智能光网络技术及其应用
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智能电网的网络通信架构及关键技术智能电网的网络通信架构及关键技术1.引言建设信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网(Smart Grid,SG)要求健壮的网络通信支撑平台,分布式状态可感知能力、先进的电表计量基础设施(AMI)以及实时的需求响应等功能,这些都对现有的网络平台提出了更高的要求。
智能电网的网络通信平台为电力行业的生产运行、输电、配电、市场业务等多个领域提供服务,需求的多样性决定了其构成的复杂性,智能电网的网络支撑体系将是一个融合了多种网络技术的综合平台,有多种网络成分构成,既需要骨干网,又需要接入网和多种驻地网,既依赖于企业专网,也离不开公共的因特网,在技术上,将融合成熟的TCP/IP、MPLS、工业以太网和新型的无线传感器网络和物联网,涉及多种网络协议。
因此,有必要对智能电网的网络通信架构进行研究,明确不同应用领域的关键网络技术。
2.智能电网的框架与概念参考模型中国的智能电网建设提出了以特高压电网为骨干网架,以坚强智能电网为基础,以通信信息平台为支撑,以智能控制为手段,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节的发展路线,强调各个领域电力流、信息流和业务流的融合,因此,智能电网的框架中各个关键领域的沟通,必然是由网络通信为桥梁实现的。
2009年9月,美国国家标准与技术研究所(NIST)提出了关于智能电网互操作标准的框架与路线图,明确了推进标准化工作的8个优先发展领域:广域网状态可感知、需求响应、电能存储、电力交通、网络安全、网络通信、先进的计量基础设施和配网管理。
其中,有三个领域与网络技术直接相关。
网络安全(CyberSecurity):为保证电子信息系统的保密性、完整性和可用性采取的措施,是保护和管理智能电网中的电能、信息和通信设施必须的。
网络通信(NetworkCommunication):要求针对智能电网各个关键领域的应用和操作器的网络通信需求,实施和维护合适的安全和访问控制手段。
光纤通信技术的发展与应用光纤通信技术的发展与应用一、光纤通信的应用背景通信产业是伴随着人类社会的发展而发展的。
追溯光通信的发展起源,早在三千多年前,我国就利用烽火台火光传递信息,这是一种视觉光通信。
随后,在贝尔发明了光电话,但是它们所传输的信息容量小,距离短,可靠性低,设备笨重,究其原因是由于采用太阳光等普通光源。
之后伴随着激光的发现,英籍华人高锟博士发表了一篇划时代性的论文,他提出利用带有包层材料的石英玻璃光学纤维,能作为通信媒质。
从此,开创了光纤通信领域的研究工作。
二、光纤通信的技术原理光纤即光导纤维,光纤通信是指利用光波作为载波,以光纤作为传输介质将要传输的信号从一处传至另一处的通信方式。
其中,光纤由纤芯、包层和涂层组成。
纤芯是一种玻璃材质,以微米为单位,一般几或几十微米,比发丝还细。
由多根光纤组成组成的称之为光缆。
中间层称为包层,根据纤芯和包层的折射率不同从而实现光信号传输过程中在纤芯内的全反射,实现信号的传输。
涂层就是保护层,可以增加光纤的韧性以保护光纤。
光纤通信系统的基本组成部分有光发信机、光纤线路、光收信机、中继器及无源器件组成。
光发信机的作用是将要传输的信号变成可以在光纤上传输的光信号,然后通过光纤线路实现信号的远距离传输,光纤线路在终端把信号耦合到收信端的光检测器上,通过光收信端把变化后的光信号再转换为电信号,并通过光放大器将这微弱的电信号放大到足够的电平,最终送达到接收端的电端完成信号的输送。
