1、引言

從80年代光纖通信技術商用化以來，傳輸體制經(jīng)歷了準同步數(shù)字體制（PDH）到同步數(shù)字體制（SDH）的過渡；復用技術從電域的時分復用（TDM）向光域波時的分復用（WDM）的過渡，伴隨著IP與SDH，WDM及光傳送技術的融合，提出了光分組交換（Optical Packet Switch，簡稱0PS）和光突發(fā)交換（Optical Burst Switching，簡稱OBS）技術，所有這些都有力促進傳送網(wǎng)技術的迅猛發(fā)展。但是，傳統(tǒng)光傳送網(wǎng)技術存在諸多棘手問題，將成為從傳統(tǒng)語音和數(shù)據(jù)分離業(yè)務向未來語音、高速數(shù)據(jù)及實時圖像業(yè)務融合方向發(fā)展的攔路虎。

為了順應未來光網(wǎng)絡對業(yè)務支撐能力和豐富性的高要求，在2000年3月國際電信聯(lián)盟提出了自動交換光網(wǎng)絡（Automatically Switched 0ptical Network，簡稱ASON）的概念，其基本設想是在光傳送網(wǎng)中引入智能控制平面（ControlPlane，簡稱CP）。通過控制平面，實現(xiàn)了網(wǎng)絡動態(tài)呼叫連接管理和網(wǎng)絡資源的按需分配，使光網(wǎng)絡具有智能化，成為推動下一代光網(wǎng)絡發(fā)展的新型網(wǎng)絡體系。

2、ASON的控制平面結構

2．1 ASON的基本概念

ASON可以定義為一種基于SDH傳送網(wǎng)和光傳送網(wǎng)，通過分布式或部分分布式控制平面自動實現(xiàn)配置連接管理的光網(wǎng)絡。傳統(tǒng)光網(wǎng)絡包括傳送平面、管理平面及數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡。其中，傳送平面既可提供用戶信息的雙向或單向傳送，也可提供一些輔助控制和網(wǎng)絡管理信息的傳輸；管理平面用以完成傳送平面及整個系統(tǒng)的管理；數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡可完成傳送平面、管理平面內部及它們之間管理信息和控制信息的傳送。在ASON中，引入了獨有的控制平面技術，用以完成傳送平面呼叫控制和連接控制。

2．2 控制平面的優(yōu)勢與基本結構

2．2．1 引入控制平面的優(yōu)勢

ASON中最具特色的就是控制平面，它賦予ASON的智能性和生命力。歸納起來，控制平面技術為ASON帶來的優(yōu)勢有：①能夠實現(xiàn)流量工程的要求；②控制平面協(xié)議代替通用網(wǎng)絡管理協(xié)議，并且可使用于不同的傳送技術；③信令具有可擴展性，能實現(xiàn)在多廠商環(huán)境下的連接控制，能根據(jù)傳送網(wǎng)絡資源的實時使用情況，動態(tài)地進行故障排除；④具有快速服務支配功能，能夠自動建立、維護、釋放連接及網(wǎng)絡的重構與恢復；⑤支持各種新的業(yè)務類型，如相關用戶組和虛擬專網(wǎng)等；⑥減少服務提供商為新技術開發(fā)維護系統(tǒng)軟件的需要。

2．2．2 控制平面的構成

控制平面由獨立或分布于網(wǎng)元設備中通過信令通道連接在一起的多個控制節(jié)點構成，如圖1所示。通過用戶一網(wǎng)絡接口（User-Network Interface，簡稱UNI），實現(xiàn)用戶終端與ASON的連接；通過外部網(wǎng)絡一網(wǎng)絡接口（Extemal Network-to-Network Interface，簡稱E—NNI），實現(xiàn)ASON子網(wǎng)之間的互連；通過內部網(wǎng)絡一網(wǎng)絡接口（Intemal Network-to-Network Interface，簡稱I—NNI），實現(xiàn)子網(wǎng)內部ASON網(wǎng)元的互連。

3、控制平面的核心技術

在控制平面中，涉及的核心技術主要包括網(wǎng)絡接口、功能模塊及信令協(xié)議3部分。

3．1 控制平面網(wǎng)絡接口

ASON中可能包括多種廠商設備及多種不同技術設備。根據(jù)技術或廠商設備的不同，可將ASON劃分成不同的自治區(qū)域。根據(jù)位置、功能的不同，ITU—T在控制平面內部定義了兩種邏輯接口，即用戶一網(wǎng)絡接口UNI和網(wǎng)絡一網(wǎng)絡接口NNI（含E—NNI和I—NNI）。UNI和NNI是實現(xiàn)ASON的關鍵，也是ASON區(qū)別于現(xiàn)有光網(wǎng)絡的一個重要特征。

光互聯(lián)論壇（Optieal Internetworking Forum，簡稱OIF）對UNI進行了規(guī)范，分別推出了UNIl．0標準和UNI2．0標準。此后，OFI又著手規(guī)范NNI。目前將推出E—NNIl．0標準，這將加快全球光網(wǎng)絡互通操作的實現(xiàn)。

3．1．1 用戶一網(wǎng)絡接口

UNI定義了包括IP路由器、ATM交換機及SDH交叉連接設備等用戶與OXC和OADM的ASON設備的接口協(xié)議。對于用戶而言，用戶側接口稱為用戶側用戶一網(wǎng)絡接口（User-Network Interface for Client，簡稱UNI—C）；對于網(wǎng)絡側來說，網(wǎng)絡側接口稱為網(wǎng)絡側用戶一網(wǎng)絡接口（User—Network Interrace for Network，簡稱UNI—N）。

