IP+Optical全光網(wǎng)絡網(wǎng)管平臺－－UCP

肖永華　浙江廣聯(lián)信息網(wǎng)絡有限公司

　　摘要：本文簡要分析了目前IP+Optical全光網(wǎng)絡網(wǎng)管系統(tǒng)的基本組成、特點和發(fā)展趨勢以及目前所面臨的問題，并對Cisco公司IP+Optical統(tǒng)一控制網(wǎng)管平臺－－UDP分步實現(xiàn)策略進一步作了詳細探討。

　　關(guān)鍵詞：　IP+Optical　OTN　UCP　UNI1.0

　　1　引言

　　由于ＩＰ業(yè)務和網(wǎng)絡在全球的迅猛發(fā)展，如何解決ＩＰ網(wǎng)和基于電路概念的傳統(tǒng)電信網(wǎng)的綜合管理問題是目前網(wǎng)管技術(shù)發(fā)展研究的一個重要課題。1998年9月ＩＴＵ-Ｔ在美國奧蘭多舉行了ＩＰ技術(shù)研討會，并召開了ＴＳＡＧ會議，一致通過為滿足日益增長的ＩＰ業(yè)務和技術(shù)標準化的需求而加強對ＩＰ網(wǎng)管理的標準化的建議。最近，全球領先的互聯(lián)網(wǎng)設備供應商Cisco公司，在ＳＵＰＥＲＣＯＭＭ通訊展的光纖網(wǎng)絡論壇（ＯＩＦ）展示了其具有全面ＯＩＦ�。眨危�1.0協(xié)議良好的兼容性產(chǎn)品，并為IP+Optical網(wǎng)絡而設計了先進的、基于標準的統(tǒng)一控制平臺（Unified Control Plane）----UCP。Cisco UCP策略是實現(xiàn)光傳輸網(wǎng)管平臺（OTN）與ＩＰ智能網(wǎng)管平臺融合，并簡化、加速目前IP+Optical網(wǎng)絡監(jiān)控過程，使ＩＰ智能在下一代高帶寬、高增值業(yè)務中體現(xiàn)得更為突出，逐步實現(xiàn)在復雜的、多供應商設備和多技術(shù)網(wǎng)絡網(wǎng)管之間無縫融合。

　　2　目前IP+Optical網(wǎng)管平臺基本組成、特點及發(fā)展趨勢

　　網(wǎng)絡管理即通過規(guī)劃、監(jiān)視、分析、擴充和控制網(wǎng)絡來保證網(wǎng)絡服務的有效實現(xiàn)，它是整個網(wǎng)絡系統(tǒng)不可缺少的重要部分。隨著許多網(wǎng)絡規(guī)模的擴大和復雜性的增加，如今的網(wǎng)絡已發(fā)展到多媒體、多業(yè)務、高速度、多種交換技術(shù)以及不同的協(xié)議，這就要求網(wǎng)絡管理員要有堅實的網(wǎng)絡技術(shù)知識、豐富的網(wǎng)絡管理經(jīng)驗和應變能力。由于網(wǎng)絡具有實時性、動態(tài)性和瞬變性等特點，即使有豐富經(jīng)驗的網(wǎng)絡管理人員也有力不從心之感。目前現(xiàn)有的網(wǎng)絡通常由許多獨立的專用網(wǎng)和公用網(wǎng)互連組成，它們支持不同的管理協(xié)議，從而導致了一個網(wǎng)絡中存在不同的網(wǎng)絡管理功能和標準。這種差異使得網(wǎng)絡的管理問題更加復雜，網(wǎng)絡管理人員只能通過不同的網(wǎng)絡管理工作站實施管理，而各個網(wǎng)絡管理系統(tǒng)之間的信息交換很難實現(xiàn)。目前復雜的電信網(wǎng)絡包含許多層網(wǎng)絡（包括ＩＰ、ＡＴＭ、ＳＯＮＥＴ/ＳＤＨ和光層），對這些層網(wǎng)絡的監(jiān)控和管理需要不同的網(wǎng)管平臺。而對網(wǎng)絡運營商來說，管理者希望通過一個管理工作站就能提供對不同網(wǎng)絡實施各種操作和控制，達到一個管理工作站就能實現(xiàn)對互連的多個網(wǎng)絡的管理。

