淺析智能光網(wǎng)絡(luò)控制平面技術(shù)的發(fā)展

　　在光網(wǎng)絡(luò)行業(yè)，目前出現(xiàn)頻率比較高的一個(gè)詞就是智能光網(wǎng)絡(luò)，而智能光網(wǎng)絡(luò)主要遵循ASON（AutomaticSwitchedOpticalNetwork），或GMPLS（Generalized Multiprotocol Label Switching）。

　　隨著智能光網(wǎng)絡(luò)GMPLS/ASON技術(shù)的應(yīng)用開始規(guī)模凸現(xiàn)，大家開始意識(shí)到，傳送網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和發(fā)展不僅僅包含傳送硬件技術(shù)，傳送網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一網(wǎng)管、傳送網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一控制是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和設(shè)備技術(shù)發(fā)展的另外兩個(gè)維度。網(wǎng)絡(luò)管理基本上是和傳送硬件技術(shù)同步發(fā)展的，有組網(wǎng)就有管理的要求，網(wǎng)絡(luò)管理相對(duì)而言較為成熟，但是21世紀(jì)初剛剛興起的控制平面技術(shù)起步較晚。本文將重點(diǎn)關(guān)注控制平面技術(shù)的發(fā)展情況。

　　智能光網(wǎng)絡(luò)控制平面的主要功能包括三部分：自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、路由和連接控制。自動(dòng)資源和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)使得網(wǎng)絡(luò)更加易于擴(kuò)容或升級(jí)，也便于維護(hù)及管理；此外基于路由和連接控制功能，每個(gè)具備控制平面的傳輸節(jié)點(diǎn)，可以自主實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)連接的建立或者拆除；在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障的時(shí)候，控制平面可重路由，使得網(wǎng)絡(luò)不用為每條業(yè)務(wù)預(yù)留專用保護(hù)帶寬，即可避開故障點(diǎn)重新建立連接，從而改善了網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率。此外，通過保護(hù)和恢復(fù)的組合，光網(wǎng)絡(luò)可提供豐富的業(yè)務(wù)保護(hù)方式，不同的業(yè)務(wù)基于其可靠性要求，可選擇不同的保護(hù)或者恢復(fù)方式。目前在網(wǎng)運(yùn)行的GMPLS/ASON控制平面，其對(duì)應(yīng)的傳送平面由SDH/SONET設(shè)備構(gòu)成，且GMPLS/ASON與SDH/SONET的結(jié)合使得光網(wǎng)絡(luò)可靠性大為提高，并獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。

　　傳送技術(shù)的發(fā)展日新月異。隨著業(yè)務(wù)種類越來越豐富，分組業(yè)務(wù)所消耗的帶寬比重越來越高，業(yè)務(wù)顆粒也越來越大。處在分組主宰的時(shí)代，眾人的關(guān)注點(diǎn)聚焦在CarrierEthernet和波分上，認(rèn)為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要本色而大容量的傳送方式。原本為話音承載而設(shè)計(jì)的SDH/SONET設(shè)備的前景似乎越來越黯淡，從而有人質(zhì)疑：ASON還有前途嗎？GMPLS/ASON控制平面并不僅僅依托于SDH/SONET設(shè)備，ITU-T定義的ASON標(biāo)準(zhǔn)可適用于SDH體系和OTN。同樣，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、路由和連接控制帶給傳送網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值也同樣適用于CarrierEthernet設(shè)備。

　　大顆粒業(yè)務(wù)的傳送對(duì)WDM節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)疏導(dǎo)能力提出挑戰(zhàn)。近年來，ROADM（ReconfigurableOpticalAdd-DropMultiplexer）技術(shù)已經(jīng)獲得了一定的突破，WSS等基于MEMS的技術(shù)解決了光波長(zhǎng)的可重配問題，從而在一定程度上，能夠?qū)崿F(xiàn)光波長(zhǎng)的靈活上下和穿通。業(yè)界多個(gè)廠家業(yè)已推出具備光層可重配特性的WDM系統(tǒng)。此外，鑒于OTN對(duì)波分系統(tǒng)在節(jié)點(diǎn)的定義、端到端管理方面均具備優(yōu)勢(shì)，因而，OTN也成為了熱門話題，開始出現(xiàn)在商用傳輸設(shè)備上。隨之而來的就是對(duì)波長(zhǎng)/子波長(zhǎng)動(dòng)態(tài)化的控制要求——正如ASON之于SDH/SONET的ADM設(shè)備。WDM設(shè)備的ASON/GMPLS控制平面基礎(chǔ)功能須包括：網(wǎng)絡(luò)資源（網(wǎng)元、光纖、鏈路、時(shí)隙等）自動(dòng)發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥詣?dòng)發(fā)現(xiàn)；光波長(zhǎng)業(yè)務(wù)和子波長(zhǎng)業(yè)務(wù)點(diǎn)擊快速提供，光層波長(zhǎng)級(jí)業(yè)務(wù)保護(hù)恢復(fù)，電層子波長(zhǎng)級(jí)的保護(hù)、恢復(fù)，以及保護(hù)和恢復(fù)的結(jié)合等基礎(chǔ)功能。但是，波分系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)GMPLS/ASON控制平面的難度要遠(yuǎn)大于SDH/SONET控制平面，因控制平面需要考慮光層上的一些光學(xué)限制，如功率、色散、信躁比等；而如果考慮OTN的ODU1/ODU2交叉顆粒，以及OTN和ROADM的并存，那么控制平面必然涉及多層控制的問題，實(shí)現(xiàn)就更為復(fù)雜。GMPLS/ASON控制平面應(yīng)用于WDM系統(tǒng)是一個(gè)必然的發(fā)展趨勢(shì)，一些國外大運(yùn)營商業(yè)已發(fā)布了一些白皮書或者聯(lián)合招標(biāo)書RFP，當(dāng)中明確地提出了對(duì)基于WDM的GMPLS/ASON控制平面的構(gòu)想或需求，多個(gè)廠家業(yè)已宣稱支持基于WDM的GMPLS/ASON控制平面，但至今仍未有商用驗(yàn)證。

