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

標(biāo)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(Customer)、應(yīng)用(Application)、數(shù)據(jù)(Data)”為中心的CAD三要素將構(gòu)成未來業(yè)務(wù)驅(qū)動的核心內(nèi)容。作為未來的光網(wǎng)絡(luò)，不僅要具備“用戶驅(qū)動”能力，同時“業(yè)務(wù)驅(qū)動”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(dāng)前光網(wǎng)絡(luò)所面臨的問題。

三座大山困擾當(dāng)前

目前光網(wǎng)絡(luò)所面臨的三個問題，首當(dāng)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(kuò)展性。未來業(yè)務(wù)具有多樣性和時變性，這要求傳送網(wǎng)具備更加靈活的帶寬接入能力，也就意味著未來傳送網(wǎng)需要提供多種粒度的業(yè)務(wù)接口，并能夠通過智能的控制，靈活地為高動態(tài)化的業(yè)務(wù)提供適應(yīng)的帶寬需求。與此同時，網(wǎng)絡(luò)的分層、分域雖然在很大程度上解決了大規(guī)模光網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性，但是多層多域光網(wǎng)絡(luò)本身仍舊面臨著一定的體系擴(kuò)展性問題。這里的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性，既指網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的可擴(kuò)展，即域的數(shù)量增加或者是域內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)量增加，又指網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的可擴(kuò)展，即節(jié)點(diǎn)對之間的業(yè)務(wù)量增加。前者體現(xiàn)為空間上，后者則體現(xiàn)在時間上。多層多域光網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)面臨的擴(kuò)展性問題，即在時間或者空間上擴(kuò)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(jì)算的收斂時間、建路時間、生存性和資源利用率等方面的性能。當(dāng)前的多層多域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)還不能很好地解決上述網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展所帶來的問題，需要在新的體系架構(gòu)上做出優(yōu)化設(shè)計(jì)。

如何將光層的通道服務(wù)模式發(fā)展為光層與電層的統(tǒng)一調(diào)度模式，也是光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一大困擾。長期以來，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(dú)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?fù)浜捅Ｗo(hù)能力;光層也無法了解IP層的動態(tài)業(yè)務(wù)需求。隨著業(yè)務(wù)的迅速增長，IP層的路由器面臨著巨大的擴(kuò)容與處理壓力。如何通過光層與電層的統(tǒng)一調(diào)度來降低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(dāng)前網(wǎng)絡(luò)亟待解決的一個問題。

同時，要如何架構(gòu)未來的業(yè)務(wù)驅(qū)動和用戶驅(qū)動型光網(wǎng)絡(luò)，真正實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)網(wǎng)與傳送網(wǎng)的融合，也是一個關(guān)鍵問題。寬帶網(wǎng)絡(luò)視頻、實(shí)時流媒體通信、大容量文件傳輸、存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)等帶寬和時變業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，以及用戶對高質(zhì)量服務(wù)保障的需求，無不驅(qū)動著傳送網(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)和用戶驅(qū)動的本質(zhì)可以概括為傳送網(wǎng)由封閉到開放、由他控到自律的發(fā)展模式問題。要在充分利用光網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有資源來滿足業(yè)務(wù)動態(tài)化需求的同時，又可以保證傳送網(wǎng)本身的可控、可管，以達(dá)到業(yè)務(wù)網(wǎng)與傳送網(wǎng)的融合，是未來光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的難點(diǎn)。

展望未來光網(wǎng)絡(luò)

