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第6章 通信网络向智能化、全光化发展
6.1 智能化光网络
多年来，智能化的光传输技术一直为业内人士所关注，希望通过构建智能化的光传输网络来解决两个方面的问题；1、传统网络难以适应网上快速增长的数据业务所具有的不可预见性，实现网络带宽的动态分配；2、传统光传输网主要依靠人工配置网络连接，耗时费力且难以适应现代网络拓展新业务的需要。
自动交换光网络，也被称为智能光网络，在ITU-T的标准中，指通过引入控制层面，使网络具有自动的连接建立和修改功能，以及提供连接恢复能力的光传送网络。控制层面本身能够支持不同的技术，不同的业务需求以及不同的功能组合。ITU-T的标准把与底层无关的智能传送网络称为自动交换传送网（ASTN），而底层为光传送网(OTN)的ASTN称为自动交换光网络（ASON）。
ASON的优点是智能，是“自动交换”。呼叫控制器、连接控制器、路由控制器、协议控制器、策略控制器、链路资源管理器、发现代理以及终结适配器等构件等，各种控制器件严格分工协同工作，共同完成智能化控制功能。分布在各站点的控制单元之间通过I-NNI或E-NNI协议通信，迅捷地建立连接通道，实时地为业务层网络建立承载通路。对建立的通路随时释放和拆除，或在故障情况下倒换到新的连接通路。对于网管系统来讲，两个平面都要管理，由于增设了智能的控制层面，所以网管系统五大管理功能之一的“配置管理”可以大大弱化。
智能光网络的应用使光网络从仅提供传输通道变为提供光业务解决方案。从而能提供多种高质量的带宽应用与服务。包括：
1、OVPN ；2、业务SLA；3、流量工程；4、带宽出租、带宽批发、 带宽贸易、实时计费；5、分布式恢复；6、SPC(软永久连接)/SC(交换连接)/PC（永久连接）
6.1.1光虚拟专用网OVPN
使运营商将光网络分成多块提供给多个客户，并且提供监控功能，提供更具灵活性和多功能的波长业务，具有共享的经济性、灵活性、可靠性、安全性和可扩展性等优异特征。运营商的客户将有能力控制自己的光网络资源。OVPN业务基于用户接口，业务基本单元是一对用户边缘设备（CE）之间的一个光连接或者时分复用（TMD）连接；一个用户接口可连接到多个远端CE接口。同一CE接口中的多个通道共享相同的特征参数，而不同CE接口中的通道特征参数不必相同。用户侧具有： 独立的地址机制，受限连接机制，按需连接机制，灵活的控制机制等特点。
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6.1.2服务等级协定(SLA)
解决用户和服务提供商之间有关保证服务质量的问题，是服务提供商和用户双方之间，在服务品质、优先权和责任义务等方面达成的协议，是一种电信服务评估标准。通过实际的系统应用使用户明确自己的需求，帮助服务提供商了解用户需求及用户使用网络的情况，从而制订相应的服务质量管理发展规划，优化服务，提升核心竞争力。通用的SLA管理系统功能框架由SLA数据管理、SLA问题管理和SLA管理3个部分组成。
6.1.3流量工程
将业务流映射到网络的物理拓扑上的任务被称作流量工程。流量工程可以平衡网络中不同的链路、路由器和交换机之间业务负荷，有效利用整个网络的资源。未来的网络流量工程结构最新的技术发展使Internet骨干网路由器具有高速链路接口和优良的交换转发性能，使得基于路由器的核心网用一套设备即可实现流量工程的功能。目前最有希望的技术是多协议标记交换（MPLS，Multi-Protocol Label Switch）技术。MPLS的流量工程结构包括4个基本组成部分：包转发单元、信息发布单元、路径选择单元和信令单元。
6.1.4 分布式恢复
网络规模的增大和复杂程度的提高给现有的集中式故障恢复策略的实施带来了困难,而分布式恢复策略可以有效地减少网络规模与故障恢复之间的相关性，业务的恢复可独立于中心网管，在设备层完成，因而恢复速度更快，代表今后的发展方向。现有的分布式网络恢复协议除了Grover的SHN（自愈网）算法，还有Bellcore的FITNESS对算法、RREACT算法、Komine算法、双向算法和Trans算法等，