　　為此，現(xiàn)代網(wǎng)絡管理正朝著具有綜合化和智能化方向發(fā)展。未來的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)是通過一組相同的網(wǎng)絡管理工作站管理所有互連的網(wǎng)絡，而不論其結(jié)構(gòu)和協(xié)議如何，這就是綜合網(wǎng)絡管理系統(tǒng)（ＩＮＭＳ）的基本出發(fā)點。它包含如下功能：

　�。�1）管理各個子網(wǎng)內(nèi)的所有網(wǎng)元設備，從低級到高級層次；

　�。�2）提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡接口和標準；

　�。�3）提供單一的管理語法；

　�。�4）具有統(tǒng)一的公共管理功能集；

　　（5）不同受管對象定義之間自動翻譯；

　　（6）自動維護各受管對象之間的聯(lián)系等。

　　1.綜合化。網(wǎng)絡的綜合化管理包含三層意思：一是對于同一子網(wǎng)，必須包含組成網(wǎng)絡的各種網(wǎng)元設備。如電信網(wǎng)管理必須包含交換設備、傳輸設備和用戶的管理，此外還應包括支撐體系（信令系統(tǒng)、同步系統(tǒng)等）到各種業(yè)務管理，如電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)以及它們的互連網(wǎng)，對于一個行業(yè)、部門建立能覆蓋秘涉及的全部網(wǎng)絡。三是與網(wǎng)絡直接相關(guān)的系統(tǒng)也應是綜合管理的一部分，如網(wǎng)絡所處環(huán)境、供電系統(tǒng)等。

　　2.智能化。隨著網(wǎng)絡規(guī)模的擴大，網(wǎng)絡所跨越的地域范圍越來越大，結(jié)構(gòu)也越來越復雜，這就要求不斷地發(fā)展更多更新的網(wǎng)絡管理技術(shù)，以保證網(wǎng)絡安全可靠、高效、穩(wěn)定的運行。人工智能技術(shù)是一種模仿高級智能的推理和運算技術(shù)，在很多實際的控制和管理問題上都顯示出具有很強的優(yōu)勢，如果能把人工智能科學中的一些算法與思想應用到網(wǎng)絡管理技術(shù)中，將會大大提高網(wǎng)絡的可靠性和魯棒性。網(wǎng)絡管理的智能網(wǎng)化發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下兩個方面：一是隨著電信技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)元的“智能性”增強，網(wǎng)元自動控制的能力會大大加強；二是人工智能技術(shù)的引入。人工智能的發(fā)展將會進步解決因日益復雜的網(wǎng)管系統(tǒng)所帶來的問題。未來的網(wǎng)絡管理將引入專家系統(tǒng)知識，它可以處理不完整和不確切的數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡狀態(tài)，以捕獲間歇和偶然出現(xiàn)的復雜問題，并提供對處理結(jié)果合理的解釋，甚至可以自動學習和積累經(jīng)驗�？梢�，網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的智能化有著廣闊的研究和應用前景。在一個大網(wǎng)中，網(wǎng)管系統(tǒng)需要同時處理大量的網(wǎng)絡狀態(tài)數(shù)據(jù)，而且往往這些數(shù)據(jù)是不完善的、不連續(xù)的或無規(guī)則的。要實現(xiàn)網(wǎng)管的智能化。目前由于ＩＰ業(yè)務和網(wǎng)絡在全球的迅猛發(fā)展，解決ＩＰ網(wǎng)和基于電路概念的傳統(tǒng)電信網(wǎng)的綜合管理問題是目前網(wǎng)管技術(shù)發(fā)展的重點�，F(xiàn)在ＩＴＵ-Ｔ各研究組都已經(jīng)開展對電路交換和包交換綜合網(wǎng)絡的統(tǒng)一管理框架、統(tǒng)一的ＩＰ和電路交換網(wǎng)絡的控制管理等問題進行標準化研究。

