《光纖通信網(wǎng)》課件第9章

第9章智能光網(wǎng)絡(luò)9.1智能光網(wǎng)絡(luò)概述9.2自動交換光網(wǎng)絡(luò)ASON9.3

ASON路由和信令9.4

ASON生存性9.5

ASON業(yè)務(wù) 9.1智能光網(wǎng)絡(luò)概述

在過去的10余年中，光通信技術(shù)獲得了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。從SDH發(fā)展到DWDM以及DWDM向全光網(wǎng)絡(luò)的過渡，不僅為通信網(wǎng)絡(luò)提供了巨大的傳輸帶寬，而且極大地增加了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的吞吐容量，使光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)生了巨大的變化。然而，隨著信息領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，特別是Internet對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長的強(qiáng)大推動，人們對現(xiàn)有光網(wǎng)絡(luò)的功能提出了新的、更高的要求，例如，要求光網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崟r、動態(tài)地調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實現(xiàn)資源的最佳利用，以適應(yīng)IP業(yè)務(wù)的自相似性、突發(fā)性和流向的不確定性等特點(diǎn)；要求光網(wǎng)絡(luò)能夠快速、高質(zhì)量地為用戶提供各種帶寬服務(wù)與應(yīng)用，以滿足正在興起的諸如“波長批發(fā)”、“帶寬出租”及光虛擬專網(wǎng)（OVPN）等業(yè)務(wù)的需求；要求光網(wǎng)絡(luò)具有更加完善的保護(hù)和恢復(fù)功能、更強(qiáng)的互操作性和擴(kuò)展性，以減少不斷增加的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、維護(hù)和管理（OAM）費(fèi)用等等。這些要求的實質(zhì)是要賦予現(xiàn)有光網(wǎng)絡(luò)更多的智能，使其發(fā)展成一個能夠完成自動交換功能的智能光網(wǎng)絡(luò)。因此智能光網(wǎng)絡(luò)（ION）的概念一經(jīng)提出，立刻吸引了國際學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛注意，許多學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化組織都投入了大量的精力對此開展了相關(guān)的研究、開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化工作，ION也被認(rèn)為是下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）最為重要的組成部分之一。傳統(tǒng)的光傳送網(wǎng)技術(shù)只涉及到客戶層信號的傳送、復(fù)用、交叉連接、監(jiān)控和生存性處理等，連接的建立、拆除和資源配置都需要在集中的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)（NMS）控制下實現(xiàn)，節(jié)點(diǎn)通常不含交換能力（動態(tài)建立、拆除和疏導(dǎo)連接），不具備或僅具備較低的智能。而ION的基本思想是在光傳送網(wǎng)中引入智能化的控制平面技術(shù)，使得光傳送網(wǎng)首次具備了動態(tài)交換的概念和較高的智能化程度，同時又保留了光傳送網(wǎng)的業(yè)務(wù)透明性等優(yōu)點(diǎn)，支持多種客戶信號，可以獨(dú)立于客戶層技術(shù)存在，代表了下一代光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。

ION的具體實現(xiàn)形式還存在不同的認(rèn)識，現(xiàn)階段ITU－T提出的自動交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）和自動交換傳送網(wǎng)（ASTN）是對ION的一種理解，得到了較多的共識，是傳統(tǒng)光傳送網(wǎng)向ION演進(jìn)的主要路線，本章主要以ASON為例介紹ION。 9.2自動交換光網(wǎng)絡(luò)ASON

ASON最早是在2000年3月由ITU－T的Q19/13研究組正式提出的。在短短的時間內(nèi)，無論是技術(shù)研究，還是標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程都進(jìn)展迅速，ASON成為了各種國際標(biāo)準(zhǔn)化組織及業(yè)內(nèi)各大廠商研究討論的焦點(diǎn)課題。ITU－T先后制訂出G.807（自動交換傳送網(wǎng)絡(luò)ASTN功能需求）、G.8080（自動交換光網(wǎng)絡(luò)ASON體系結(jié)構(gòu)）以及后續(xù)的ASON相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。IETF（因特網(wǎng)工程任務(wù)組）、OIF（光互聯(lián)網(wǎng)論壇）等組織也正在積極擴(kuò)展通用多協(xié)議標(biāo)記交換GMPLS協(xié)議，使其能成為ASON的路由和信令協(xié)議。

ASON的核心思想是新一代光網(wǎng)絡(luò)在路由和信令控制下，完成自動交換連接功能，這是一種標(biāo)準(zhǔn)化了的智能光傳送網(wǎng)，代表了未來智能光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主流方向，是下一代智能光傳送網(wǎng)絡(luò)的典型代表。ASON首次將信令和路由引入傳送網(wǎng)，通過智能的控制層面來建立呼叫和連接，實現(xiàn)了真正意義上的路由設(shè)置、端到端業(yè)務(wù)調(diào)度和網(wǎng)絡(luò)自動恢復(fù)。在傳統(tǒng)的光傳送網(wǎng)中引入動態(tài)交換的概念不僅是幾十年來光傳送網(wǎng)概念的重大歷史性突破，也是光傳送網(wǎng)技術(shù)的一次重要突破，因此ASON被廣泛認(rèn)為是下一代光網(wǎng)絡(luò)最重要的技術(shù)之一。

ASON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的核心特點(diǎn)就是支持電子交換設(shè)備動態(tài)地向光網(wǎng)絡(luò)申請帶寬資源，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)分布模式動態(tài)變化的需求，通過信令系統(tǒng)或者管理平面自主地建立或者拆除光通道，而不需要人工干預(yù)。采用自動交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后，原來復(fù)雜的多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以變得簡單和扁平化，光網(wǎng)絡(luò)層可以直接承載業(yè)務(wù)，避免了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)升級時受到的多重限制。ASON的優(yōu)勢集中表現(xiàn)在其組網(wǎng)應(yīng)用的動態(tài)、靈活、高效和智能方面。支持多粒度、多層次的智能，提供多樣化、個性化的服務(wù)是ASON的核心特征。9.2.1

ASON網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)

ASON網(wǎng)絡(luò)由控制平面、管理平面和傳送平面組成，如圖9－1所示。

控制平面是ASON最具特色的核心部分，它由路由選擇、信令轉(zhuǎn)發(fā)以及資源管理等功能模塊和傳送控制信令信息的信令網(wǎng)絡(luò)組成，完成呼叫控制和連接控制等功能。控制平面通過使用接口、協(xié)議以及信令系統(tǒng)，可以動態(tài)地交換光網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔ⅰ⒙酚尚畔⒁约捌渌刂菩帕?，實現(xiàn)光通道的動態(tài)建立和拆除，以及網(wǎng)絡(luò)資源的動態(tài)分配，還能在連接出現(xiàn)故障時對其進(jìn)行恢復(fù)。圖9－1ASON的體系結(jié)構(gòu)管理平面的重要特征就是管理功能的分布化和智能化。傳統(tǒng)的光傳送網(wǎng)管理體系被基于傳送平面、控制平面和信令網(wǎng)絡(luò)的新型多層面管理結(jié)構(gòu)所替代，構(gòu)成了一個集中管理與分布智能相結(jié)合、面向運(yùn)營者（管理平面）的維護(hù)管理需求與面向用戶（控制平面）的動態(tài)服務(wù)需求相結(jié)合的綜合化的光網(wǎng)絡(luò)管理方案。ASON的管理平面與控制平面技術(shù)互為補(bǔ)充，可以實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源的動態(tài)配置、性能監(jiān)測、故障管理以及路由規(guī)劃等功能。

傳送平面由一系列的傳送實體組成，它是業(yè)務(wù)傳送的通道，可提供端到端用戶信息的單向或者雙向傳輸。ASON傳送網(wǎng)絡(luò)基于網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)，也支持環(huán)網(wǎng)保護(hù)。光節(jié)點(diǎn)使用具有智能的光交叉連接（OXC）和光分插復(fù)用（OADM）等光交換設(shè)備。另外，傳送平面具備分層結(jié)構(gòu)，支持多粒度光交換技術(shù)。多粒度光交換技術(shù)是ASON實現(xiàn)流量工程的重要物理支撐技術(shù)，同時也適應(yīng)帶寬的靈活分配和多種業(yè)務(wù)接入的需要。在ASON網(wǎng)絡(luò)中，為了和網(wǎng)絡(luò)管理域的劃分相匹配，控制平面以及傳送平面也分為不同的自治域。其劃分的依據(jù)可以是按照資源的不同地域或者是所包含的不同類型設(shè)備。即使在已經(jīng)被進(jìn)一步劃分的域中，為了可擴(kuò)展的需求，控制平面也可以被劃分為不同的路由區(qū)域，ASON傳送平面的資源也將據(jù)此分為不同的部分。三大平面之間通過3個接口實現(xiàn)信息的交互。控制平面和傳送平面之間通過連接控制接口（CCI）相連，交互的信息主要為從控制節(jié)點(diǎn)到傳送平面網(wǎng)元的交換控制命令和從傳送平面網(wǎng)元到控制節(jié)點(diǎn)的資源狀態(tài)信息。管理平面通過網(wǎng)絡(luò)管理接口（包括NMI－A和NMI－T）分別與控制平面及傳送平面相連，實現(xiàn)管理平面對控制平面和傳送平面的管理，接口中的信息主要是網(wǎng)絡(luò)管理信息?？刂破矫嫔线€有用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)－網(wǎng)絡(luò)接口（I－NNI）和外部網(wǎng)絡(luò)－網(wǎng)絡(luò)接口（E－NNI）。UNI是客戶網(wǎng)絡(luò)和光層設(shè)備之間的信令接口，客戶設(shè)備通過這個接口動態(tài)地請求獲取、撤銷、修改具有一定特性的光帶寬連接資源，其多樣性要求光層的接口也必須滿足多樣性，能夠支持多種網(wǎng)元類型，還要滿足自動交換網(wǎng)元的要求，即要支持業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)、鄰居發(fā)現(xiàn)等自動發(fā)現(xiàn)功能，以及呼叫控制、連接控制和連接選擇功能。I－NNI是在一個自治域內(nèi)部或者在有信任關(guān)系的多個自治域中的控制實體間的雙向信令接口。E－NNI是在不同自治域中控制實體之間的雙向信令接口。為了連接的自動建立，NNI需要支持資源發(fā)現(xiàn)、連接控制、連接選擇和連接路由尋徑等功能。9.2.2