中继器在这一过程中的作用是补偿光信号在光纤传输过程中受到的衰减,并对波形失真的脉冲进行校正。
无源器件的作用则是完成光纤之间、光纤与光端机之间的连接及耦合。
其原理图如图1所示:通过信号的这一传输过程可以看出,信号在传输过程中其形式主要实现了两次转换,第一次即把电信号变成可在光纤中传输的光信号,第二次即把光信号在接收端还原成电信号。
此外,在发信端还需首先把要传输的信号如语音信号变成可传输的电信号。
第1篇一、引言随着信息技术的飞速发展,光通讯技术作为信息传输的核心技术之一,已经在全球范围内得到了广泛应用。
本文将对光通讯技术的发展历程、关键技术、应用领域以及未来发展趋势进行总结和分析。
二、光通讯技术的发展历程1. 初创阶段(20世纪60年代):光通讯技术起源于20世纪60年代,当时主要应用于军事通信领域。
这一阶段,光纤通信技术开始崭露头角,但受限于光纤材料和技术水平,应用范围有限。
2. 成长期(20世纪70-80年代):随着光纤制造技术的突破,光纤通信技术逐渐成熟,开始广泛应用于电话、电视、互联网等领域。
此外,光电子器件和光模块技术的快速发展,推动了光通讯产业的壮大。
3. 高速发展阶段(20世纪90年代至今):随着互联网的普及,光通讯技术进入高速发展阶段。
光传输速率不断提高,从最初的几十Gbps发展到现在的数十Tbps。
同时,光网络架构、光交换技术、光信号处理等关键技术不断取得突破。
三、光通讯技术关键技术1. 光纤技术:光纤是光通讯技术的核心,其传输性能直接影响着整个系统的性能。
目前,光纤技术主要包括单模光纤和多模光纤,其中单模光纤具有更高的传输速率和更远的传输距离。
2. 光电子器件技术:光电子器件是光通讯系统的关键组成部分,主要包括光发射器、光接收器、光放大器等。
光电子器件技术的发展,为光通讯系统提供了更高的传输速率和更低的功耗。
3. 光模块技术:光模块是光通讯系统中连接光纤和光电子器件的桥梁,其性能直接影响着整个系统的性能。
光模块技术主要包括高速光模块、可重构光模块等。
4. 光网络架构技术:光网络架构技术主要包括波分复用(WDM)、光交叉连接(OXC)等。
这些技术提高了光网络的传输效率和灵活性。
5. 光信号处理技术:光信号处理技术主要包括光调制、光解调、光放大等。
这些技术提高了光信号的传输质量和稳定性。
四、光通讯技术应用领域1. 通信领域:光通讯技术在通信领域得到了广泛应用,包括光纤通信、卫星通信、无线通信等。
浅析ASON技术及其在移动通信的应用前景ASON(Automatically Switched Optical Network)是指自动交换光网络,是一种通过自动化控制来优化光传输网络容量和质量的技术。
它主要依靠其中的GMPLS(Generalized Multiprotocol Label Switching)协议,实现了对光通路进行管理和调度,从而提高网络的可靠性和灵活性。
在移动通信领域,ASON技术的应用前景十分广阔。
首先,为了满足人们对网络速度和质量的不断追求,5G技术将成为未来移动通信的主流,而ASON技术可以有效地增加5G网络的传输速度和可靠性。
通过自动化地管理光通路,ASON技术可以实现对网络容量的最大化利用,并且在光通路出现故障时能够通过自动快速路由的方式来保证用户体验。
其次,移动通信领域的网络架构越来越分布式,移动设备之间的通信也越来越复杂,这给网络的管理和调度带来了巨大挑战。
ASON技术不仅可以对传统光网络进行管理,还可以对不同移动设备之间的通信进行管理和调度,从而可以实现NSH (Network Service Header)和NSH-aware的处理和转发,简化网络架构和管理,提高用户体验和网络可靠性。
最后,在智慧城市和物联网的背景下,越来越多的传感器和设备需要实现互联互通,而这些设备的通信也涉及到光网络的传输。