　　3�。茫椋螅悖锝y(tǒng)一控制平臺ＵＣＰ及其發(fā)展策略與實現(xiàn)步驟

　　為了實現(xiàn)在ＯＴＮ之間建立連接，而與網(wǎng)絡及其業(yè)務類型無關(guān)，也同時為了保證（這種網(wǎng)管技術(shù)轉(zhuǎn)變能夠進行，Ｃｉｓｃｏ公司采用了一個分階段策略的解決方案，使得ＩＰ智能能夠融入到下一代高帶寬、高智能ＯＴＮ網(wǎng)絡中，這也就是ＵＣＰ－－統(tǒng)一控制平臺。在ＵＣＰ統(tǒng)一控制網(wǎng)管平臺下，IP+Optical網(wǎng)絡的所有網(wǎng)元將會在一個共同的、基于標準的光網(wǎng)絡管理平臺下進行管理。該網(wǎng)管平臺將包括下面優(yōu)點：

　　－－－－可以在多運營商網(wǎng)絡中提供快速、全分布式基于ＩＰ的端到端的維護和管理；

　　－－－－簡化新業(yè)務的提交速度，例如光虛擬專用網(wǎng)Ｏ－ＶＰＮ、波長出租等新業(yè)務；

　�。�－－－使網(wǎng)絡管理更加自動化和智能化；

　　－－－－可以提供方便、有效的多層保護倒換方案；

　�。�－－－可以利用流量工程，為端到端的業(yè)務提供有效地使用網(wǎng)絡帶寬資源；

　　1.第一階段目標－－－－在單域系統(tǒng)中實現(xiàn)端到端光傳輸網(wǎng)監(jiān)控

　　在該階段，可以在一個ＯＴＮ域中提供網(wǎng)絡監(jiān)控和自動拓撲發(fā)現(xiàn)技術(shù)。運營商目前一直在尋求直接的解決方案，用于幫助他們加快業(yè)務提交速度。如使用Ｃｉｓｃｏ�。希危印�15000光網(wǎng)絡系統(tǒng)平臺，運營商能夠使用ＩＰ（ＯＳＰＦ協(xié)議）使端到端的監(jiān)控過程自動化，而不需要逐段地進行監(jiān)控。這個階段的目標是使得在一個單域系統(tǒng)中實現(xiàn)端到端的監(jiān)控過程自動化，而不是傳統(tǒng)的逐段監(jiān)控。例如在光城域網(wǎng)傳輸系統(tǒng)中，通過使用ＯＳＰＦ協(xié)議來自動發(fā)現(xiàn)節(jié)點和建立網(wǎng)絡拓撲圖。端到端的ＯＴＮ監(jiān)控請求可以通過網(wǎng)管系統(tǒng)的點擊操作來完成，這樣大大加快了業(yè)務監(jiān)控過程，減少人為操作過錯。

　　電路創(chuàng)建記錄通常是手工錄入到不同的數(shù)據(jù)庫中，這是一個耗時且容易出錯的過程。端到端的監(jiān)控使得整個電路創(chuàng)建記錄的工作實現(xiàn)自動化、降低了運行成本和更完善的電路創(chuàng)建記錄。

　　2.第二階段目標－－－－實現(xiàn)基于信令的監(jiān)控

　　ＯＩＦ�。眨危蓸藴室�(guī)范為下一步Ｃｉｓｃｏ公司的ＵＣＰ開發(fā)進一步提供了基礎，也就是利用ＩＰ智能來加速網(wǎng)絡之間的業(yè)務監(jiān)控。在沒有ＯＩＦ�。眨危�1.0標準以前，對于像這樣一條跨城域網(wǎng)的一個ＯＣ-48通道的監(jiān)控管理請求，運營商不得不在ＯＴＮ網(wǎng)絡和ＩＰ網(wǎng)絡同時發(fā)出基于ＩＰ的監(jiān)控請求。在這種情況下將極大簡化多運營商環(huán)境下ＯＴＮ網(wǎng)絡和ＩＰ網(wǎng)絡之間監(jiān)控和協(xié)調(diào)工作。