ASON中的連接

在ASON中，一共定義了三種不同的連接：交換連接（SC）、永久連接（PC）以及軟永久連接（SPC）。

上述三種連接的基本情況如下：

1）交換連接

交換連接是由控制平面發(fā)起的一種全新的動態(tài)連接方式，是由源端用戶發(fā)起呼叫請求，通過控制平面內(nèi)信令實體間信令交互建立起來的連接類型，如圖9－2所示。交換連接實現(xiàn)了連接的自動化，滿足快速、動態(tài)及流量工程的要求。這種類型的連接集中體現(xiàn)了自動交換光網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)要求，是ASON連接的最終實現(xiàn)目標(biāo)。圖9－2交換連接示意圖

交換連接的引入是使ASON網(wǎng)絡(luò)成為真正的交換式智能網(wǎng)絡(luò)的核心所在。正是由于有了交換連接的引入，才有了應(yīng)用戶要求來配置恰當(dāng)光通道的能力，而這種能力是同ASON網(wǎng)絡(luò)中控制面的作用息息相關(guān)的。

2）永久連接

永久連接是由網(wǎng)管系統(tǒng)指配的連接類型，沿襲了傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)的連接建立方式，連接路徑由管理平面根據(jù)連接要求以及網(wǎng)絡(luò)資源利用情況預(yù)先計算，然后沿著連接路徑通過網(wǎng)絡(luò)管理接口（NMI－T）向網(wǎng)元發(fā)送交叉連接命令，進(jìn)行統(tǒng)一指配，最終完成通路的建立過程。

3）軟永久連接

軟永久連接由管理平面和控制平面共同完成，是一種分段的混合連接方式。軟永久連接中用戶到網(wǎng)絡(luò)的部分由管理平面直接配置，而網(wǎng)絡(luò)部分的連接由控制平面完成?？梢哉f，軟永久連接是從永久連接到交換連接的一種過渡類型的連接方式。

三種連接類型的支持使ASON能與現(xiàn)存光網(wǎng)絡(luò)“無縫”連接，也有利于現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)向ASON的過渡和演變?？梢哉f，自動交換光網(wǎng)絡(luò)代表了光通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)新的發(fā)展階段和未來的演進(jìn)方向。9.2.3

ASON傳送平面

ASON傳送平面由一系列的傳送實體組成，是ASON業(yè)務(wù)實現(xiàn)的基礎(chǔ)，而傳送平面的發(fā)展需要遵循光傳送網(wǎng)發(fā)展的趨勢，即由傳統(tǒng)的SDH和DWDM向OTN演進(jìn)。OTN的底層構(gòu)架于超大容量DWDM光纖線路系統(tǒng)，向上支持多樣化的傳送業(yè)務(wù)，如SDH、IP、ATM和Ethernet等，其最終目標(biāo)是發(fā)展成為一個完整的、靈活的多業(yè)務(wù)傳送平臺（MSTP）。

ASON傳送平面中最主要的是ASON智能節(jié)點(diǎn)技術(shù)，涉及光交換技術(shù)、光開關(guān)技術(shù)和多粒度光交換等。光交換技術(shù)主要包括三種類型：波長選路型、廣播選路型和空分型。光交換是指不經(jīng)過電光處理，在光域直接將輸入光信號交換到不同輸出端的技術(shù)。光交換技術(shù)可以分為光路交換和分組交換，現(xiàn)階段由于光邏輯器件的局限，一般都是由電信號控制光交叉連接，即電控光交換。光交叉連接的核心器件是光開關(guān)，對其特性的要求是插入損耗低、串?dāng)_小、相對較快的開關(guān)速度、低成本，以及可靠的制造工藝和穩(wěn)定的性能。目前，主要的光開關(guān)技術(shù)包括微機(jī)電系統(tǒng)MEMS、熱光開關(guān)、氣泡開關(guān)、液晶開關(guān)和機(jī)械開關(guān)等。MEMS的核心是電控的微型機(jī)械鏡面系統(tǒng)，利用外界電控信號的變化實現(xiàn)微鏡面的角度變化，繼而實現(xiàn)對輸入光傳播方向的改變。

OTN以及未來全光網(wǎng)的發(fā)展大致遵循以下趨勢，即從點(diǎn)到點(diǎn)的WDM鏈路過渡到可以分插或上下波長的OADM總線型網(wǎng)絡(luò)，再進(jìn)一步升級成具有復(fù)雜光交叉連接功能OXC的網(wǎng)狀網(wǎng)。OXC和OADM是OTN中最為核心的產(chǎn)品，它們既具有光互連能力，又是網(wǎng)絡(luò)中的交換節(jié)點(diǎn)。根據(jù)上下波長的數(shù)量和要求，OADM可以分為串行、并行和串并結(jié)合三種類型。串行結(jié)構(gòu)在節(jié)點(diǎn)上只對需要上下路的波長進(jìn)行處理，對通過波長不作光層處理；并行結(jié)構(gòu)對上下路波長和通過波長都進(jìn)行光層復(fù)用和解復(fù)用處理；串并結(jié)合結(jié)構(gòu)先利用子波帶濾波器將在本節(jié)點(diǎn)上下路的一個或多個子波帶進(jìn)行濾波，然后對子波帶內(nèi)的每個波長進(jìn)行復(fù)用和解復(fù)用處理，其他子波帶直通?？芍貥?gòu)光交叉連接ROADM是OADM的改進(jìn)，可以進(jìn)行方便的配置，對波長資源的分配可以適應(yīng)和滿足動態(tài)的業(yè)務(wù)需要，并可以根據(jù)需要設(shè)置中間上下節(jié)點(diǎn)的波長數(shù)量和具體波長值，避免波長阻塞和構(gòu)筑端到端的虛波長通道。ROADM從結(jié)構(gòu)上可以分為廣播和選擇型以及解復(fù)用/交換/復(fù)用型兩種，其關(guān)鍵組件包括交換機(jī)構(gòu)、波長阻塞器、可調(diào)濾波器和可調(diào)激光器等。

ASON傳送平面支持多業(yè)務(wù)傳送技術(shù)，包括虛級聯(lián)VCAT、鏈路容量調(diào)整機(jī)制LCAS和通用成幀規(guī)程GFP等，相關(guān)內(nèi)容已經(jīng)在第6章中進(jìn)行了介紹，這里不再贅述。9.2.4

ASON控制平面

控制平面是ASON的核心。就其實質(zhì)而言，控制平面是一個IP網(wǎng)絡(luò)。也就是說，ASON控制平面實際上是一個能實現(xiàn)對下層傳送網(wǎng)進(jìn)行控制的IP網(wǎng)絡(luò)。因此，它的結(jié)構(gòu)符合標(biāo)準(zhǔn)IP網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)?？刂破矫嬷饕ㄐ帕顓f(xié)議、路由協(xié)議和鏈路資源管理等。其中，信令協(xié)議用于分布式連接的建立、維護(hù)和拆除等管理；路由協(xié)議為連接的建立提供選路服務(wù)；鏈路資源管理用于鏈路管理，包括控制信道和傳送鏈路的驗證與維護(hù)?？刂破矫娴囊胭x予了ASON網(wǎng)絡(luò)以智能性和生命力，其具有如下一些特點(diǎn)：

（1）可快速建立光通道連接，實行有效的網(wǎng)絡(luò)控制，具有高度的可靠性、可擴(kuò)展性和高效率；

（2）適應(yīng)SDH、OTN等不同類型傳送網(wǎng)的組網(wǎng)應(yīng)用、安全和策略控制，能根據(jù)傳送網(wǎng)絡(luò)資源的實時使用情況，動態(tài)地進(jìn)行故障恢復(fù)；

（3）支持不同網(wǎng)絡(luò)、不同業(yè)務(wù)和不同設(shè)備制造商所提供的網(wǎng)絡(luò)功能；

（4）具有快速的服務(wù)指配功能。控制平面由獨(dú)立的或者分布于網(wǎng)元設(shè)備中、通過信令通道連接起來的多個控制節(jié)點(diǎn)組成。而控制節(jié)點(diǎn)又由路由、信令和資源管理等一系列邏輯功能模塊組成。在ITU－T的建議中，控制平面節(jié)點(diǎn)的核心結(jié)構(gòu)組件分成六大類：連接控制器（CC）、路由控制器（RC）、鏈路資源管理器（LRM）、流量策略（TP）、呼叫控制器（CallC）和協(xié)議控制器（PC）。這些組件分工合作，共同完成控制平面的功能。它們之間的相互關(guān)系如圖9－3所示。圖9－3

ASON控制平面節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)組件1.連接控制器元件

連接控制器（CC，ConnectionController）元件是整個節(jié)點(diǎn)功能結(jié)構(gòu)的核心，它負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)鏈路資源管理器、路由控制器以及對等或者下層連接控制器，以便達(dá)到管理和監(jiān)測連接的建立、釋放和修改已建立連接參數(shù)的目的。一個連接控制器元件只是在一個子網(wǎng)絡(luò)中才有作用。連接控制器元件同其他控制面元件之間是通過抽象接口來實現(xiàn)相互作用的。另外，CC元件還提供了一個CCI接口。這個接口是存在于傳輸平面和控制平面之間的，它可以使控制平面元件具備直接建立、修改和刪除子網(wǎng)連接SNC（SubNetworkConnection）的能力。