ASON技术可以为这些设备提供高效、可靠的网络传输,并且可以通过自动化控制来实现设备与网络之间的快速便捷接入,为智慧城市和物联网的建设提供支撑。
总之,ASON技术是未来移动通信领域的重要技术之一,它可以为5G网络提供传输速度和可靠性的保障,可以简化网络架构和管理过程,更好地满足人们对网络的需求,同时也可以为智慧城市和物联网的建设提供有力的支持。
ASON技术在辽阳电力通信网络中的应用分析摘要 ason(自动交换光网络)是目前业界关注的焦点,它由于引入了一个独立的控制平面,使光网具有智能。
重点介绍ason中涉及到的关键技术,包含传送平面、控制平面和管理平面。
本文针对辽阳电力传输网络存在的问题,提出了基于“ason”的电力通信网络总体设计思路,对网络运行的安全技术保证提出了自己的见解,对其他电力通信机构解决类似问题具有参考价值。
关键词 ason;sdh;智能光网络中图分类号tn92 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2011)55-0196-020 引言随着电力建设的发展壮大,电网调度、继电保护、安全自动装置等业务对电力通信网络的要求越来越高,辽阳电力通信网络随着多年的建设与发展,目前已经形成以4个sdh 622m光环网、3个sdh155m光环网为核心的骨干光纤网络,该网络支撑着辽阳电力行政交换网络、跨区域继电保护网络、调度交换网络、变电所mis网络、调度数据专网等重要业务。
因此,保证传输网络的安全稳定运行事关重大。
目前传输网络存在的问题主要有以下几方面:1)网络结构为dcs+adm——星型拓扑+传统sdh环网,所有业务集中到局中心一个网络节点上没有实现网络分层管理、业务分担,一旦改节点设备出现故障,将造成全网业务中断;2)网络保护为sdh自愈环、dcs的恢复(分钟级),sdh环保证了业务拥有一个保护通道,而无第3通道;dcs的分钟级恢复时间不能保证重要业务的技术指标;3)电路配置为永久连接,永久连接电路使得系统的资源利用率不高,不能够动态分配带宽;4)网络扩展:dcs扩展时odf/ddf人工跳接任务繁重,adm以环为单位叠加;5)电源系统:目前有10个站点电源系统老化严重无法保证安全运行。
针对目前传输网络存在的问题及光网络发展趋势,结合辽阳电力“十二五”发展规划我们确定了以“ason”为核心技术的解决方案。
1 ason技术简介自动交换光网络(ason)指的是在ason信令网控制之下完成光传送网内光通道连接自动交换功能的新型网络,对网络资源是按需自动分配,它已被认为是具有自动交换功能的新一代的光网络,代表未来网络技术的发展方向[7]。
工业pon应用场景
工业PON(PassiveOpticNetwork)是一种广泛应用于工业领域的光纤通信技术。
它基于被动式光网络技术,通过光纤传输大量数据和信号,实现了高速、稳定、低延迟的通信。
在工业应用中,工业PON的应用场景十分广泛,下面列举了几个典型的应用场景:
1. 工业自动化
工业自动化是工业PON的主要应用场景之一。
工业PON可以提供高速、稳定的通信服务,满足工业自动化控制系统对于数据传输的需求,实现高效的数据传输、控制和监测。
同时,工业PON还可以支持多种协议,如Modbus、Profibus、CAN等,满足不同工业设备的通信需求。
2. 智能制造
随着智能制造的不断发展,工业PON也逐渐成为智能制造的重要组成部分。
工业PON可以支持大容量数据传输和实时通信,满足智能制造各个环节的数据需求,提高生产效率和质量,并实现智能化控制和调度。
3. 能源管理
工业PON可以应用于能源管理领域,实现对于能源设备的监测和控制。
