试验工程，是体现国家新一代骨干核心网技术能力的标志性成果。“中国高速信息示范网”采用先进的IP/OTN技术，自主研发的核心路由器、光交叉连接器、光分叉复用器和统一网管系统，在北京地区建成了新一代高速信息网。

2从智能光网到自动交换光网

2000年，业内热衷于发展全光交换的光交叉连接（OXC）设备。2000年7月，朗讯推出了第一个真正意义的光波长路由器——LambdaRouter。该波长路由器是基于微光机械开关（MEMS）技术的纯光交换机

具有256*256的交换能力，可工作于任何光层比特率，包括40Gb/s或者超过40Gb/s，且可动态的设置容量，是一个无阻塞、模块化的已扩展产品。大容量MEMS的出现，是大容量的OXC成为可能，一时间，全球著名的电信设备商都致力于发展基于MEMS的光开关OXC。

与此同时，ION和ASON相继成为国际标准化组织ITU-T、OIF、IETF的研究内容。2000年初Sycamore联合一批小的设备供应商发起成立了光域业务互联（ODSI）联盟，旨在加速发展智能光网络技术标准。但是该组织并没有存活多久就被并入了OIF。OIF在2000年2月成立了一个工作组专门讨论与ION相关的IP over Optical技术并总结了将多协议标记交换（MPLS）扩展至光层的经验，相继推出了用户网络接口（UNI）、网络节点接口（NNI）标准，而且实现了多厂商互操作性的演示。IETF组织在制定通用多协议标记交换（GMPLS）标准上起了带头作用，首次提出MPLamdaS。ITU-T几乎在同事正式确定开展自动交换光网络G..ASON建议的研究。基于其在电信和光联网方面的经验和已做的工作，ITU-T已将此方面的标准化扩大，确定了开发包括新定义的G..ASTN（自动交换传送网）在内的共计四大类（框架/结构、指配和管理、生存性、传送）约20个建议。

欧共体的LION计划是研究光网多层互工作的项目，旨在设计和试验基于ASON，承担多种客户层，具有灵活性和可管理的网络架构。

3 自动交换光网和标准化进展