2.路由控制器元件

路由控制器（RC，RoutingController）元件的作用是與對端RC交換路由信息，并通過對路由信息數(shù)據(jù)包的操作回復(fù)路由查詢（路徑選擇）；對從連接控制器發(fā)出的為建立連接所需的通道信息作出回應(yīng)，這種信息可以是端到端的，也可以是下一跳的；為達(dá)到網(wǎng)絡(luò)管理的目的，對拓?fù)湫畔⒄埱笞鞒鱿鄳?yīng)回應(yīng)。

RC是與協(xié)議無關(guān)的，從路由控制器中得到的信息使得它能提供它所負(fù)責(zé)域內(nèi)的路由。這些信息包括給定層中相應(yīng)終端網(wǎng)絡(luò)地址的拓?fù)銼NPP（SubNetworkPointPool）和SNP（SubNetworkPoint）鏈路連接和SNP地址（網(wǎng)絡(luò)地址）信息。

3.鏈路資源管理器元件

鏈路資源管理器（LRM，LinkResourceManager）元件的作用是負(fù)責(zé)對SNP鏈路進(jìn)行管理，包括對SNP鏈路連接進(jìn)行分配和撤消分配，提供拓?fù)浜蜖顟B(tài)信息。鏈路資源管理器元件分為A端和Z端兩個管理器元件。其中，起主要作用的是A端的LRM。

4.流量策略元件

流量策略（TP，TrafficPolicing）元件是策略端口的一個子類，它的作用是檢查進(jìn)入的用戶連接是否依據(jù)前面達(dá)成的服務(wù)參數(shù)來傳輸業(yè)務(wù)。當(dāng)一個連接違背了已達(dá)成的參數(shù)后，流量策略元件就調(diào)用措施來更正這種情況。但值得注意的是，在連續(xù)比特流傳送網(wǎng)絡(luò)中是不需要這種元件的。

5.呼叫控制器元件

呼叫連接是由呼叫控制器（CallC，CallController）元件來控制的。這里有兩種不同類型的呼叫控制器元件：

（1）主叫/被叫呼叫控制器（Calling/CalledPartyCallController）元件。此元件到底扮演什么角色，同呼叫是何種終端有關(guān)，可由終端系統(tǒng)來確定或者可由遠(yuǎn)端系統(tǒng)來確定，即可以表現(xiàn)為一個終端代理。該控制器有一個或兩個角色，一個用來支持主叫部分，另一個用來支持被叫部分。該元件的作用是產(chǎn)生出向的呼叫請求，接受或拒絕入向的呼叫請求，產(chǎn)生呼叫終止請求，處理入向呼叫終止請求，呼叫狀態(tài)管理等。（2）網(wǎng)絡(luò)呼叫控制器（NetworkCallController）元件。一個網(wǎng)絡(luò)呼叫控制器可提供兩個功能，即主叫功能和被叫功能。主叫/被叫呼叫功能最后是通過網(wǎng)絡(luò)呼叫控制器來承載的。這個元件的作用是處理入向呼叫請求，產(chǎn)生出向呼叫請求，產(chǎn)生呼叫終止請求，處理呼叫終止請求，基于呼叫參數(shù)確認(rèn)、用戶權(quán)力和網(wǎng)絡(luò)資源接入策略的呼叫接納控制，呼叫狀態(tài)管理。

6.協(xié)議控制器元件

協(xié)議控制器（PC，ProtocolController）元件提供把控制元件抽象接口參數(shù)映射到消息的功能，由消息來完成通過接口的互操作問題。而這些消息又是由協(xié)議來承載的。協(xié)議控制器是策略端口的一個子集，它提供同這些元件相關(guān)聯(lián)的所有功能，特別是向它們的監(jiān)視端口報告異常消息，同時還可以完成把多個抽象接口復(fù)用成一個單一協(xié)議實例的功能。

呼叫和連接是ASON實現(xiàn)自動交換功能最為關(guān)鍵的兩個過程。當(dāng)用戶向網(wǎng)絡(luò)發(fā)起連接請求時，交換連接開始的呼叫過程是由呼叫控制器（CallC）元件來完成的；當(dāng)接收到一個鏈路連接分配請求時，LRMA調(diào)用連接接納管理功能，決定是否還有足夠的空余資源建立一條新的連接；路由控制器元件為連接控制器提供所負(fù)責(zé)域內(nèi)的連接路由信息；流量策略元件檢查進(jìn)入的用戶連接是否根據(jù)前面達(dá)成的參數(shù)來傳輸業(yè)務(wù)；協(xié)議控制器元件的作用是把上面所說的控制元件的抽象接口參數(shù)映射到消息中，然后通過協(xié)議承載的消息完成接口的互操作。各個組件協(xié)調(diào)工作，達(dá)到連接的自動建立、修改、維持及釋放。所謂功能組件就是完成控制平面功能的基本單位，功能組件必須具備下述屬性：

（1）組件的具體實現(xiàn)與傳輸方式的選擇無關(guān)，即可支持多種傳輸方式；

（2）組件的具體實現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議的選擇無關(guān)；

（3）組件的具體實現(xiàn)與控制平面的尋徑域劃分無關(guān)，與路由選擇方案的選擇無關(guān)；

（4）組件的具體實現(xiàn)與連接控制的具體實現(xiàn)方式無關(guān)。

ASON控制平面按照功能，具體可以分為下述模塊：資源發(fā)現(xiàn)、狀態(tài)信息分發(fā)、路由選擇和光路管理。這些功能模塊相互交叉、相互協(xié)同，構(gòu)成了整個控制平面。（1）資源發(fā)現(xiàn)模塊的目的是處理和建立鄰接端口間的對等關(guān)系，建立完整的物理連接映射關(guān)系。它主要負(fù)責(zé)地址發(fā)現(xiàn)、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)路徑鄰接發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)路徑的認(rèn)證和管理等基本功能。

（2）狀態(tài)信息分發(fā)模塊負(fù)責(zé)管理本地網(wǎng)絡(luò)資源的狀態(tài)信息。首先，將本地網(wǎng)絡(luò)資源概括為邏輯鏈路狀態(tài)，并映射成為鏈路屬性信息。然后，將鏈路屬性信息通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分發(fā)，使控制平面可以掌握整個網(wǎng)絡(luò)物理資源的狀態(tài)信息。（3）傳送網(wǎng)一般使用直接路由的尋路方案，路由選擇可以由管理者完成，也可以由管理系統(tǒng)中的軟件程序?qū)崿F(xiàn)。在一個交換光網(wǎng)絡(luò)中，端到端的光通道連接建立請求一般有一定的約束條件，此時路由選擇可以使用約束路由方案，根據(jù)不同的約束條件得到不同的尋路方案。

（4）光路管理模塊負(fù)責(zé)連接的建立、調(diào)整、釋放、查詢、自動重選路由以及保護(hù)倒換和恢復(fù)。光路管理操作的控制信息可以轉(zhuǎn)換為合適的信令協(xié)議。9.2.5

ASON管理平面

ASON管理平面一般包括網(wǎng)元管理系統(tǒng)EMS、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)NMS和業(yè)務(wù)層管理系統(tǒng)SMS等不同的層面，管理平面的體系結(jié)構(gòu)需要和ITU－T的M.3010給出的TMN架構(gòu)相一致。ASON管理平面需要完成對控制平面、傳送平面和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的管理。管理平面不僅需要支持傳統(tǒng)的管理功能（如故障管理和性能管理），還要支持ASON一些新的業(yè)務(wù)和應(yīng)用；除此之外，管理平面還要協(xié)調(diào)控制平面資源和傳送平面資源，即管理平面需要能夠提供傳送平面和控制平面的集成視圖。圖9－4給出了一個管理平面與其他平面的關(guān)系示例。圖9－4

ASON管理平面與其他平面關(guān)系示例ASON傳送平面管理需求與傳統(tǒng)的光傳送網(wǎng)沒有太大區(qū)別，主要是隨著大容量光交換技術(shù)的出現(xiàn)，傳送平面的管理需要支持多層、多域、多技術(shù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)管理。

控制平面處于ASON的核心地位，是動態(tài)建立、修改和刪除操作的執(zhí)行者。因此，控制平面的維護(hù)和管理是ASON網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的一個重要內(nèi)容。ASON管理平面對控制平面的管理主要包括以下幾點(diǎn)：（1）對控制平面的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行配置和劃分；

（2）控制平面網(wǎng)元的配置；

（3）控制平面功能組件的初始參數(shù)和狀態(tài)配置；

（4）UNI/NNI接口管理功能的實現(xiàn)；

（5）管理平面和控制平面協(xié)同完成連接的創(chuàng)建和刪除。

管理平面對ASON實現(xiàn)的三種連接的管理主要體現(xiàn)在消息和接口的管理上。連接管理主要體現(xiàn)在連接通道計算、連接配置和指配、連接維護(hù)（故障、計費(fèi)和安全管理）等方面的內(nèi)容。控制平面的引入帶來了許多新的管理對象，對這些新的管理對象（主要是不同的控制實體）需要進(jìn)行統(tǒng)一的地址命名標(biāo)識。另外，不同區(qū)域內(nèi)部策略的不同，造成了各區(qū)域可能使用不同的命名機(jī)制。對于傳送網(wǎng)絡(luò)資源，也需要在控制平面給出相應(yīng)的資源標(biāo)識，使得控制平面和傳送平面在資源標(biāo)識上獲得一致。管理平面地址空間的管理也屬于ASON地址管理的范疇。

ASON的實現(xiàn)是一個逐漸演進(jìn)的過程，ASON與傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)并存的局面會存在一個相當(dāng)長的時間。另一方面，ASON本身也包括了多種不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，形成了一個多技術(shù)、多廠商的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在這種環(huán)境中，多區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)管理是ASON網(wǎng)絡(luò)管理中的一個重要內(nèi)容。