通过工业PON搭建的能源管理系统,可以实现对于电力、热力等能源设备的远程监测和控制,提高设备的可靠性和运行效率,降低能源消耗。
4. 智慧城市
工业PON可以应用于智慧城市建设中,实现城市各个领域的智能化控制和监测。
例如,可以通过工业PON实现对于城市交通、公共安全、环境监测等方面的数据传输和监测,提高城市管理的智能化水平。
总之,工业PON的应用场景十分广泛,涉及到工业自动化、智能制造、能源管理、智慧城市等多个领域,为工业发展带来了巨大的推动力和价值。
智能光配在电力系统中的应用摘要:智能光分配网络能节省电力系统管理的人力资源,大幅提升维护效率,促使各个分站点的资源在统筹和系统化管理下更加有效。
同时,通过提升电力通信专网的可靠性和管理效率等,可提高电力系统的管理质量,更好地为电力生产的管理提供服务,提高社会效益,符合当前智能电网的发展趋势。
智能光分配网络的应用,标志着电网向智能化和自动化发展,是发展智能电网和绿色电网的重要推动力。
关键词:智能光配;电力系统;光纤通信;电子通信在电力系统当中是很重要的一个组成,其能够使得电力系统向着现代化管理的方向发展,还能够实现自动化调度。
将智能光配应用到电力通信当中,不仅可以对电力通信提出更多的要求,还可以实现高传输质量、高宽带质量的快速发展。
当光纤通信网络在进行建设及后续运维的时候,智能光配作为整个通信网络至关重要的组成部分,会使得整体电力通信质量产生影响。
一、智能光配和电力系统的概述1.智能光配,智能光分配网络(Optical Distribution Network,ODN)是电信运营商光纤接入网络并迅猛发展后的产物,核心思想是在传统ODN无源网络的基础上增加必要的智能性,本身是由智能光分配网络的设备、智能管理终端以及智能ODN管理系统等构成。
通过在光纤配线和交接箱等设备上安装智能标签、显示装置等智能管理设施,实现传统的光分配网络设备的智能化。
智能标签主要是智能光分配设备的各组件能被识别的身份认证,其所提供的设备识别码单一,可有效记录各个配线端口的业务信息数据内容。
通过使用相关的采集装置和显示装置,有效接收智能光分配网络系统和智能终端的管理控制信息内容,最终实现对光纤配线端口信息数据的采集和记录。
采集和显示装置能对光纤配线端口的使用情况进行标记处理,从而指导光纤配线架上的各类现场作业。
智能管理终端主要是指现场作业时使用的平板电脑等智能终端。
平板电脑等智能终端是智能光配网络管理系统与智能光配设备之间的桥梁,可满足智能光分配网络设备向智能光分配网络管理系统上报数据和智能光分配网络管理系统向智能光分配网络设备发送信息的交互处理要求。
ASON摘要:ASON (Automatically Switched Optical Network)即自动交换光网络。
ASON的概念来源于ION(智能光网络)。
2000年的ITU-T正式确定由SGL5组开展对ASON的标准化工作。
ITU-T进一步提出自动交换传送网(ASTN)的概念,明确ASON是ASTN应用与OTN的一个子集。
ASON是在选路和信令控制下,完成自动交换功能的新一代光网络,是一种标准化了的智能光传送网,代表了未来智能光网络发展的主流方向,是下一代智能光传送网络的典型代表。
ASON首次将信令和选路引入传送网,通过智能的控制层面来建立呼叫和连接,使交换、传送、数据三个领域又增加了一个新的交集,实现了真正意义上的路由设置、端到端业务调度和网络自动恢复,是光传送网的一次具有里程碑意义的重大突破,被广泛认为是下一代光网络的主流技术。
ASON是以SDH和光传送网(OTN)为基础的自动交换传送网,它用控制平面来完成配置和连接管理的光传送网,以光纤为物理传输媒质,SDH和OTN等光传输系统构成的具有智能的光传送网。
根据其功能可分为传送平面、控制平面和管理平面,这三个平面相对独立,互相之间又协调工作。
