光網(wǎng)絡(luò )面臨三大困擾 集成控制架構有效提升網(wǎng)絡(luò )性能

標簽：集成控制 電信IP化

電信IP化已經(jīng)成為全球發(fā)展趨勢，以“客戶(hù)(Customer)、應用(Application)、數據(Data)”為中心的CAD三要素將構成未來(lái)業(yè)務(wù)驅動(dòng)的核心內容。作為未來(lái)的光網(wǎng)絡(luò )，不僅要具備“用戶(hù)驅動(dòng)”能力，同時(shí)“業(yè)務(wù)驅動(dòng)”的能力也不能掉以輕心。要做到兩手抓，兩手都要硬，首先要解決當前光網(wǎng)絡(luò )所面臨的問(wèn)題。

三座大山困擾當前

目前光網(wǎng)絡(luò )所面臨的三個(gè)問(wèn)題，首當其沖的就是如何進(jìn)一步提高光網(wǎng)絡(luò )的靈活性和可擴展性。未來(lái)業(yè)務(wù)具有多樣性和時(shí)變性，這要求傳送網(wǎng)具備更加靈活的帶寬接入能力，也就意味著(zhù)未來(lái)傳送網(wǎng)需要提供多種粒度的業(yè)務(wù)接口，并能夠通過(guò)智能的控制，靈活地為高動(dòng)態(tài)化的業(yè)務(wù)提供適應的帶寬需求。與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò )的分層、分域雖然在很大程度上解決了大規模光網(wǎng)絡(luò )的可擴展性，但是多層多域光網(wǎng)絡(luò )本身仍舊面臨著(zhù)一定的體系擴展性問(wèn)題。這里的網(wǎng)絡(luò )擴展性，既指網(wǎng)絡(luò )規模的可擴展，即域的數量增加或者是域內節點(diǎn)數量增加，又指網(wǎng)絡(luò )負載的可擴展，即節點(diǎn)對之間的業(yè)務(wù)量增加。前者體現為空間上，后者則體現在時(shí)間上。多層多域光網(wǎng)絡(luò )的體系結構面臨的擴展性問(wèn)題，即在時(shí)間或者空間上擴展后，如何保證端到端的業(yè)務(wù)性能。具體包括路由的可得性、路徑計算的收斂時(shí)間、建路時(shí)間、生存性和資源利用率等方面的性能。當前的多層多域網(wǎng)絡(luò )架構還不能很好地解決上述網(wǎng)絡(luò )擴展所帶來(lái)的問(wèn)題，需要在新的體系架構上做出優(yōu)化設計。

如何將光層的通道服務(wù)模式發(fā)展為光層與電層的統一調度模式，也是光網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的一大困擾。長(cháng)期以來(lái)，骨干網(wǎng)被分為兩層：骨干路由器IP承載網(wǎng)(IP層)和骨干光傳送網(wǎng)(光層)。兩層一直分別獨立地發(fā)展，主要關(guān)聯(lián)點(diǎn)集中在光層為IP層提供靜態(tài)配置的物理鏈路資源，而其他的聯(lián)系卻很少。IP層看不到光層的網(wǎng)絡(luò )拓撲和保護能力;光層也無(wú)法了解IP層的動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)需求。隨著(zhù)業(yè)務(wù)的迅速增長(cháng)，IP層的路由器面臨著(zhù)巨大的擴容與處理壓力。如何通過(guò)光層與電層的統一調度來(lái)降低IP層路由器的處理壓力，進(jìn)而降低網(wǎng)絡(luò )成本和功耗是當前網(wǎng)絡(luò )亟待解決的一個(gè)問(wèn)題。