ASON管理平面對業(yè)務(wù)的管理主要包括：

（1）業(yè)務(wù)的配置，它將影響資源分配的標(biāo)識符和業(yè)務(wù)激活的過程；

（2）業(yè)務(wù)管理需要建立靈活的業(yè)務(wù)等級協(xié)商機(jī)制；

（3）計費(fèi)管理與業(yè)務(wù)管理緊密結(jié)合；

（4）允許客戶對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行一定的控制管理；

（5）業(yè)務(wù)規(guī)劃和業(yè)務(wù)協(xié)商使得客戶可以同業(yè)務(wù)提供商之間進(jìn)行業(yè)務(wù)定制和參數(shù)協(xié)商。

ASON安全管理的主要內(nèi)容包括安全預(yù)防、安全損傷探測、安全損傷恢復(fù)和安全策略管理等。

ASON中的計費(fèi)管理是建立在端到端光通道的使用狀況之上的，管理平面可以針對這些通道所占用網(wǎng)絡(luò)資源的成本進(jìn)行計費(fèi)策略的確定。 9.3

ASON路由和信令

9.3.1通用多協(xié)議標(biāo)簽交換GMPLS

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速增長對傳統(tǒng)傳送網(wǎng)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一定的影響。傳送網(wǎng)的業(yè)務(wù)類型從固定的、面向連接的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)到了動態(tài)的、面向無連接的IP業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)量的增長需要運(yùn)營商重新考慮改建其傳送網(wǎng)。目前，業(yè)界普遍認(rèn)為光傳送網(wǎng)可以解決這個問題。于是，除SONET/SDH以外，各廠家均在致力于開發(fā)可以提高網(wǎng)絡(luò)容量和擴(kuò)展的DWDM和OXC（光交叉連接器）等設(shè)備。在這些產(chǎn)品的開發(fā)過程中，光網(wǎng)絡(luò)的控制平面是一個比較關(guān)鍵的部分。其目的是為網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備提供更簡單、更快速、更靈活的配置。傳統(tǒng)的傳送網(wǎng)是通過集中管理的方式對不同廠家的多個設(shè)備進(jìn)行管理的，有些采用的是專用操作管理系統(tǒng)，這使得不同廠家操作系統(tǒng)之間的互通成為一個主要問題。因此，開發(fā)出一個統(tǒng)一的控制平臺非常必要。

GMPLS（通用多協(xié)議標(biāo)簽交換）由MPLS擴(kuò)展而來，它對MPLS的標(biāo)簽及LSP（標(biāo)簽交換路徑）建立機(jī)制進(jìn)行了擴(kuò)展，從而產(chǎn)生了通用的標(biāo)簽及通用LSP（GLSP）。GMPLS除了支持具有分組交換能力的接口，還支持具有時分、空分以及波長交換能力的接口。同時，GMPLS為光網(wǎng)絡(luò)提供了強(qiáng)有力的控制平面，從而使光網(wǎng)絡(luò)向?qū)Φ染W(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)成為可能。通過GMPLS，光網(wǎng)絡(luò)控制平面能夠支持的功能如下所述。

（1）資源發(fā)現(xiàn)：跟蹤系統(tǒng)資源的可用性，例如業(yè)務(wù)量端口、帶寬以及復(fù)用能力；

（2）路由控制：提供路由能力、拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)以及流量工程；

（3）連接管理：通過上面的功能為不同的業(yè)務(wù)提供端到端的業(yè)務(wù)配置，連接管理包括連接的建立、刪除、修改以及查詢；

（4）連接恢復(fù)：為網(wǎng)絡(luò)提供更進(jìn)一步的保護(hù)。

GMPLS控制平面可以提供一些在多設(shè)備廠家環(huán)境下傳統(tǒng)的管理平面很難提供的業(yè)務(wù)，它們包括端到端連接的配置、按需帶寬（BoD）、自動流量工程、附加的保護(hù)和恢復(fù)以及光虛擬專網(wǎng)（OVPN）等。

端到端的連接配置是GMPLS提供的一個最基本的業(yè)務(wù)。用戶只需把連接需要的參數(shù)交給入口節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)就可以根據(jù)這些參數(shù)來決定連接的路徑，同時通知相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)來建立連接。這條路徑的選擇及建立過程只需幾秒鐘就可完成，大大節(jié)省了運(yùn)營商的配置時間。

GMPLS一個最重要的優(yōu)勢是它可以對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行動態(tài)的管理，同時還可以對業(yè)務(wù)進(jìn)行端到端的動態(tài)配置。傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)配置需要人工進(jìn)行，這是一個很耗時的工作。如果節(jié)點(diǎn)支持GMPLS，則供應(yīng)商就可以對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行動態(tài)配置與管理，從而在提高配置效率的同時節(jié)約運(yùn)營成本，建立一條端到端的鏈路只需幾秒鐘，而不是以前的幾天或者幾個星期。GMPLS為光網(wǎng)絡(luò)提供了一個統(tǒng)一的管理平面，使網(wǎng)絡(luò)具有很好的擴(kuò)展性，同時網(wǎng)絡(luò)管理也變得十分簡單。此外，GMPLS還提供了如下幾個技術(shù)優(yōu)勢：

(1)加快業(yè)務(wù)配置過程。GMPLS統(tǒng)一的信令機(jī)制提供了對任何業(yè)務(wù)的快速配置，還可以提供任何級別的QoS以及可用性。

(2)更高的業(yè)務(wù)智能和效率。GMPLS允許網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)瀏覽整個網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的交換能力，用于分組交換、TDM和波長交換的網(wǎng)絡(luò)資源狀態(tài)，因此，可以更智能地對業(yè)務(wù)進(jìn)行配置及更加有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源。

(3)通過兩層結(jié)構(gòu)即可完成以前四層網(wǎng)絡(luò)完成的功能。采用GMPLS的光網(wǎng)絡(luò)可以不再需要ATM以及SONET/SDH層，而只需IP和DWDM層就可以完成所有的功能。

(4)提高了網(wǎng)絡(luò)資源利用的靈活性。

(5)通過標(biāo)簽集以及顯性標(biāo)簽控制，降低了光信號的失真。

(6)允許建立雙向的LSP。

(7)可以傳送范圍很廣的數(shù)據(jù)流，同時能夠傳送大量的業(yè)務(wù)。

GMPLS的優(yōu)勢是顯而易見的，但是任何一種技術(shù)都不可能是完美無缺的，GMPLS也并不例外。它也存在一定的問題，例如業(yè)務(wù)的安全性、不同網(wǎng)絡(luò)之間的互通以及當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源發(fā)生變化時整個網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性等都是需要進(jìn)一步研究的。通過上面的描述，我們可以看出，GMPLS最終將取代ATM和SONET/SDH所能提供的功能，例如：QoS、恢復(fù)、VPN以及環(huán)保護(hù)等。GMPLS可以提供互操作性、可擴(kuò)展性等。業(yè)務(wù)供應(yīng)商可以將信令協(xié)議集成到GMPLS中，建立高容量的結(jié)構(gòu)從而支持連接的快速配置。在不影響整個網(wǎng)絡(luò)QoS的情況下，GMPLS可以降低操作和管理費(fèi)用，同時提高網(wǎng)絡(luò)的性能。此外，GMPLS還提供了一定的保護(hù)功能。實現(xiàn)GMPLS，使運(yùn)營商能夠以更經(jīng)濟(jì)的方式處理大量業(yè)務(wù)，提高業(yè)務(wù)處理的速度。GMPLS將成為未來光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要推動力。

1.GMPLS與MPLS的比較

雖然GMPLS是從MPLS發(fā)展而來的，但是它在控制平面中的應(yīng)用卻與MPLS有很大差別。MPLS本質(zhì)上是只為分組交換型網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的。MPLS技術(shù)的優(yōu)勢在于它可以提供傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)所不能提供的流量工程能力和更強(qiáng)的傳送能力。

GMPLS和MPLS的一個主要區(qū)別就在于它們的功能性重點(diǎn)不同。MPLS的注意力集中在數(shù)據(jù)流傳送方面，GMPLS則把注意力放在連接管理方面。這種連接管理可對數(shù)據(jù)平面進(jìn)行具體管理，并且這種數(shù)據(jù)平面可同時包括具備分組交換使能（packetswitchable）和不具備分組交換使能的接口。更進(jìn)一步，這種不具備分組交換使能的接口又可分為時分復(fù)用使能（TDMC，TimeDivisionMultiplexCapable）、波長交換使能（LSC，LambdaSwitchCapable）以及光纖交換使能（FSC，F(xiàn)iber－SwitchedCapable）等幾種類型，如圖9－5所示。圖9－5

GMPLS示例

MPLS和GMPLS之間的另一個差別在于MPLS需要在一對路由器之間建立一條標(biāo)記交換通路（LSP），而GMPLS僅需要在任何兩個類似的標(biāo)記交換路由器（LSR）之間建立LSP就可以了，也就是說在GMPLS中把LSP端點(diǎn)設(shè)備的范圍從路由器擴(kuò)展到了多種標(biāo)記交換路由器。例如，我們可以在兩個SONET/SDH的分插復(fù)用器（ADM）之間建立一條時分復(fù)用的LSP，也可以在兩個波長交換器之間建立一條LSC的LSP，甚至還可以在兩個光纖交換系統(tǒng)之間形成一條FSC的LSP。

GMPLS還允許一條LSP嵌套在另外一條LSP中，形成LSP的層次結(jié)構(gòu)，這種能力使得GMPLS網(wǎng)絡(luò)具備更好的規(guī)模性能力。