与传统传送技术相比,ASON技术的最大特点是引入了控制平面,控制平面的主要功能是通过信令来支持建立、拆除和维护端到端连接的能力,并通过选路来选择最合适的路径,以及与此紧密相关的需要提供适当的名称和地址机制。
ASON相对于传统的传输网络,ASON新增了控制平面,这使ASON从技术上实现了对传输层面链路资源更加丰富的调配方式,并能够以更加实时的方式按需向传送层面申请资源、建立连接,从而为新业务的提供奠定了技术基础。
ASON控制平面的基本功能有呼叫控制、呼叫许可控制、连接管理、连接控制、连接许可控制、支持UNI与网管系统的联系、多归属环境中的连接管理、支持路由分集连接的连接管理和补充业务的支持等。
在ASON中,呼叫控制和连接控制可以分开处理,这样做的好处是可以减少中间连接控制节点过多的呼叫控制信息,去掉解码和解释全部消息及其参数的沉重负担。
光纤通信与光网络光纤通信与光网络的出现与发展,标志着信息与通信技术进入了一个崭新的时代。
作为一种高速、高容量、低损耗的传输媒介,光纤通信与光网络在数据传输、通信、互联网等方面起着重要的作用。
本文将探讨光纤通信与光网络的基本原理、应用领域以及未来发展趋势。
一、基本原理光纤通信是利用光纤作为传输媒介,通过光的全反射原理将光信号传输到目标地点的通信方式。
在光纤通信中,光信号被转换成光脉冲,通过光纤中的光纤芯层进行传输,到达目标地点后再进行光信号的接收和解码。
光纤通信具有高带宽、低传输损耗、抗干扰能力强等优点,因此被广泛应用于长距离通信和高速宽带传输领域。
光网络是建立在光纤通信基础上的网络系统,通过光纤传输设备和光网络控制设备进行信息传递和处理。
光网络采用光纤传输技术,具有高速、大容量、低延迟等特点,能够满足日益增长的数据传输需求。
光网络可以分为光分布式网络和光分组网络两种形式,灵活性高、传输效率高,成为现代通信网络的重要组成部分。
二、应用领域光纤通信与光网络广泛应用于各个领域,为我们提供了高效的通信和数据传输服务。
以下是光纤通信与光网络在几个主要领域的应用:1. 电信领域:光纤通信和光网络在电信领域起着至关重要的作用,用于实现电话、宽带、移动通信等服务。
光纤通信的高带宽和低延迟特性,为用户提供了更快速、更稳定的通信体验。
2. 数据中心:在大型数据中心中,光纤通信和光网络被广泛应用于服务器之间的高速数据传输。
光纤通信的高速率和大容量特性,能够满足数据中心对高速互联和大容量数据传输的需求。
3. 科学研究:光纤通信和光网络在科学研究领域中扮演着重要角色。
科学家们利用光纤传输设备进行大规模数据收集和传输,加速了科学研究的进程,提高了实验数据的可靠性和准确性。
4. 医疗行业:光纤通信和光网络在医疗行业中广泛应用于医院的信息化建设和远程医疗。
通过光纤传输技术,医生和患者能够实现视频会诊、远程手术等医疗服务,提高了医疗资源的利用效率和医疗水平。
ASON技术在城域网中的应用摘要自动交换光网络(ASON)近年来发展迅速,在国内得到了一定的应用。
本文从ASON 技术的特点、关键技术等方面进行了分析,同时从网络的多业务承载能力、资源使用效率以及智能化应用等方面阐述了ASON技术在城域网中具有突出的优势及良好的应用前景。
1、引言ASON(Automatic Switched Optical Network,自动交换光网络)是指在选路和信令控制之下完成自动交换功能的新一代光网络,也可以看做是一种标准化的智能光传送网,被广泛认为是下一代光网络的主流技术。
随着信息时代的来临,各种通信业务(特别是以IP业务为代表的数据、图像等传输业务)急剧增长,以及动态的数据业务特性带来新的需求,使得对传输网络具备良好自适应能力的需求也逐步提上日程,对网络带宽进行动态分配并具有高性价比的解决方案已是人们追求的目标。