　　3.第三階段目標－－－－實現(xiàn)多域端到端光傳輸網(wǎng)監(jiān)控

　　第三階段ＵＣＰ是將ＯＩＦ�。眨危尚帕钆c端到端的監(jiān)控結(jié)合起來。其目的是實現(xiàn)在一個運營商網(wǎng)絡跨多個傳輸域的端到端的監(jiān)控（如在城域網(wǎng)－骨干網(wǎng)－城域網(wǎng)之間）。這種功能為可配置的業(yè)務提供了極大的靈活性。通過將ＯＩＦ　ＵＮＩ信令與ＩＰ外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議融合，業(yè)務運營商將能夠進一步簡化ＯＡＭ＆Ｐ過程。它也允許運營商提供具有Ｏ－ＶＰＮ能力的新業(yè)務。使用增強的ＵＣＰ監(jiān)控過程使運營商能夠比單獨的、集中化的網(wǎng)管解決方案更有效、準確的提交業(yè)務。網(wǎng)絡運營商能夠使用這些功能來開展靈活的專線業(yè)務，同時整個網(wǎng)絡的端到端的業(yè)務監(jiān)控功能都能在一個網(wǎng)管平臺內(nèi)同時進行。

　　4.第四階段目標－－－－實現(xiàn)ＩＰ網(wǎng)和ＯＴＮ網(wǎng)管平臺完全融合

　　由于經(jīng)濟利益、技術(shù)發(fā)展的驅(qū)使，在下一步ＵＣＰ的開發(fā)將會包括ＵＣＰ版本的全部實現(xiàn)。ＯＴＮ網(wǎng)絡系統(tǒng)將具有ＩＰ的智能，此時的ＯＴＮ網(wǎng)絡與ＩＰ系統(tǒng)將作為對等的伙伴關(guān)系。這種模型的基本思路是將ＯＴＮ網(wǎng)的智能與ＩＰ網(wǎng)絡結(jié)合，由ＩＰ層來實施端到端的控制，此時ＯＴＮ網(wǎng)和ＩＰ網(wǎng)可以看作一個集成的網(wǎng)絡。隨著ＩＰ和ＯＴＮ網(wǎng)絡共享共同的網(wǎng)管平臺和拓撲信息，運營商將能夠?qū)崿F(xiàn)功能強大的監(jiān)控和保護倒換方案。從長遠的觀點來看，對等模型能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡監(jiān)控功能的分布化，減少對集中化ＯＳＳ/ＥＭＳ系統(tǒng)的依賴，同時也將簡化新業(yè)務的提交過程。由于這種模型需要在ＩＰ網(wǎng)和ＯＴＮ網(wǎng)之間交換大量的狀態(tài)和控制信息，從標準化的角度來看，需要較長的時間才有可能實現(xiàn)它們之間互操作性。簡言之，這是一種理想化的純技術(shù)方案，短期是很難實現(xiàn)的。

　　4　結(jié)束語

　　ＵＣＰ統(tǒng)一控制平臺是Ｃｉｓｃｏ公司為了加快實現(xiàn)IP+Optical網(wǎng)絡業(yè)務提供速度的網(wǎng)管技術(shù)平臺。通過為ＯＴＮ網(wǎng)絡本身提供某種監(jiān)控功能，增強和擴展傳統(tǒng)網(wǎng)絡管理功能，大大地降低運營開銷成本，為運營商將來新增值業(yè)務打下基礎。雖然ＵＣＰ是Ｃｉｓｃｏ為降低運營商網(wǎng)管成本提供一套解決方案，但從長遠的觀點來看，在不久的將來運營商能夠建立端到端IP+Optical網(wǎng)絡系統(tǒng)。在這個IP+Optical網(wǎng)絡系統(tǒng)，每一個網(wǎng)遠都能夠充分實現(xiàn)基于ＩＰ管理的智能，進而為由ＩＰ網(wǎng)與ＯＴＮ網(wǎng)絡實現(xiàn)無縫融合。該融合網(wǎng)絡的管理平臺必將實現(xiàn)基于分布式的、端到端的監(jiān)控和管理，同時為網(wǎng)絡提供靈活的多層保護與倒換保護功能。目前主要兩大國際標準化組織ＩＥＴＦ和ＯＩＦ正努力制定與ＵＣＰ有關(guān)的標準。ＩＥＴＦ正努力對ＧＭＰＬＳ制定框架和協(xié)議標準，ＯＩＦ正注重于開發(fā)這些協(xié)議的互操作性規(guī)范標準。Ｃｉｓｃｏ公司作為一個全球電信設備供應商，以其在ＩＰ網(wǎng)絡設備領域的雄厚研究實力，必然會在全力推進這一重要領域的標準化進程中起領導作用。

摘自《中國數(shù)據(jù)通信》2002.3