2.GMPLS與ASON的關(guān)系

GMPLS是IETF首先提出并一直致力于標(biāo)準(zhǔn)化的，GMPLS概念先于ASON提出。GMPLS與傳統(tǒng)MPLS的不同之處在于它支持多種交換類型和接口。除了分組交換，GMPLS還支持TDM、波長和光纖交換等。但是GMPLS與MPLS有著很大的不同，MPLS的目標(biāo)是建立一種帶有標(biāo)簽標(biāo)記的交換網(wǎng)絡(luò)，而GMPLS更多的是一個協(xié)議組，定義了信令、路由等一系列協(xié)議，GMPLS并不能構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。因此，人們更多采用的是GMPLS的協(xié)議組，例如采用GMPLS協(xié)議的ASON網(wǎng)絡(luò)。在信令方面，GMPLS對MPLS體系中原有的資源預(yù)留和流量工程協(xié)議RSVP－TE和帶路由約束的鏈路分配協(xié)議CR－LDP進(jìn)行了擴(kuò)展，以滿足光網(wǎng)絡(luò)連接的建立、刪除和修改等要求。在鏈路管理方面，GMPLS對LMP進(jìn)行了擴(kuò)展，主要是在SDH中實現(xiàn)LMP鏈路連通性驗證和鏈路屬性關(guān)聯(lián)功能。同時，進(jìn)行了WDM－LMP擴(kuò)展，以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)故障檢測與故障修復(fù)能力。GMPLS對路由協(xié)議進(jìn)行了擴(kuò)展（ISIS－TE和OSPF－TE），用來支持流量工程和鏈路狀態(tài)信息的傳送，另外對BGP協(xié)議也作了擴(kuò)展和修改（GMPLS－BGP）。

由于ASON概念的提出和標(biāo)準(zhǔn)化在GMPLS之后，因此它大量采用了GMPLS許多行之有效的成果，特別是信令、路由、鏈路管理LMP協(xié)議。目前，ASON定義的三種信令有兩種來自GMPLS的概念，即RSVP－TE和CR－LDP，路由方面也大量吸收了OSPF－TE內(nèi)容。需要指出的是，ASON與GMPLS有幾個重要區(qū)別。（1）GMPLS沒有呼叫的概念，ASON有呼叫的概念。GMPLS沒有呼叫的概念。ASON明確了呼叫和連接控制的關(guān)系，在G.8080中提到在一個呼叫中可以包含一個或多個連接，呼叫和連接控制可以分離，也可以合并。

在G.8080中規(guī)范了呼叫和連接控制之間的三種共存方式：①實現(xiàn)呼叫/連接的協(xié)議中，通過參數(shù)的不同分離出呼叫控制信息；②分離呼叫控制和連接控制的狀態(tài)機(jī)，但呼叫控制和連接控制的信令信息在同一個實現(xiàn)呼叫/連接的協(xié)議中；③呼叫控制和連接控制采用不同信令協(xié)議，以分離呼叫控制和連接控制的信息和狀態(tài)機(jī)。在ASON網(wǎng)絡(luò)中，呼叫和連接的關(guān)系還與具體的實現(xiàn)協(xié)議有關(guān)。GMPLSRSVP－TE實現(xiàn)的是一個呼叫包含一個連接。GMPLSCR－LDP協(xié)議可以實現(xiàn)一個呼叫中包含多個連接。對于呼叫和連接之間的關(guān)系，隨著相關(guān)方面研究的進(jìn)展，可能會有新變化。（2）GMPLS基本適用于域內(nèi)，沒有分層路由的概念。由于GMPLS支持多種交換類型，包括分組交換、TDM、波長和光纖交換等，因此基于GMPLS平臺控制平面可以實現(xiàn)多顆粒度的調(diào)度。其傾向于采用單一路由表解決所有的問題，基本上沒有分域和分層路由的概念。而ASON則有比較明確的分層路由概念，G.8080明確了分層路由是三種路由方式之一。

GMPLS認(rèn)為在一個域內(nèi)可以解決所有的問題，即使出現(xiàn)多顆粒度交換，也只存在一個路由表，通道建立采用多次信令、單次路由的方式完成。路由計算完成后，由信令完成連接的建立，在兩種交換顆粒度的交接處（特別是細(xì)顆粒與粗顆粒交接處），第一次信令被掛起，采用FA建立鏈路，待FA完成后繼續(xù)二次信令完成連接建立。其開發(fā)的路由協(xié)議主要用于I－NNI接口。

在ASON網(wǎng)絡(luò)中，按照地理位置、運(yùn)營商的策略等，網(wǎng)絡(luò)可以分成不同的路由域（RA，RoutingArea）。路由域可遞歸分割。9.3.2

ASON路由技術(shù)

ASON路由技術(shù)是整個自動交換光網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)之一，目前還在進(jìn)一步的研究之中。ITU－T的G.7715定義了一個與協(xié)議無關(guān)的ASON路由體系結(jié)構(gòu)，下一步的工作就是制定具體的路由協(xié)議實施規(guī)范。IETF主要對已有的域內(nèi)路由協(xié)議進(jìn)行了擴(kuò)展，以便支持傳送網(wǎng)路由的需要，而OIF則主要關(guān)注E－NNI接口路由協(xié)議的制定。

現(xiàn)行ASON網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行框架都是架構(gòu)在GMPLS上的。而GMPLS的正常運(yùn)作又有賴于信令、路由和鏈路資源管理三個基本模塊的協(xié)調(diào)工作。圖9－6所示是ASON網(wǎng)絡(luò)路由工作框架圖。圖9－6

ASON網(wǎng)絡(luò)路由工作框架圖9－6中，由經(jīng)過擴(kuò)充的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（比如OSPF－TE和ISIS－TE）來充當(dāng)不同節(jié)點(diǎn)間信息交流的載體及通路，它使不同節(jié)點(diǎn)可以互通光網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹①Y源，甚至是策略信息。在具備足夠資源信息的基礎(chǔ)之上，通路選擇器可通過使用波長路由算法來確定一條特定的光路由。而一旦決定了光路由，系統(tǒng)就可以通過調(diào)用信令模塊來具體建立這條光通路。從路由工作框架圖中可以清楚的看到，路由確定過程是在ASON三個基本模塊（信令、路由及鏈路資源管理）的共同作用下完成的。信令在這里面起到了核心激勵及指示作用，路由模塊是在接到信令模塊的指令后，根據(jù)自身的LSA/TE（LinkStateAdvertisement/TrafficEngineering，鏈路狀態(tài)廣播/流量工程）數(shù)據(jù)庫并按照某種波長路由算法來具體得到一條同時滿足客戶要求和網(wǎng)絡(luò)流量工程的顯式路由，而這種LSA/TE數(shù)據(jù)庫的形成又有賴于鏈路資源管理模塊的作用。在路由最后建立起來之后，系統(tǒng)會把連接的具體狀態(tài)消息再次返回到信令模塊中。

ASON路由結(jié)構(gòu)是建立在把整個網(wǎng)絡(luò)劃分為不同路由控制域基礎(chǔ)之上的。這種ASON路由結(jié)構(gòu)支持G.8080中規(guī)定的多種不同路由模式。同時，在具備前面路由工作框架圖的基礎(chǔ)上，可以得出ASON的路由模塊。從整體上講，ASON路由模塊是由多種不同的組件組成的，它們是鏈路資源管理器組件（LRM）、包含路由數(shù)據(jù)庫（RDB，RoutingInformationDatabase）在內(nèi)的路由控制器組件（RC）和協(xié)議控制器組件（PC）。這些具體的路由組件構(gòu)成如圖9－7所示。圖9－7路由組件構(gòu)成示意圖圖9－7中，路由數(shù)據(jù)庫組件占據(jù)了核心位置，而鏈路資源管理組件在這里具體負(fù)責(zé)本地資源的發(fā)現(xiàn)及管理。一旦發(fā)現(xiàn)本地資源有變化，它就改變本節(jié)點(diǎn)中的RDB，并且通過具體的域內(nèi)網(wǎng)關(guān)協(xié)議把這種變化情況廣播到網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)。由于這種廣播方式依賴于具體的域內(nèi)網(wǎng)關(guān)協(xié)議，實際起到了一種屏蔽下層具體協(xié)議流的作用。不同域內(nèi)網(wǎng)關(guān)協(xié)議承載的路由信息在經(jīng)過協(xié)議控制器后就會變成統(tǒng)一的、同下層協(xié)議無關(guān)的、抽象的路由信息。這種信息會為路由數(shù)據(jù)庫所用，進(jìn)而也會為整個路由模塊所用。在IP網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)是逐跳進(jìn)行的，不需要事先建立連接。而在基于電路交換的光網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)的交換是基于端到端的，需要事先建立連接。另外，在IP網(wǎng)絡(luò)中，每個路由器根據(jù)IP數(shù)據(jù)包中的目的地址進(jìn)行獨(dú)立的路由選擇。因此，為了防止錯誤路由或路由循環(huán)，每個節(jié)點(diǎn)必須使用相同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫和路由算法。與之相反，在光網(wǎng)絡(luò)中，請求建立連接時就會給出路由選擇，并且在傳送連接建立請求時不會影響已有的業(yè)務(wù)。由于光網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議并不直接參與數(shù)據(jù)平面的交換，因此可以認(rèn)為光網(wǎng)絡(luò)的路由選擇是不影響業(yè)務(wù)的。例如，拓?fù)浜唾Y源狀態(tài)的不準(zhǔn)確可能影響新連接（或恢復(fù)連接）的建立，但是不會拆除已有的連接。這就使得光網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議可以非常靈活地包含各種新的信息。事實上，任何有助于路由計算或業(yè)務(wù)區(qū)分的信息都可以包含在路由協(xié)議中，這些信息可以是標(biāo)準(zhǔn)的，也可以是廠家專用的。由于光網(wǎng)絡(luò)中的連接是顯示路由的，并且對于某一特定的連接，路由計算是由單一網(wǎng)元完成的，因此不同的網(wǎng)元不需要使用相同的路由算法。事實上，對于相同的信息，不同的路由算法可以采用不同的處理方式。光網(wǎng)絡(luò)中的帶寬統(tǒng)計也要比IP網(wǎng)絡(luò)簡單，從而使得帶寬資源的管理更加容易。這將影響保護(hù)和恢復(fù)帶寬如何分配。在IP網(wǎng)絡(luò)中，可以事先配置好保護(hù)通道，而在失效發(fā)生以前并不占用網(wǎng)絡(luò)資源。在電路交換網(wǎng)絡(luò)中，建立保護(hù)通道通常需要占用相應(yīng)的資源。這一基本的不同點(diǎn)限制了直接將IP網(wǎng)絡(luò)中的一些流量工程機(jī)制應(yīng)用于光網(wǎng)絡(luò)之中。9.3.3