ASON正是在这样的市场环境下应运而生的新一代光网络技术。
2、ASON的体系结构ASON中第一次引入了单独的控制平面,从而使光网络发生了根本性的变化,具备了智能功能。
其体系结构主要表现在ASON的三种平面和三种连接类型上。
2.1ASON的三种平面按照ITU-T G.8080(G.ason)建议,ASON从功能平面讲分为控制平面(Control Plane)、传送平面(Transport Plane)、管理平面(Management Plane)3个独立的层面。
2.1.1控制平面功能在智能光网络中形成了独立的控制平面,完成对连接的建立和删除以及其他操作的控制功能,诸如恢复和保护,快速配置,快速加入和去除网元,进行光功率的自动调整等。
控制平面包括一系列实现路由和信令等特定功能组件,用于连接的建立和释放等。
控制平面可以在管理平面的控制下实现连接的建立,也可以独立完成连接的建立和释放等功能。
ASON控制平面的作用在于:快速有效地在传输网内配置连接以支持交换和软永久连接;再配置或修改预先设置的呼叫连接;完成恢复功能。
浅谈MSTP技术及业务的解决方案摘要从2009年开始,公司开始接应一些跨本地网的MSTP业务;2010年,市场部门陆续签约多家银行的MSTP电路订单,所以如何在现有TDM业务传输网的基础上快速的提供数据业务的传送和处理功能是市场发展的需求。
于是,如何以SDH为基础向多业务传送平台演进,快速的提供MSTP业务,成为近期光传输网的一个亟需解决的问题。
关键词MSTP;传输网;技术及业务;解决方案1MSTP的概念基于SDH的多业务传送节点(MSTP)是指基于SDH平台,同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送,提供统一网管的多业务节点。
基于SDH 的多业务传送节点除应具有标准SDH传送节点所具有的功能外,还应具有以下主要功能特征:具有TDM业务、ATM业务或以太网业务的接入功能;具有TDM业务、ATM业务或以太网业务的传送功能,包括点到点的透明传送功能;具有ATM 业务或以太网业务的带宽统计复用功能;具有ATM业务或以太网业务映射到SDH虚容器的指配功能。
2MSTP的发展阶段第一代MSTP:接入阶段,透明传输;在原有SDH基础上,增加宽带接口功能,实现数据业务的透明传输功能,如提供数据接口并映射到SDH虚容器;提供级联接口接入ATM和POS的高速接口等。
第二代MSTP:交换阶段,以太网二层交换+ATM交换;在第一阶段的基础上,增加数据业务的处理功能,包括以太网的二层交换,ATM交换等。
第三代MSTP:环网共享阶段, RPR+VP Ring;采用数据通信领域的以逐点转发为基础的环网技术,有效提高带宽利用率,包括弹性分组环技术(RPR)、ATM共享环技术(VP Ring)。
第四代MSTP:智能阶段,智能特性,如网络拓扑自动发现、带宽动态申请和释放等;智能化:由静态网络向智能网络的演进,实现网络拓扑自动发现、带宽动态申请和释放、Mesh网灵活高效的保护等。
3MSTP技术特点1)继承了SDH的诸多优点。
与O-UNI相关的应用是智能光网络的基础,这些应用包括从简单的连接配置到动态的带宽分配。
O-UNI规范的主要内容是快速的电路提供,不同等级的保护和恢复,连接建立信令,自动拓扑发现,自动服务发现以及故障监测、定位和通告等。
OIF与IETF密切配合是其最终取得成功的保证,二者的工作具有非常好的互补性。
OIF主要关注于UNI规范和以后的NNI(网络节点接口)规范。
许多运营商都非常重视OIF,积极参与其规范的制定,因此OIF的实施协议很有可能在运营商的网络中得到应用。