同時(shí)，要如何架構未來(lái)的業(yè)務(wù)驅動(dòng)和用戶(hù)驅動(dòng)型光網(wǎng)絡(luò )，真正實(shí)現業(yè)務(wù)網(wǎng)與傳送網(wǎng)的融合，也是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。寬帶網(wǎng)絡(luò )視頻、實(shí)時(shí)流媒體通信、大容量文件傳輸、存儲區域網(wǎng)絡(luò )等帶寬和時(shí)變業(yè)務(wù)的出現，以及用戶(hù)對高質(zhì)量服務(wù)保障的需求，無(wú)不驅動(dòng)著(zhù)傳送網(wǎng)向具有綜合業(yè)務(wù)支撐能力的方向發(fā)展。多業(yè)務(wù)和用戶(hù)驅動(dòng)的本質(zhì)可以概括為傳送網(wǎng)由封閉到開(kāi)放、由他控到自律的發(fā)展模式問(wèn)題。要在充分利用光網(wǎng)絡(luò )的現有資源來(lái)滿(mǎn)足業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)化需求的同時(shí)，又可以保證傳送網(wǎng)本身的可控、可管，以達到業(yè)務(wù)網(wǎng)與傳送網(wǎng)的融合，是未來(lái)光網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的難點(diǎn)。

展望未來(lái)光網(wǎng)絡(luò )

關(guān)鍵問(wèn)題的提出，不僅會(huì )激發(fā)技術(shù)人員的智慧，也驅動(dòng)著(zhù)光網(wǎng)絡(luò )向更好的方向去發(fā)展。隨著(zhù)近年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的爆炸式發(fā)展，數據業(yè)務(wù)已經(jīng)成為了傳送網(wǎng)的主要服務(wù)對象，其帶寬需求已經(jīng)大大超出了傳統的話(huà)音業(yè)務(wù)和專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)，數據業(yè)務(wù)量以每年50%～100%的速度增長(cháng)，骨干網(wǎng)的帶寬需求每9個(gè)月就會(huì )翻一倍。長(cháng)期以來(lái)，光網(wǎng)絡(luò )一直扮演底層傳輸的角色，隨著(zhù)用戶(hù)需求內容的擴大和網(wǎng)絡(luò )智能手段的發(fā)展，傳送網(wǎng)必將與業(yè)務(wù)網(wǎng)進(jìn)一步交融，在光層直接提供動(dòng)態(tài)、靈活、可控的新型業(yè)務(wù)成為目前光網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的必然趨勢。光網(wǎng)絡(luò )不僅承載傳統的話(huà)音業(yè)務(wù)和專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)，還要承載各種寬帶業(yè)務(wù)、虛擬光專(zhuān)用網(wǎng)業(yè)務(wù)、移動(dòng)業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)，支撐如網(wǎng)格計算、文件下載、視頻點(diǎn)播、存儲區域網(wǎng)等新的應用。數據類(lèi)業(yè)務(wù)增加了帶寬顆粒的靈活性，并且提出對業(yè)務(wù)分級的需要，以面對新型業(yè)務(wù)所表現出的動(dòng)態(tài)、突發(fā)、差異、多變的特點(diǎn)。因此，面向復雜業(yè)務(wù)應用的深度分析與控制是未來(lái)光網(wǎng)絡(luò )與業(yè)務(wù)融合的發(fā)展趨勢。

目前各種各樣的交換技術(shù)、功能各異的網(wǎng)絡(luò )層面，以及不同的系統平臺，為光網(wǎng)絡(luò )提供了異構的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，包括SONET/SDH網(wǎng)絡(luò )、OTN網(wǎng)絡(luò )、PTN網(wǎng)絡(luò )、光以太網(wǎng)等。ASON構建在各種傳送技術(shù)之上，采用平面化手段對傳送網(wǎng)的功能主體進(jìn)行分類(lèi)，形成控制、管理和傳送平面彼此交互的結構體系，解決了以會(huì )話(huà)控制為基礎的電路型連接的動(dòng)態(tài)建立、維護與拆除問(wèn)題。利用獨立的控制平面，ASON能夠在兩個(gè)客戶(hù)網(wǎng)元(如IP路由器、ATM交換機等)之間建立具有固定帶寬的傳輸通道。但是，ASON僅僅實(shí)現了面向連接的網(wǎng)元節點(diǎn)自動(dòng)化交換和管理功能，并沒(méi)有給出面向業(yè)務(wù)提供的一致性方案。運營(yíng)商只能根據其商業(yè)策略和環(huán)境定義自己的業(yè)務(wù)模型，形成各自獨立的業(yè)務(wù)接入體系，這無(wú)疑增加了調研和開(kāi)發(fā)成本，并且增大了體系之間的互通難度。如何將這些網(wǎng)絡(luò )耦合在一起，使之能夠高效地實(shí)現智能互聯(lián)與集成控制成為了目前亟需解決的問(wèn)題，同時(shí)也是下一代光網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的必然趨勢。