關(guān)鍵問題的提出，不僅會激發(fā)技術(shù)人員的智慧，也驅(qū)動著光網(wǎng)絡(luò)向更好的方向去發(fā)展。隨著近年來互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的爆炸式發(fā)展，數(shù)據(jù)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(tǒng)的話音業(yè)務(wù)和專線業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量以每年50%～100%的速度增長，骨干網(wǎng)的帶寬需求每9個月就會翻一倍。長期以來，光網(wǎng)絡(luò)一直扮演底層傳輸?shù)慕巧?，隨著用戶需求內(nèi)容的擴(kuò)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(tǒng)的話音業(yè)務(wù)和專線業(yè)務(wù)，還要承載各種寬帶業(yè)務(wù)、虛擬光專用網(wǎng)業(yè)務(wù)、移動業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)，支撐如網(wǎng)格計(jì)算、文件下載、視頻點(diǎn)播、存儲區(qū)域網(wǎng)等新的應(yīng)用。數(shù)據(jù)類業(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(xiàn)出的動態(tài)、突發(fā)、差異、多變的特點(diǎn)。因此，面向復(fù)雜業(yè)務(wù)應(yīng)用的深度分析與控制是未來光網(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(tǒng)平臺，為光網(wǎng)絡(luò)提供了異構(gòu)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(gòu)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，形成控制、管理和傳送平面彼此交互的結(jié)構(gòu)體系，解決了以會話控制為基礎(chǔ)的電路型連接的動態(tài)建立、維護(hù)與拆除問題。利用獨(dú)立的控制平面，ASON能夠在兩個客戶網(wǎng)元(如IP路由器、ATM交換機(jī)等)之間建立具有固定帶寬的傳輸通道。但是，ASON僅僅實(shí)現(xiàn)了面向連接的網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)自動化交換和管理功能，并沒有給出面向業(yè)務(wù)提供的一致性方案。運(yùn)營商只能根據(jù)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(dú)立的業(yè)務(wù)接入體系，這無疑增加了調(diào)研和開發(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(xiàn)智能互聯(lián)與集成控制成為了目前亟需解決的問題，同時也是下一代光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。

此外，網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和功能可能隨著網(wǎng)絡(luò)的需求而隨時發(fā)生變化。一個可重構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)可以靈活地根據(jù)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(hù)成本，提高生產(chǎn)效率。比如網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浒l(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(yīng)用發(fā)生了改變，這時不但要求網(wǎng)絡(luò)中這些變化能夠快速完成，而且需要整個網(wǎng)絡(luò)能迅速地感知變化，并做出同步調(diào)整。當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)因?yàn)橹悄芑粔颍⑶胰狈y(tǒng)一的控制機(jī)制，還很難做到這一點(diǎn)。因此下一代光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展將朝著網(wǎng)絡(luò)的高可重構(gòu)性與控制流歸一化方向進(jìn)行。

所以只有通過全面覆蓋承載網(wǎng)的各個層次，使基于不同傳送技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一控制，并建設(shè)具有更高業(yè)務(wù)要求和應(yīng)用能力的業(yè)務(wù)驅(qū)動型傳送網(wǎng)，這樣才可以推動光網(wǎng)絡(luò)的全新發(fā)展。

基于GMPLS+PCE的控制架構(gòu)

現(xiàn)在的智能光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以分為四個平面：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(fù)責(zé)用戶數(shù)據(jù)和一些控制、管理信息的傳送;管理平面執(zhí)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(diào)平面間的關(guān)系;控制平面主要通過信令網(wǎng)的支持，接收用戶網(wǎng)絡(luò)或者管理平面的要求，控制傳送平面進(jìn)行自動的交叉連接。而業(yè)務(wù)平面的引入使業(yè)務(wù)擴(kuò)展和業(yè)務(wù)定制成為可能。通過業(yè)務(wù)平面，可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)交換與業(yè)務(wù)控制相分離，使業(yè)務(wù)生成獨(dú)立于業(yè)務(wù)運(yùn)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(tǒng)提供不同新增業(yè)務(wù)的傳統(tǒng)方式。交換系統(tǒng)將只負(fù)責(zé)交換和接入功能，不會為新業(yè)務(wù)的引入做任何改動，從而實(shí)現(xiàn)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(dú)立于智能光網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)運(yùn)行環(huán)境，使得業(yè)務(wù)的提供不依賴于業(yè)務(wù)平面相關(guān)設(shè)備的供應(yīng)商，獨(dú)立的業(yè)務(wù)運(yùn)行環(huán)境為業(yè)務(wù)的快速提供奠定了基礎(chǔ)。