ASON信令技術(shù)

ASON信令采用的分布式呼叫和連接管理模型如圖9－8所示。該模型是分析和討論ASON信令工作機(jī)制的基礎(chǔ)。

圖9－8中，為了便于描述呼叫請求和連接請求的處理過程，將整個網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個區(qū)域，分別用域1~域n表示，并表示出各種參考點(diǎn)。完成信令功能的各種功能部件稱為代理（Agent），對不同的代理，可根據(jù)它們所處的位置不同而分別分配不同的任務(wù)。例如，用戶請求代理（ARA，具體是指用戶呼叫控制器CallC）完成呼叫請求等功能；子網(wǎng)控制器（SC，具體是指連接控制器CC）完成子網(wǎng)連接的請求等功能?？刂破矫娴拇戆ˋRA（A端請求代理）、ZRA（Z端請求代理）、ASC－1（域1的A端子網(wǎng)控制器）、ISC－1（域1的中間子網(wǎng)控制器）、ZSC－1（域1的Z端子網(wǎng)控制器）、ASC－n（域n的A端子網(wǎng)控制器）和ZSC－n（域n的Z端子網(wǎng)控制器）。以上各種不同的代理之間相互協(xié)調(diào)，共同描述控制平面內(nèi)信號的工作流程。傳送平面的代理包括AUSN（A端用戶子網(wǎng)）、ZUSN（Z端用戶子網(wǎng)）、ANSN－1（域1的A端網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)）、INSN－1（域1的中間網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)）、ZNSN－l（域1的Z端網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)）、ANSN－n（域n的A端網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)）和ZNSN－n（域n的Z端網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)）。上述控制平面的代理和傳送平面的代理一一對應(yīng)，由控制平面的代理通過連接控制接口（CCI）分別控制傳送平面內(nèi)與之相對應(yīng)的代理，實現(xiàn)傳送平面內(nèi)的鏈路連接（LC）和子網(wǎng)連接（SNC），最終實現(xiàn)端到端傳輸通道的建立。圖9－8分布式呼叫和連接管理模型9.3.4

ASON鏈路管理技術(shù)

ASON將控制平面引入了光層，構(gòu)建了智能化的光網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，從而在光網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)了動態(tài)的光路資源配置和管理，為運(yùn)營商提供了更為靈活有效的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作方式。而靈活、動態(tài)的光網(wǎng)絡(luò)鏈路資源管理技術(shù)是利用GMPLS協(xié)議實現(xiàn)光路自動配置和管理的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，因此是否能提供高效的鏈路管理是ASON實現(xiàn)最為重要的內(nèi)容之一。

ITU－T關(guān)于ASON的建議框架相對完備，G.8080定義了ASON控制平面的參考體系結(jié)構(gòu)，規(guī)定了主要的功能模塊以及相互之間的作用；G.7712描述了數(shù)據(jù)通信網(wǎng)（DCN）的體系結(jié)構(gòu)；G.7713規(guī)定了實現(xiàn)自動呼叫和連接操作所進(jìn)行的處理需求，適用于UNI和NNI之間的分布呼叫和連接管理（DCM，DistributedCallandconnectionManagement）；G.7714描述了用于網(wǎng)絡(luò)資源管理和選路的自動發(fā)現(xiàn)技術(shù)；G.7715描述了用于建立SC和SPC路由功能的需求和體系結(jié)構(gòu)；G.7716、G.7717、G.frame等建議也在制定過程中。其中，和鏈路資源管理相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有G.7714/G.7714.1和G.7716，但G.7714/G.7714.1主要偏重于自動發(fā)現(xiàn)技術(shù)的相關(guān)規(guī)定，而G.7716的內(nèi)容還不穩(wěn)定，最初是關(guān)于鏈路管理體系與需求的，最近關(guān)注的是控制平面初始建立、重配置和恢復(fù)的相關(guān)內(nèi)容。

IETF主要致力于開發(fā)Internet的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。在ASON的建議制定過程中，IETF發(fā)揮了它在IP技術(shù)方面的優(yōu)勢，繼承IP路由協(xié)議和MPLS信令體系，提出了GMPLS系列標(biāo)準(zhǔn)草案。其中，和鏈路資源管理相關(guān)的部分是GMPLS鏈路管理——LMP協(xié)議。它是運(yùn)行于兩個相鄰節(jié)點(diǎn)間用于流量工程（TE）鏈路管理的協(xié)議，包括控制通道管理、鏈路屬性關(guān)聯(lián)、鏈路連通性驗證、鏈路故障管理四個功能，前兩項是必備的核心功能，后兩項是用于應(yīng)對控制通道與物理通道分離情況的可選擴(kuò)展功能。

OIF致力于加速光互聯(lián)網(wǎng)的部署，其目標(biāo)是提供終端用戶、設(shè)備制造商、業(yè)務(wù)提供商一體的光網(wǎng)絡(luò)解決方案，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)互操作。在OIF開發(fā)的UNI標(biāo)準(zhǔn)中，通過擴(kuò)展的LMP來實現(xiàn)UNI對資源的管理。不難看出，在目前的眾多協(xié)議中，LMP協(xié)議對鏈路資源管理的闡述是相對完整的，下面將主要論述LMP關(guān)鍵技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容。

LMP協(xié)議主要是針對網(wǎng)絡(luò)日益復(fù)雜、龐大，相鄰節(jié)點(diǎn)之間光鏈路數(shù)目不斷增加，如何能實現(xiàn)對鏈路的有效、智能管理，如何能實現(xiàn)鏈路故障的快速定位而提出的，其消息形式是基于IP封裝的。它包括以下四個功能。

1）控制通道管理

控制通道管理是用來建立和維護(hù)相鄰物理節(jié)點(diǎn)的控制通道，以便進(jìn)行參數(shù)協(xié)商和信令信息的傳遞。它要求相鄰節(jié)點(diǎn)之間至少有一條可用的雙向控制通道（多條控制通道可作為備份），并且要求相關(guān)傳送平面本地和遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的連通性和接口ID是已知的（通過管理平面或使用自動發(fā)現(xiàn)機(jī)制獲得）。

2）鏈路屬性關(guān)聯(lián)

鏈路屬性關(guān)聯(lián)可以將多條數(shù)據(jù)鏈路匯聚成一條TE鏈路，并同步鏈路屬性，這將大大減少網(wǎng)絡(luò)中鏈路狀態(tài)廣播（LSA）消息的發(fā)送。在鏈路屬性關(guān)聯(lián)過程中可進(jìn)行鏈路綁定，可以修改、關(guān)聯(lián)和交換鏈路的流量工程參數(shù)，最終確保相鄰節(jié)點(diǎn)之間TE鏈路屬性的一致，使相鄰節(jié)點(diǎn)就數(shù)據(jù)鏈路的性質(zhì)和容量等參數(shù)達(dá)成共識。LMP鏈路屬性關(guān)聯(lián)消息有：LinkSummary、LinkSummaryAck和LinkSummaryNack。其處理流程與控制通道管理初始化相似。鏈路進(jìn)入UP狀態(tài)，周期性發(fā)送LinkSummary消息，如對方節(jié)點(diǎn)同意LinkSummary消息中所有屬性和端口映射關(guān)系，則返回LinkSummaryAck消息，否則返回LinkSummaryNack消息并指明不同意的屬性和端口映射。

3）鏈路連通性驗證

鏈路連通性驗證用來驗證數(shù)據(jù)鏈路的物理連通性，以及本地ID到遠(yuǎn)端ID的映射，其最大的好處是通過驗證可以得到一張標(biāo)有確定鏈路狀態(tài)的本地－遠(yuǎn)端ID映射表。

LMP鏈路連通性驗證過程通過控制通道上的BeginVerify消息來協(xié)調(diào)，并且需要控制通道和數(shù)據(jù)通道協(xié)同進(jìn)行。這是一個可選的過程，由參數(shù)協(xié)商過程配置可協(xié)商的驗證標(biāo)識（VerificationFlag）決定。

4）鏈路故障管理

鏈路故障管理LMP提出故障定位的機(jī)制由下游檢測到數(shù)據(jù)鏈路故障的節(jié)點(diǎn)發(fā)起，通過通道故障消息以及回復(fù)消息的交互，沿著LSP向上游逐跳檢測鏈路狀態(tài)，直到定位到發(fā)生故障的鏈路。這種方式的好處是可對故障作出快速反應(yīng)，并可精確定位故障是否發(fā)生在本地節(jié)點(diǎn)。

LMP故障管理過程基于通道狀態(tài)（ChannelStatus）交換，其使用的消息有：通道狀態(tài)（ChannelStatus）、通道狀態(tài)應(yīng)答（ChannelStatusAck）、通道狀態(tài)請求（ChannelStatusRequest）和通道狀態(tài)響應(yīng)（ChannelStatusResponse）。

9.4

ASON生存性

ASON的生存性定義為在ASON網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)業(yè)務(wù)失效后，仍然能夠持續(xù)提供業(yè)務(wù)供給的能力。一個完整的生存性策略應(yīng)該包括以下幾個部分：故障的發(fā)現(xiàn)、定位、聲明和解除。從基本原理來說，恢復(fù)機(jī)制可以分為保護(hù)和恢復(fù)兩種機(jī)制。

