智能光网络介绍

智能光网络介绍
1 研究背景需求
已有的外部网络节点接口（E-NNI）无法应对规模过大的光网络，尤其限制了该光网络拓扑信息的扩散问题，所以在计算多个区域和多层次的光网络问题上该接口不是很好的选择。

因此寻找到一种解决路由分配中计算最短路径问题的方法变得尤为重要。

基于自动交换光网络（ASON），该算法嵌入控制平面，根据需求合理分配网络资源，进而实现光网络资源的合理调度。

2 传统光网络面临的挑战
1.承载业务类型的转变
传统光网络负责的主流业务是语音业，它的主要特点是固定和稳定，在搭建好传输的方式后，便会一直以这样的方式进行信息的传输与交换，但是数据量不是很大，所以要想满足这类的业务需求的话，需要定期对传输数据的通道进行一下统一的配置。

就目前来讲，光网络需要满足的业务种类比较繁多，业务量增加的也很快，比如传输一些文件或者录制的视频，这一类的业务需要对于数据的动态性和刚需性有很高的要求。

所以如果想满足这样的业务的情况下，相对于传统光网络定期的统一配置，那么更加动态的光网络才是更好的选择。

2.网络的管理控制方式
传统的光网络基本都具有一个统一的网络节点，类似于电脑主板中的核心芯片，主要就是管理网络到请求，它先是接收到一个来自光网络的连接请求，然后再根据这个连接请求进行相对应的分配资源，部署一些配置。

通过这种方式集中管理的光网络，如果最主要的网络节点出现了故障，那么这个节点所控制的官网路啊，就没法进行该有的相应操作。

为了避免这种故障的产生，传统光网络一般都会在最主要的网络节点中增加备份的功能，比如热备份或者半热备份等多种方案，即便传统光网络的功能已经比较完善了，但是对于现在变化性很强，数据量很大的新型业务它表现得还是非常吃力的。

3.光网络的可扩展性
传统的光网络基本上以环形进行扩散。

以该种方式进行扩散的弊端就是延展性很差，因为以该种方式在进行扩散的时候，如果其中的某一个地方出现了故障或出现了断裂，那么就会牵连到很多其他的节点也没有办法进行正常的信号传输，而且如果要对已有的环形扩展网络，新增网络结点或者修改某些节点的配置，那么也会牵连到一些其他的已有的网络节点进行正常的运作。

同时，以环形进行扩散的光网络的主要特点是，相近的节点的配置是一定要相同的，所以教会造成有的节点需要的资源与配置给他的资源出现供不应求和供过于求的现象，就会产生网络资源不足和网络资源闲置的现象。

4.光网络的服务质量
同步数字体系( SDH)光网络和波分复用( WDM)，一般光网络为了提高网络的质量和网络的安全，对于不同的连接会有不同的安全保障。

在电信网络中，他们会准备多种的服务方案，去应对不同等级业务的需求。

但是，传统光网络相对比于电信网络能够提供的服务方案就很少。

5.业务的保护与恢复
理论上，对于不同等级的业务恢复需求，比如数据备份的容量和速度、在网络连接断开后，恢复正常，连接所需要的时间等。

所以，光网络应该准备多种不同的方案，应对不同等级的业务需求。

6.多运营商互操作需求
很多电信运营商要自己进行日常维护光网络的工作，所以很重要的一点就是要进行区域的划分，然后进行管理。

但是目前来讲，关网络没有区域的划分，只有成绩和干线的划分。

所以现在不同运营商面对的主要难题是，在不同的层级中使用相同且单一的划分方式，就会造成网络安全性的直线下降。

自动交换光网络具有灵活性、可靠性、可拓展性等，是实现光网络工程化应用的首选方案。

3智能交换光网络的概念和体系结构
在提出了智能交换光网络这个概念之后，从事工业与科技的人就开始着手制定其标准。

在已经发布的关于智能交换光网络的连接管理方案、路由方式、网络体系和结构都已经制定完成。

智能交换光网络能够对网络需求进行感知从而在光层进行资源的按序分配。

控制平面以数量极大的控制节点组成，每个控制节点又是由各个使用协议和原语进行通信的各个功能模块组成。

由于单个控制节点都具有独立自动建立连接和释放连接的功能，所以就给控制平面提供了区域划分式的管理方案。

智能交换光网络的网络节点，具备很多种功能，比如自适应功率与均衡、自动倍号适配、实时监测通讯性能、提取开销信息等等。

故网络节点使用的设备一般是光交叉连接(OXC)、光分叉复用器( OADM)、数字交叉连接等。

智能化的自动交换光网络技术平台的控制部分，网络接口保障了主体元素间的路由信息和信令信息的传输和交换。

用户可以使用控制平面接收的连接请求、业务保护、安全系数评估、光通道节点寻址方案都是通过用户使用光网络接口进行发送的。

在不同管理区域，并且区域之间没有建立任何信任关系的情况下，进行自动发现、连接控制和呼叫控制信息的交换与传输是可以通过外部网络接口进行实现的。

智能交换光网络可提供交换式连接( SC)、永久式连接( PC)以及软永久式连接( SPC)。

智能交换光网络所具有的独特的连接方式是软连接，该种连接方式是通过控制平面的网络节点使用信令的方式进行连接的建立。

如果想建立永久性的连接，连接节点的路线的选择和建立也是由网络管理中心节点进行操作的。

4 智能交换光网络网络的发展与标准化
为了使智能交换光网络发展的更快速和更标准，互联网工程任务组(1ETF)国际电信联盟电信标准部(ITU-T)以及光互联网论坛(OIF），都积极合作了智能交换光网络体系各种技术。

互联网工程组开发了一种应用于控制部分的多协议标签交换协议(GMPLS)。

国际电信联盟标准部为了制定传统电信的标准，主要研究和定义了智能交换光网络中的网络结构和各个部分的功能需求。

提出的草案以分层为主要思想，标准了智能交换关网络中节点对于设备的需求数据的交换以及建立连接的过程等各个功能。

目前，光互联网论坛已经发布了用户网络接口规范的第二版，这个版本的规范要求用户在更改宽带等功能时，必须要有呼叫连接控制，不能有中断业务的情况发生。

此规范要求网络网络接口应具备路由收敛、网关操作等功能。

互联网工程组提出了新的草案标准，主要面对通信多协议标签交换路由和信令等方面问题，此协议定义了如何各种不同的情况下对传送标签交换路径进行明确的传送支持。

G.807li3l标准对自动交换传送网( ASTN)进行了详细的定义。

G7713标准，由2002年英国电信(BT)和美国北方电信集团联合提出的基于异步传输模式(ATM)的专用网间接口 (PNNl)的第一信令协议发展而來。

2004年年底，智能交换光网络的标准化工作已经进入到了成熟阶段，主要的标准大多数都来自于智能交换光网络的草案。

5信令技术在智能交换光网络中的作用
网络节点之间的通信主要是以信令协议作为基本方法，同时，这种方法也实现了分布式呼叫和连接管理。

并且这种方法不仅对于连接故障有迅速的恢复能力，还可以快速建立连接和释放连接，对于连接错误的响应能力也非常强大，从而实现了分布式的管理机制。

智能交换光网络所具有独特的连接方式，还有一种就是通过信令的方式创建软交换的连接。

而且它还是自动交换光网络从业者的重点研究对象，因为其具有很强的通用性、兼容性和拓展性，只需要对其进行拓展就可以了。