　　在城域側(cè)，未來傳送的內(nèi)容將以分組為主，多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)MSTP、傳統(tǒng)以太網(wǎng)設(shè)備、電信級(jí)以太網(wǎng)設(shè)備CarrierEthernet等陸續(xù)粉墨登場(chǎng)，現(xiàn)在尤以CarrierEthernet備受關(guān)注，因?yàn)镃arrierEthernet定義了電信級(jí)屬性，是“電信級(jí)屬性＋以太網(wǎng)業(yè)務(wù)”的有機(jī)結(jié)合，或者說，是一種“提供類似于SDH的運(yùn)營維護(hù)管理OAM，并具備以太網(wǎng)的低成本和靈活特性”的新概念。而同時(shí)，TDM業(yè)務(wù)，如移動(dòng)話音、TDM專線等仍將長(zhǎng)期存在，因此，電信級(jí)以太網(wǎng)設(shè)備是以分組為內(nèi)核，具備多種傳送管道的傳送平臺(tái)。目前業(yè)界的幾種城域以太網(wǎng)傳送技術(shù)主要有MPLS、TMPLS（Transport MPLS）、PBT（Provider Backbone Transport）以及QinQ等。

　　但是，運(yùn)營商級(jí)別的業(yè)務(wù)，不管是Packet還是話音，其內(nèi)容對(duì)QoS有著差異化的明確要求，也需要高可靠的傳送網(wǎng)絡(luò)。因此，在CarrierEthernet網(wǎng)絡(luò)中也有必要考慮引入控制平面。但到底是引入MPLS統(tǒng)一傳送平面和控制平面，還是引入GMPLS技術(shù)構(gòu)建分離的控制平面？從技術(shù)的發(fā)展來看，MPLS已經(jīng)有了應(yīng)用，只是MPLS難以延伸到城域末端；而從傳送網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需求來看，GMPLS更加適合于構(gòu)建傳送網(wǎng)絡(luò)的控制平面。原因主要在于：WDM、SDH技術(shù)構(gòu)建的傳送網(wǎng)絡(luò)將長(zhǎng)期存在，尤其是WDM技術(shù)的價(jià)值歷久彌新。網(wǎng)絡(luò)從長(zhǎng)途中繼到城域接入傳輸，將會(huì)應(yīng)用多種傳送技術(shù)，如何實(shí)現(xiàn)這種混合網(wǎng)絡(luò)情況下傳送層面的端到端電路快速提供？第一個(gè)必要條件當(dāng)然是CE設(shè)備、SDH設(shè)備、WDM設(shè)備的共網(wǎng)管，其次就是能夠?qū)崿F(xiàn)CE、WDM以及SDH設(shè)備的端到端統(tǒng)一控制。在這個(gè)要求之下，GMPLS是一個(gè)更佳的選擇，因?yàn)镚MPLS本身的協(xié)議架構(gòu)就完整定義了從光纖到波長(zhǎng)、子波長(zhǎng)、TDM、Packet等業(yè)務(wù)的分層統(tǒng)一控制，且GMPLS可構(gòu)建獨(dú)立于傳送網(wǎng)絡(luò)的控制平面——獨(dú)立的控制平面更易于實(shí)現(xiàn)分層網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一控制。

　　GMPLS/ASON控制平面從SDH延伸到WDM以及CE，甚至實(shí)現(xiàn)多個(gè)傳送層面的統(tǒng)一控制，是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。借助智能光網(wǎng)絡(luò)控制平面，網(wǎng)絡(luò)的可靠性得到提高，同時(shí)也可快速提供新的帶寬業(yè)務(wù)如光虛擬專網(wǎng)OVPN、帶寬點(diǎn)播BoD等，也可給網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維帶來效率的提升和成本的降低。但是，美好的愿景仍舊受制于現(xiàn)實(shí)條件：廠家并不具備強(qiáng)大的OSS和其他網(wǎng)絡(luò)/業(yè)務(wù)運(yùn)營支撐系統(tǒng)；運(yùn)營商內(nèi)部的業(yè)務(wù)處理流程（如數(shù)據(jù)和傳送部門的關(guān)系）制約了新業(yè)務(wù)的應(yīng)用；智能光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)理念需要變更，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和工程實(shí)施都需要據(jù)此進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)變，而這個(gè)轉(zhuǎn)變冷卻了許多運(yùn)營商對(duì)智能光網(wǎng)絡(luò)的熱情；此外，標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程也制約GMPLS/ASON控制平面的發(fā)展，還有技術(shù)難點(diǎn)需要攻克，以及標(biāo)準(zhǔn)化，如多層LSP嵌套、大規(guī)模多廠家多域組網(wǎng)等等。