保護(hù)機(jī)制的基本思想是預(yù)先規(guī)劃一部分冗余容量作為備用系統(tǒng)，當(dāng)傳輸線路或者節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時，將受故障影響的主用系統(tǒng)迅速倒換到備用系統(tǒng)上。保護(hù)機(jī)制的最大優(yōu)點(diǎn)是可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速切換，對客戶信號質(zhì)量影響較小甚至可以忽略。例如，SDH中采用的自愈環(huán)（SHR）機(jī)制，其保護(hù)倒換時間小于50ms，可以滿足絕大部分實時業(yè)務(wù)的要求。保護(hù)機(jī)制的主要缺點(diǎn)是要預(yù)留相當(dāng)數(shù)量的備用系統(tǒng)（最大可達(dá)100%），因此成本較高，而且主要依賴于手工配置?；謴?fù)機(jī)制是利用路由算法等機(jī)制實現(xiàn)端到端的整條或部分路由的重新建立，以繞過故障節(jié)點(diǎn)或路由?；謴?fù)機(jī)制的最大優(yōu)點(diǎn)是無需事先對每一條工作路由都規(guī)劃冗余備份，可以動態(tài)地應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)中的故障，效率較高?；謴?fù)機(jī)制的缺點(diǎn)是恢復(fù)時間較長，尤其是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大、路由之間節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多時，路由算法的收斂速度難以保證實時業(yè)務(wù)的連接切斷閾值（CDT）要求。

保護(hù)和恢復(fù)機(jī)制都可以進(jìn)一步地分為基于鏈路（Linkbased）和基于通道（Pathbased）兩類?；阪溌肥侵府?dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)故障后，僅僅對故障所涉及的部分鏈路進(jìn)行恢復(fù)；而基于通道則是從源節(jié)點(diǎn)到終端節(jié)點(diǎn)的端到端恢復(fù)。針對備用資源的配置情況，保護(hù)機(jī)制可以分為專用保護(hù)（Dedicated）和共享保護(hù)（Shared）兩類，類似于一般所說的1＋1和1︰1形式。專用保護(hù)的保護(hù)切換時間非?？欤虼藢τ谝恍崟r性要求很高的業(yè)務(wù)較為合適，但缺點(diǎn)是資源利用率低；而共享保護(hù)則是若干個工作信道由一個備用信道進(jìn)行保護(hù)，相對而言其網(wǎng)絡(luò)資源的利用率較高。

圖9－9給出了生存性策略分類示意圖。圖9－9生存性策略分類示意圖9.4.1傳送平面生存性

對于ASON而言，傳送平面和控制平面的生存性策略都可以包括保護(hù)機(jī)制和恢復(fù)機(jī)制兩類。

目前，光網(wǎng)絡(luò)中較為成熟的仍然是光波長交換網(wǎng)絡(luò)（OWS），而光分組交換（OPS）和光突發(fā)交換（OBS）尚處于研究之中，關(guān)鍵問題是尚無法實現(xiàn)光域中對光信號的透明時鐘提取以及存儲、轉(zhuǎn)發(fā)等技術(shù)。雖然基于光纖的光纖時延線（FDL）能部分實現(xiàn)光信號的存儲，但是與電域中對分組進(jìn)行存儲、緩沖、排隊等成熟技術(shù)相比，直接對光信號進(jìn)行處理與實用還有很大的距離。因此，光層恢復(fù)機(jī)制和IP/MPLS層相比，僅有一些部分相似之處可以借鑒，如光網(wǎng)中也有類似MPLS中的鏈路和通道級別的保護(hù)?？紤]到光層的特點(diǎn)，它與IP/MPLS又有著很大的區(qū)別。光域中較為成熟的技術(shù)主要還是SONET/SDH中的自愈環(huán)機(jī)制和WDM中較為簡單的保護(hù)機(jī)制（包括獨(dú)立保護(hù)和共享保護(hù)兩大類）；而在OWS網(wǎng)絡(luò)中，依賴OXC實現(xiàn)動態(tài)的光路路由還要受到光波長連續(xù)性的約束，在具體實施時會受到較大的限制?？傮w而言，光層中目前還是以保護(hù)機(jī)制為主，恢復(fù)機(jī)制還處于研究和完善中。光層中的保護(hù)機(jī)制與IP/MPLS層中的保護(hù)機(jī)制有相似之處，如也有鏈路和通道級保護(hù)的區(qū)別。但是必須注意到，在MPLS保護(hù)機(jī)制中，備用LSP平時并不占用資源，而在光網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)某個波長通道被指配為備用通道時，其他業(yè)務(wù)無法對其利用。保護(hù)機(jī)制可以分為1＋1、M︰N、1︰N和1︰1等幾種形式，其中1︰1和1︰N都是M︰N的特例。1＋1保護(hù)方式有時也稱為并發(fā)選收保護(hù)方式。源節(jié)點(diǎn)將業(yè)務(wù)同時送入工作信道和保護(hù)信道，終端節(jié)點(diǎn)前有一選擇開關(guān)，可以根據(jù)信號質(zhì)量的好壞選擇接收。正常工作時，從工作信道接收信號；當(dāng)工作信道出現(xiàn)故障時，保護(hù)選擇開關(guān)切換至備用信道，轉(zhuǎn)由備用信道接收信號。此種保護(hù)方式的切換時間很短，幾乎不會對業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響，但是缺點(diǎn)是要有100%的冗余。在實際的光纖線路中，若不采用異徑保護(hù)方式（即相異路由），可能會出現(xiàn)工作信道和備用信道同時被切斷的情況（大多數(shù)情況下工作光纖和保護(hù)光纖都處于一根光纜內(nèi)或同一條路由）。因此，1＋1保護(hù)方式一般多在業(yè)務(wù)量較大且較為穩(wěn)定的節(jié)點(diǎn)間使用。M︰N方式是指N個工作信道共享M個備用信道，備用信道平時并不傳送業(yè)務(wù)，只有當(dāng)工作信道故障后才會將業(yè)務(wù)倒換至備用信道。相對于1＋1保護(hù)方式而言，此種方式對網(wǎng)絡(luò)資源的利用率較高。光層中的恢復(fù)機(jī)制尚不成熟，目前研究較多的是光路由和波長分配（RWA）。根據(jù)是否具有端到端的波長連續(xù)性，可以將RWA分為端到端的波長通道恢復(fù)和虛波長通道恢復(fù)兩種。兩者最主要的區(qū)別是在OXC中是否具備光波長轉(zhuǎn)換器（WC）。顯然，具有WC的OXC能更好地處理節(jié)點(diǎn)處可能出現(xiàn)的波長沖突和擁塞問題，目前已經(jīng)有較多的措施可以實現(xiàn)靈活的全光波長變換。大多數(shù)RWA算法的思路都是在Dijisktra算法上改進(jìn)的。日本電信與日本國立情報研究所（NII）報道了最新的成果，可以依賴GMPLS協(xié)議在7s內(nèi)實現(xiàn)路由的重新建立，但是這個數(shù)字距離電信級的QoS要求還存在著相當(dāng)大的差距。目前ITU－T和IETF都在積極研究ASON和GMPLS的恢復(fù)機(jī)制。9.4.2控制平面生存性

相關(guān)文獻(xiàn)給出了ASON生存性策略各步驟中傳送平面和控制平面在保護(hù)和恢復(fù)中的作用，如表9－1所示。表9－1傳送平面和控制平面在保護(hù)和恢復(fù)中的作用從表9－1不難看出，實現(xiàn)ASON生存性策略主要涉及到傳送平面和控制平面。例如，對于ASON而言，傳送平面的故障發(fā)現(xiàn)確實較為便捷，如利用SDH中的告警指示信號（AIS，AlarmIndicatorSignal）或光信噪比（OSNR，OpticalSignalNoiseRatio）劣化等可以迅速地給出業(yè)務(wù)失效指示信號，但是對于某些業(yè)務(wù)失效類型而言，傳送平面并不能夠?qū)崿F(xiàn)快速的故障發(fā)現(xiàn)。例如，對于業(yè)務(wù)層信號的丟包率、時延變化等指標(biāo)超過預(yù)設(shè)門限等故障類型，此時的傳送平面仍處于正常工作狀態(tài)，并不能快速地發(fā)現(xiàn)故障。再有，某些業(yè)務(wù)負(fù)荷和流向確定的場合所采用的是1＋1保護(hù)方案，業(yè)務(wù)信號和保護(hù)信號同時在不相鄰的反向傳送通道上傳送，即所謂的“并發(fā)選收”模式，接收端只需從接收到的兩個信號中選取一個即可。這種方案中，主用信號切斷后，不需要控制平面的參與也能保證快速的切換。因此，上述劃分方法存在一定的局限性，不完全適用于ASON生存性的復(fù)雜情況?？紤]一個邏輯獨(dú)立的控制平面，其可能出現(xiàn)的業(yè)務(wù)失效應(yīng)包含以下內(nèi)容：控制鏈路失效、控制平面節(jié)點(diǎn)失效和軟件（包括協(xié)議）失效?？刂奇溌肥亲顬槌Ｒ姷氖ь愋?。控制平面的信息需要借助獨(dú)立的傳送承載通道或傳送平面所提供的傳送承載能力進(jìn)行分發(fā)，因此控制鏈路失效（包括傳送平面的物理鏈路失效或邏輯鏈路中斷）會引起控制平面的信息中斷?？刂破矫婀?jié)點(diǎn)失效的情況需要分別討論，在實際的網(wǎng)絡(luò)中，控制平面節(jié)點(diǎn)可以是嵌入在傳送平面節(jié)點(diǎn)的某些功能單元，也可以是一個獨(dú)立的物理設(shè)備。前一種情況下，傳送平面節(jié)點(diǎn)失效，或者是傳送平面節(jié)點(diǎn)中功能塊之間的連接中斷都會引起控制平面節(jié)點(diǎn)失效；后一種情況則會因設(shè)備自身可用性或者外界供電等因素導(dǎo)致業(yè)務(wù)失效。軟件失效則是由于軟件中的Bug或者協(xié)議中的邏輯錯誤引起的控制平面功能失效。表9－2給出了控制平面失效的類型以及可能的原因。表9－2控制平面失效的類型9.4.3多層網(wǎng)絡(luò)生存性