此外，網(wǎng)絡(luò )的結構和功能可能隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的需求而隨時(shí)發(fā)生變化。一個(gè)可重構的網(wǎng)絡(luò )可以靈活地根據自己的要求對網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行配置，這樣能夠極大地提高網(wǎng)絡(luò )維護成本，提高生產(chǎn)效率。比如網(wǎng)絡(luò )的拓撲發(fā)生了變化，網(wǎng)絡(luò )中的域進(jìn)行了重新劃分，或業(yè)務(wù)應用發(fā)生了改變，這時(shí)不但要求網(wǎng)絡(luò )中這些變化能夠快速完成，而且需要整個(gè)網(wǎng)絡(luò )能迅速地感知變化，并做出同步調整。當前的網(wǎng)絡(luò )因為智能化不夠，并且缺乏統一的控制機制，還很難做到這一點(diǎn)。因此下一代光網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展將朝著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的高可重構性與控制流歸一化方向進(jìn)行。

所以只有通過(guò)全面覆蓋承載網(wǎng)的各個(gè)層次，使基于不同傳送技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )實(shí)現統一控制，并建設具有更高業(yè)務(wù)要求和應用能力的業(yè)務(wù)驅動(dòng)型傳送網(wǎng)，這樣才可以推動(dòng)光網(wǎng)絡(luò )的全新發(fā)展。

基于GMPLS+PCE的控制架構

現在的智能光網(wǎng)絡(luò )架構可以分為四個(gè)平面：傳送平面、控制平面、管理平面和業(yè)務(wù)平面。如圖1所示傳送平面負責用戶(hù)數據和一些控制、管理信息的傳送;管理平面執行傳送平面、控制平面、業(yè)務(wù)平面的管理功能，并從整體上協(xié)調平面間的關(guān)系;控制平面主要通過(guò)信令網(wǎng)的支持，接收用戶(hù)網(wǎng)絡(luò )或者管理平面的要求，控制傳送平面進(jìn)行自動(dòng)的交叉連接。而業(yè)務(wù)平面的引入使業(yè)務(wù)擴展和業(yè)務(wù)定制成為可能。通過(guò)業(yè)務(wù)平面，可以實(shí)現業(yè)務(wù)交換與業(yè)務(wù)控制相分離，使業(yè)務(wù)生成獨立于業(yè)務(wù)運行環(huán)境。業(yè)務(wù)交換與業(yè)務(wù)控制相分離改變了由交換系統提供不同新增業(yè)務(wù)的傳統方式。交換系統將只負責交換和接入功能，不會(huì )為新業(yè)務(wù)的引入做任何改動(dòng)，從而實(shí)現了業(yè)務(wù)由業(yè)務(wù)平面集中提供的要求。業(yè)務(wù)生成獨立于智能光網(wǎng)絡(luò )的業(yè)務(wù)運行環(huán)境，使得業(yè)務(wù)的提供不依賴(lài)于業(yè)務(wù)平面相關(guān)設備的供應商，獨立的業(yè)務(wù)運行環(huán)境為業(yè)務(wù)的快速提供奠定了基礎。