浅析智能光网络技术

李婷婷 郭瑞 王倩

【摘 要】近年来，智能光网络技术飞速发展，是目前最为流行的网络系统。本文介绍了智能网络通信及其功能，并对其发展趋势和存在问题进行了分析和讨论。

【关键词】智能光网络；发展

随着光通信技术的迅猛发展，新技术新产品层出不穷，迄今为止，光纤通信技术是传输量最大，传输速度最快的通信传输方式。随着通信业务进入到一个崭新的发展阶段，光网络技术也从以前一味追求超大容量的光组网方式，逐步转变到构建更经济有效的新一代光联网上来。

1.智能光网络的诞生和概念

智能光网络理念的出现并不是偶然的，是多方面因素共同作用的结果。该技术的提出和演进也正代表了这几年光组网思路的演进和变化。

1.1传统光网络面临的挑战

以IP为主的数据业务的指数式增长已经削弱了话音业务和专线业务的优势，可以期望这些数据业务在未来还将以较快的速度增加，因此传统的以环网为主的光网络（如SDH网络和WDM网络）在应对这样高速增加的业务时，会面临一些问题和挑战。

（1）环网的建设周期较长，使得在竞争激烈的市场上往往失去最好的投资机会。

（2）可扩展性问题。在扩展网络容量时，有时某些节点之间并不需要太大的容量，但是建设环网时通常要求所有相邻节点之间都要配置相同的资源，这样势必造成扩容后环网某些资源的闲置。

（3）连接配置时间较长。传统的光网络中的连接配置和拆除都是采用集中式的网络管理系统来进行的，连接建立时间相对都比较长，一般需要几天到几个月的时间，这种连接建立时间对于不需要频繁更改连接状态的永久连接来说还是可以忍受的。但是随着以IP为主的数据业务的不断增长，这样长的连接建立时间以及这样的连接管理系统已经不能满足用户新的需求，用户需要能在较短的时间内建立连接。

（4）业务的服务质量（QoS）单一。传统的光网络为用户提供多种QoS服务的能力是有限的，以环网为主的SDH网络和WDM网络可以为建立的连接提供少数几种保护措施，如1+l或1：1保护等，但是缺少更多的不同的QoS服务。

（5）从网络可靠性方面来讲，传统的光网络中的控制和管理方式一般都是集中式的，其中存在一个中央数据库。

（6）从业务连接的保护恢复机制上来考虑，以环网为主的传统光网络所提供的保护机制主要是环网保护，环网保护虽然能够快速地保护受保护的连接，但这是以牺牲网络50%的资源换得的，这些都给运营商带来了竞争上的压力。而基于网状网的光网络，不仅可提供各种不同的保护措施，如1+1、1：1和n：m链路或通道保護，以及（虚）环网保护，而且还可提供灵活的恢复机制，如基于共享风险链路组的通道共享恢复等。这些恢复机制不仅能在较短时间内恢复中断的业务连接，而且能有效节省有限的光网络资源。

（7）从应用方面来说，以前传统的光网络主要应用领域是骨干网，但随着视频点播（VOD）等需要较大带宽的业务发展，用户对带宽的需求也变得比以往任何时候都强烈。

2.2智能光网络概念

在当前以IP为主的数据业务日益占据主要的发展形势下，迫切需要一种能提供动态的连接建立的、具有基于网状网的保护和恢复功能的、具有更强的抗毁能力的、并能为用户提供不同带宽和不同类型业务的、以及能提供不同服务质量（QoS）的区分服务的新型的光网络——智能光网络（IntelligentOpticalNetworks）这是一种利用独立的ASTN/ASON控制面通过各种传送网（包括SDH或OTN）来实施自动连接管理的网络，这种具有独立控制面的光网络称为智能光传送网，简称智能光网络。“智能光网络”技术的重要任务就是定义一个通用标准的控制面来高效的控制网络资源。

2.智能光网络功能

简单来说，智能光网络就是符合上述要求的下一代光网络，具有自动发现功能，包括能够自动地发现业务、拓扑、资源的变化；具有强大的计算功能，能够根据网络环境的这些变化，进行计算、分析、推理和判断，根据资源有效配置这一原则最终做出决定；具有快速的动态的连接建立能力，并能为需要的业务提供保护和恢复功能；能够提供不同类型的、不同优先级的服务等。

快速和动态的连接建立能力是智能光网络的核心功能，其他功能都服务于这个核心功能，同时也对其他功能模块提出了挑战。例如，为了降低新到达连接的阻塞概率，网络系统需尽可能地利用当前最新的网络资源信息，因此如何在连接动态变化的网络环境下有效地分发网络资源信息就是智能光网络中路由分发模块必须解决的问题之一。此外在建立连接时，如何快速地在相关的链路上预留资源，并尽可能少地减小来自不同连接对相同链路上的资源的竞争，从而避免不必要的冲突所带来的连接的重新建立也是智能光网络中的信令模块需要解决的问题之一。

保护和恢复功能是智能光网络中最基本的功能之一，在智能光网络中，由于引入了基于网状网的保护恢复机制，所以能采用更加灵活的方式来保护和恢复中断的业务。如基于共享风险链路组（SRLG）的通道共享保护、在其基础上加以改进的分段通道共享保护、跨环网和网状网的保护恢复及虚拟环网保护等等，这些保护恢复机制不仅具有更大的灵活性，而且具有更有效的资源使用率。

智能光网络另一个重要的特征是能够为用户提供更新型、更多带宽的服务，如按需带宽业务、波长批发、波长出租、带宽交易、光虚拟专用网（OVPN）等。

3.智能光网络的发展趋势

未来光通信网络发展的主要趋势为：组网方式开始从简单的点到点传输向光层联网方式前进，改进组网效率和灵活性；光联网将从静态联网开始向智能化、动态联网方向发展，改进 网络响应和生存性是未来发展的一项主要任务；智能网络对于运营商在竞争中推出与众不同的服务，以及节省运营开支起着至关重要的作用。

对于全光网络的发展来说，目前还存在一些技术挑战，如光网络的网络管理、网络的互联和互操作、光性能的监视和测试等。网络管理除了基本的功能外，核心光网络的网络管理还应包括光层波长路由管理、端到端性能监控、保护与恢复、疏导和资源分配策略管理等功能。目前这方面的协议GMPLS已经由IETF工作组提出并逐步走向完善。

智能光网络技术是构建下一代通信网络中的核心技术之一，其创新的网络体系结构将对通信网络技术带来深远的积极影响，也为我们描绘了一个美好的未来。

参考文献：

[1] 张宁 纪越峰 《智能光网络技术及其发展》北京联合大学学报

[2] 杨鸯 孟利民《智能光网络的技术及其发展》中国无线电电子学 电信技术类核心期刊

[3]孙晓雅《全光通信网络及其关键技术》山东商业职业技术学院学报