6.1.5 SPC(软永久连接)/SC(交换连接)/PC（永久连接）
PC和SPC连接都是由管理平面发起的对连接的管理。PC和SPC的区别在于光网络内建立连接是利用网管命令还是实时信令，这两种方式都是由运营商发起建立的业务连接。SC连接通过UNI信令接口发起，用户的业务请求通过控制平面（包括信令代理）的UNI发送给运营商，即由用户直接发起建立业务连接。
6.2 全光网络的发展
在骨干网容量不断扩充，DWDM系统迅速普及应用的驱动下，光网络市场出现了巨大的变化。光网络的规模在迅速扩展， 光传送网的角色从原来的大容量带宽传送转变
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为提供端到端的服务连接。网络运营商需要比现有光网络技术更有效和更经济的手段来管理这样的多波长网络，如何支持大规模的网络是设计自动全光网络的主要目的，全光网络面临的挑战是如何把相对粗颗粒的WDM技术和光交换能力的优势结合起来，形成一个大吞吐量的光网络平台以有效地支持分组业务。设备供应商提供的方案涵盖了从超长距离DWDM传输方案到光交叉系统方案的解决方案, 这些方案共同的价值趋向是为运营商提供光层网络的动态管理，快速地提供光层业务并降低运营成本。运营商在逐渐改变他们的网络以更好地适应电信业务从电路交换到分组交换的转变，光层网络既完成传输功能也完成交换功能的需求更迫切。新公网的目的是建立一个透明的光层网络，在光域能够容易地实现对传送信号的管理,减少对信号的处理和解释，从而提高高带宽网络的可靠性和可恢复性。
光的分插复用器（OADM）和光的交叉连接设备（OXC）研制成功，即能直接在光路上对不同波长的信号实现上下和交叉连接功能。实现全光联网的基本目的是：实现超大容量光网络（一对光纤达80～320Gb／s）；实现网络扩展性，允许网络的节点数和业务量不断增长；实现网络可重构性，达到灵活重组网络的目的；实现网络的透明性，允许互连任何系统和制式的信号；实现快速网络恢复，恢复时间可达100ms。鉴于全光联网具有上述潜在的巨大优势，发达国家投入了大量的人力、物力和财力进行预研，特别是美国国防部预研局（DARPA）资助了一系列全光联网项目。全光联网已经成为继SDH电联网以后的又一次新的光通信发展高潮，建设一个最大透明的、高度灵活的和超大容量的国家骨干光网络不仅可以为未来的国家信息基础设施（NIl）奠定一个坚实的物理基础，而且也对我国的信息产业和国民经济的腾飞以及国家的安全有极其重要的战略意义。
6.3 全光网络的组成
随着光网络需求和技术的发展，全光网络的结构从功能上将由两层组成：光核心网络和光边缘网络。光核心网络主要由以下网络单元组成：光传送系统，混合ADM/宽带数字交叉连接系统，光分插复用器（OADM）和光交叉连接器（OXC），智能光交换系统，太比特路由器。光传送系统通过光纤分离的光通道传送多种信号；混合ADM/宽带数字交叉连接系统存在于边缘网络和核心网络的边界，是宽带数字交叉连接和SDH的集成,但增加了TDM和包交换/疏导的功能，提供SONET/SDH层到光层的直接过渡；光网络中的光分插复用器（OADM）和光交叉连接器（OXC）节点直接分插交叉光通道，无须进行信号的光电转换，在基于DWDM的网络激增的年代，消除了带宽瓶颈，容量可望大幅度扩展，随之带来的透明性还可以使其支持各种客户层信号，功耗较小，具有更长远的技术寿命；智能光交换系统作为一种网络单元，把光交换器件的功能和SDH ADM、
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宽带数字交叉连接系统和数据交换系统的部分特征结合在一起，用于运营商骨干网络的主要节点。光边缘网络中DWDM的作用是提供业务层到光层的桥梁。
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