用戶設備通過該接口動態(tài)請求獲取、撤消及修改有一定特性的光帶寬連接資源，可以支持多種網(wǎng)元類型。支持自動業(yè)務發(fā)現(xiàn)、自動鄰居發(fā)現(xiàn)等網(wǎng)絡功能。具體支持包括接入用戶請求，即呼叫控制、資源發(fā)現(xiàn)、連接控制、連接選擇及呼叫的安全管理和認證管理等功能。在UNI中，傳送的信息流包括終端點的名稱和地址、認證和連接接納控制以及連接服務消息。

3．1．2 網(wǎng)絡一網(wǎng)絡接口

NNI是光網(wǎng)絡子網(wǎng)之間的接口，主要解決不同供應商光網(wǎng)絡設備之間的互聯(lián)互通問題。在由多個自治網(wǎng)絡構成的光網(wǎng)絡內部，實現(xiàn)動態(tài)光路的建立、維護及釋放等功能。

I—NNI是一個自治域內或有信任關系的多個自治域、控制實體之間的雙向信令接口。I—NNI支持資源發(fā)現(xiàn)、連接控制、連接選擇及連接路由等功能。在接口中，傳送的信息流包括拓撲／路由信息、連接服務信息及控制網(wǎng)絡資源信息。

E—NNI是不同自治域或提供商網(wǎng)絡中控制實體之間的雙向信令接口。E—NNI用于實現(xiàn)跨域連接的建立，支持呼叫控制、資源發(fā)現(xiàn)、連接控制、連接選擇和連接路由。接口中的信息流包括可達網(wǎng)絡地址信息、認證和連接接納信息及連接服務信息。

3．2 控制平面控制節(jié)點功能

在ITU-T建議中，控制平面節(jié)點的核心功能主要由連接控制器、路由控制器、鏈路資源管理器、流量策略、呼叫控制器、協(xié)議控制器、發(fā)現(xiàn)代理及終端適配器等8類組件構成。圖2中省略了發(fā)現(xiàn)代理和終端適配器兩個組件模塊的標注。圖2中的呼叫控制器和連接控制器用于完成信令功能，實現(xiàn)ASON中的分離呼叫和連接處理兩個過程；路由控制器用于完成路由功能，為連接控制器將要發(fā)起的連接建立選擇路由，同時還負責網(wǎng)絡拓撲和資源利用等信息的分發(fā)；鏈路資源管理器用于完成資源管理功能，檢測網(wǎng)絡資源狀況，管理鏈路占用、狀態(tài)及告警等性能；協(xié)議控制器用于完成消息的分類收集和分發(fā)，負責將通過接口的消息正確送往處理模塊；流量策略負責檢查用戶連接是否滿足已協(xié)商好的參數(shù)配置；發(fā)現(xiàn)代理和終端適配器用于完成自動發(fā)現(xiàn)功能。

3．3 控制平面的信令協(xié)議

控制平面的信令協(xié)議包括路由協(xié)議、信令協(xié)議及鏈路資源管理協(xié)議3部分。在ASON中，使用由互聯(lián)網(wǎng)工程任務組（Intemet Engineering Task Force，簡稱IETF）提出GMPLS的協(xié)議框架，在該協(xié)議框架中，不同的協(xié)議功能由所對應不同協(xié)議模塊完成，分別為路由協(xié)議、信令協(xié)議及鏈路管理協(xié)議等模塊。

（1）路由協(xié)議 互聯(lián)網(wǎng)工程任務組提出的路由協(xié)議包括開放最短路徑優(yōu)先一流量工程和媒介系統(tǒng)一媒介系統(tǒng)一流量工程（Intermediary System一Intermediary System一Traffic Engineering，簡稱IS—IS—TE）兩個協(xié)議。路由協(xié)議基本功能包括資源發(fā)現(xiàn)、狀態(tài)信息傳播及信道選擇。路由協(xié)議模塊由路由表管理器、通道計算、開放最短路徑優(yōu)先一流量工程及鏈路狀態(tài)通告一數(shù)據(jù)庫（Link State Advertisement一Database，簡稱LSA—DB）構成。因為傳送平面和控制平面的拓撲不需要完全相同，所以路由協(xié)議需要負責廣播它們的拓撲，使得每個節(jié)點都能保持網(wǎng)絡拓撲視圖的一致性。傳送平面拓撲用于連接建立時的路徑選擇，而控制平面拓撲則用于構建IP控制消息的路由表。

（2）信令協(xié)議互聯(lián)網(wǎng)工程任務組提出了兩種改進的信令協(xié)議，即資源預定協(xié)議一流量工程和基于約束的路徑標簽分布協(xié)議（Constraint一Based Routed Iatbel Distribution Protocol，簡稱CR—LDP）。信令協(xié)議模塊主要包括開發(fā)最短路徑優(yōu)先一流量工程，用于創(chuàng)建、維護、恢復和釋放光鏈路連接。信令包含地址和命名、信令的過程、信令類型、信令的具體內容及其安全性等方面。

（3）鏈路管理協(xié)議互聯(lián)網(wǎng)工程任務組提出了鏈路管理協(xié)議。鏈路管理協(xié)議模塊的主要功能是維護網(wǎng)絡中的鏈路資源信息，為連接的建立提供資源保證。

4 、結語

通過引入控制平面完成了路由自動發(fā)現(xiàn)、呼叫連接管理、保護恢復等功能，實現(xiàn)了網(wǎng)絡動態(tài)呼叫連接管理和網(wǎng)絡資源的按需分配，使得光網(wǎng)絡具有智能化功能。為了實現(xiàn)智能光網(wǎng)絡，必須關注控制平面網(wǎng)絡接口、功能模塊及信令協(xié)議等核心技術的完善與發(fā)展。

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