在一個多層網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)其中的傳輸線路或者節(jié)點(diǎn)（包括光層的OXC/OADM和IP/MPLS層的路由器/LSR）出現(xiàn)故障時，兩層各自的保護(hù)和恢復(fù)機(jī)制必然都會有所響應(yīng)和動作，此時如果沒有一個良好的機(jī)制加以協(xié)調(diào)和控制，必然會出現(xiàn)一些問題。

例如，在圖9－10所示的網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)某兩個OXC間的光纖線路中斷時，光層的保護(hù)機(jī)制首先動作，可以在最短的時間內(nèi)恢復(fù)業(yè)務(wù)，IP/MPLS層的恢復(fù)機(jī)制還未觸發(fā)或尚未完成，故障可能已經(jīng)被光層的恢復(fù)機(jī)制恢復(fù)。而當(dāng)OXC節(jié)點(diǎn)本身出現(xiàn)問題時，光層本身的恢復(fù)機(jī)制無法實現(xiàn)故障恢復(fù)。若OXC節(jié)點(diǎn)B出現(xiàn)故障，LSR節(jié)點(diǎn)b就被隔離，光層的恢復(fù)機(jī)制無法對b上的業(yè)務(wù)進(jìn)行恢復(fù)。由此可見，僅僅依賴下層的保護(hù)和恢復(fù)機(jī)制是不完善的，而完全依賴上層的保護(hù)和恢復(fù)機(jī)制又會引起網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和協(xié)議體系的復(fù)雜性，降低故障恢復(fù)的效率。因此，采用多層恢復(fù)機(jī)制有望綜合兩者的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)多層恢復(fù)機(jī)制之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，多層恢復(fù)機(jī)制可以分為自下而上、自上而下和混合三種形式。圖9－10多層網(wǎng)絡(luò)生存性示例

1）自下而上

自下而上機(jī)制的基本思想是首先在光層進(jìn)行恢復(fù)，若光層無法恢復(fù)再轉(zhuǎn)由上層(即IP層)進(jìn)行處理。這種機(jī)制的最大優(yōu)點(diǎn)是恢復(fù)時間短，例如采用類似SONET/SDH的保護(hù)機(jī)制或者WDM的保護(hù)機(jī)制，可以在很短的時間（小于50ms）內(nèi)實現(xiàn)倒換，而且不牽涉到高層設(shè)備和協(xié)議的參與。自下而上恢復(fù)機(jī)制的最大缺點(diǎn)是當(dāng)下層節(jié)點(diǎn)設(shè)備出現(xiàn)故障時，會導(dǎo)致上層設(shè)備的隔離，也即可能出現(xiàn)下層無法恢復(fù)再轉(zhuǎn)由上層處理，導(dǎo)致中斷時間過長；另外一個缺點(diǎn)是恢復(fù)的顆粒度較粗，如對于IP光網(wǎng)絡(luò)而言，目前只能針對某個波長進(jìn)行恢復(fù)。

2）自上而下

自上而下機(jī)制的特點(diǎn)與自下而上機(jī)制恰好相反，其最大的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)Ω邔拥墓收线M(jìn)行恢復(fù)，缺點(diǎn)是恢復(fù)所需的時間較長（可達(dá)數(shù)秒到數(shù)十秒），同時需要較多的通信協(xié)議參與。

3）混合機(jī)制

混合機(jī)制的基本思路是將上述兩種機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化組合以獲得最佳的恢復(fù)方案。但是在具體實施時，針對網(wǎng)絡(luò)故障的多樣性和復(fù)雜性，如何確定一個優(yōu)化的恢復(fù)策略需要仔細(xì)研究。已經(jīng)有人提出多層網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)盡力在最高層恢復(fù)，也有的文獻(xiàn)中認(rèn)為應(yīng)該存在一定的順序，例如可以采用計時器或者令牌信號加以控制和協(xié)調(diào)。網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)故障的原因非常復(fù)雜，既有設(shè)備自身可靠性的因素，也有一些不可預(yù)測的外界因素，例如由于施工或自然災(zāi)害導(dǎo)致的光纜切斷和節(jié)點(diǎn)設(shè)備癱瘓等。按照“最先發(fā)現(xiàn)，最先處理”的基本原則，由于光層對于光信號質(zhì)量高度敏感，例如光纖切斷會迅速通過告警指示信號（AIS）向其他節(jié)點(diǎn)告警，而WDM中光信噪比（OSNR）的劣化也可以迅速被確定，通過WDM系統(tǒng)中的光監(jiān)控信道（OSC）更是可以對故障迅速定位，因此，IPoverWDM網(wǎng)絡(luò)多層恢復(fù)機(jī)制應(yīng)在光層首先動作為宜。對于上述OXC節(jié)點(diǎn)故障這樣的光層無法恢復(fù)的情況，采用某種類似計時器的機(jī)制較為現(xiàn)實?？疾煲粋€網(wǎng)徑為2500km（ITU－T假設(shè)的數(shù)字參考鏈路長度）的光網(wǎng)絡(luò)，總計32個節(jié)點(diǎn)，光信號的傳輸時延約為5ns/m，單個節(jié)點(diǎn)對保護(hù)倒換協(xié)議的處理時間約需0.5ms，其總的傳輸時延仍然可以滿足50ms的CDT；另一種對于時間閾值的考慮可以參考ITU－T的G.114中對VoiceoverIP類業(yè)務(wù)的規(guī)定，其端到端的時延為150ms。因此，多層恢復(fù)機(jī)制切換計時器的時間范圍為50～150ms，具體選擇多大的值作為光層進(jìn)行恢復(fù)的最長門限值，需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的范圍具體考慮，超過此門限后，可以再由IP/MPLS層進(jìn)行處理。表9－3給出了幾種多層恢復(fù)機(jī)制的性能比較。表9－3幾種多層恢復(fù)機(jī)制的性能比較 9.5

ASON業(yè)務(wù)

9.5.1按需帶寬提供BoD

BoD業(yè)務(wù)能夠?qū)崟r、靈活地滿足用戶的帶寬需求，它能夠根據(jù)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)以最有效的基于時間或業(yè)務(wù)命令路由使用現(xiàn)有的光網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，進(jìn)行帶寬資源的動態(tài)分配。這也正是智能光網(wǎng)絡(luò)所能夠支持的快速靈活連接功能的體現(xiàn)。由于語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等的流量需求都不是固定不變的，而是在一天之中會有帶有時段性特點(diǎn)的波動（很大程度上和用戶的行為習(xí)慣有關(guān)），因此根據(jù)不同時間段用戶的流量需求進(jìn)行動態(tài)的帶寬分配，不僅可以充分滿足用戶的需要，同時也可以獲得較高的網(wǎng)絡(luò)資源利用率。智能光網(wǎng)絡(luò)的BoD即是根據(jù)用戶的流量需求特征，結(jié)合當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)資源占用情況進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化的帶寬分配。在業(yè)務(wù)流量大的時候分配高帶寬，業(yè)務(wù)流量小的時候分配低帶寬，最大化帶寬的利用率。對于用戶而言，BoD不僅可以節(jié)約服務(wù)的費(fèi)用（不必始終按照高帶寬占用付費(fèi)），同時對于運(yùn)營商而言能夠更為高效地利用網(wǎng)絡(luò)資源，從而大幅度提升網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)營效率。因此，BoD的出現(xiàn)帶來了雙贏的局面，是智能光網(wǎng)絡(luò)提供的最有吸引力的業(yè)務(wù)之一。圖9－11

BoD業(yè)務(wù)示例智能光網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)支持多粒度，因此可以在不同層面上實現(xiàn)BoD。典型的BoD包括波帶級、波長級和子波長級等。由于目前智能光網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)設(shè)備大多都支持VC－4級別智能交叉連接，因此子波長級中VC－4級別的BoD業(yè)務(wù)目前較為成熟。

狹義BoD即通常所理解的BoD，是指通過UNI信令接口提供按需分配帶寬的自動連接。這里的帶寬分配是實時和自動的，使用SC連接類型。用戶或其代理可以直接通過UNI發(fā)起連接請求，不需網(wǎng)管發(fā)起。客戶可以在合同允許范圍內(nèi)對連接屬性進(jìn)行修改，如帶寬和QoS等。提供狹義BoD業(yè)務(wù)需要的用戶設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都能夠支持UNI協(xié)議。而目前支持UNI的用戶設(shè)備還很少，因此這里所述的是廣義BoD的概念。廣義BoD是指在狹義BoD的基礎(chǔ)上，增加了利用SPC連接提供按需分配帶寬的業(yè)務(wù)。具體又可分為以下三種類型：

（1）定時預(yù)約BoD業(yè)務(wù)。用戶通過傳真、Web和Email等方式提前預(yù)約所需帶寬，運(yùn)營商按時提供業(yè)務(wù)。要求網(wǎng)管支持預(yù)約業(yè)務(wù)功能，維護(hù)人員及時將業(yè)務(wù)需求單輸入到網(wǎng)管系統(tǒng)，到時網(wǎng)管自動開通業(yè)務(wù)。這種BoD業(yè)務(wù)類型的連接建立為非實時方式，用戶需要提前預(yù)約。（2）實時請求BoD業(yè)務(wù)。用戶通過運(yùn)營商提供的網(wǎng)管系統(tǒng)Web界面或客戶端網(wǎng)管，實時請求