2.ODSIODSI(Optical Domain Service Interconnect)主要是由Sycamore公司在1999年创建的,目的是解决光网络的开放接口问题。
ODSI的目标是定义一个O-UNI,并推广智能光网络的概念。
但由于缺少大型网络设备供应商的参与使其影响力受到很大的削弱。
ODSI在2001年早期完成了其O-UNI规范,并提交给了OIF。
OIF信令工作组决定采用ODSI的O -UNI作为其O-UNI的基础结构。
两种O-UNI的主要区别在于信令协议选择的不同。
ODSI开发了一种基于TCP的信令协议,而OIF选择多协议标记交换(MPLS)作为信令协议。
ODSI完成的主要工作包括:开发了一种开放式O-UNI接口,允许电层设备向光交换网络请求所需带宽;进行多厂商的互操作性测试;向正式的标准组织提交功能规范和互操作性测试结果。
ODSI对于启动O-UNI规范的制定工作起了重要的作用,加速了OIF的工作进度。
3.IETFIETF是由网络设计者、运营商、设备供应商和研究人员共同组成的一个开放式国际性团体,目的是开发Internet的标准和规范。
IETF的标准是开放而非私有的,并且可以免费提供。
虽然对这些标准的遵守是自愿的,但是由于Internet的快速普及,这些标准得到了广泛的应用。
IETF对Internet中使用的核心技术进行开发和标准化,最近IETF的GMPLS及相关工作组主要工作是定义用于智能光网络的控制协议。
Sub-IP是IETF成立的一个临时技术区域,负责GMPLS和相关技术的开发。
Sub-IP中与智能光网络相关的工作组有IP over Optical(IPO)工作组、CCAMP(Common ControlandMeasurement Plane)工作组和MPLS工作组等。
4.ITU-TITU-T是通信行业主要的标准化组织,它制定的标准对通信市场有着深远的影响。
但是ITU制定标准的速度相对较慢,ITU-T在智能光网络领域的主要工作是定义了一个标准的自动交换光网络体系结构。
由于ITU-T已经制定了光网络的一些基础性标准(如WDM的波长分配),因此关注ITU-T在智能光网络领域的工作是十分必要的。
ITU-T与其它标准化组织的不同在于它是从整体结构的角度研究光网络的,之后再决定如何实现。
例如ITU-T制定的第一个光网络方面的标准是《光传送网体系结构》,它描述了如何设计一个光网络的基本原则。
ITU和OIF的工作具有很强的互补性,OIF主要是制定UNI和NNI接口规范。
ITU与IETF的工作有部分重叠,而且两者目前的合作还不是很多。
ITU没有像IETF那样关注于将IP和MPLS用于信令协议,而是还在考虑其它可能的选择,包括基于ATM专用网络接口(PNNI)的信令方案和一套全新的信令协议。
我国在智能光网络的研究工作中,主要依据的还是ITU-T的相关建议,同时兼顾IETF和OIF的相关文档。
三、智能光网络的结构智能光网络采用分层体系结构,智能光网络结构将使未来网络出现三个平面:数据/传送面、管理面和控制面,最终实现由业务层提出带宽需求,通过标准的控制面来使传送面提供动态自动的路由,控制面可以通过信令UNI / NNI 接口的方式或通过管理系统接口的方式来实现,而网络管理平面将仍然对全网进行管理。
下面分别从构成智能光网络ASTN/ASON的三个逻辑平面,即传送平面(TP)、控制平面(CP)和管理平面(MP)的角度探讨一下光网络的智能性。
1.传送平面传送平面由作为交换实体的传送网网元(NE)组成,主要完成连接/拆线、交换(选路)和传送等功能,为用户提供从一个端点到另一个端点的双向或单向信息传送,同时,还要传送一些控制和网络管理信息。
目前,传送网中的"智能"只集中在统一的网管上,而构成传送网主体的网元则只是一些被动的调度单元。
与之迥异的是ASON的传送平面具备了高度的智能,这些智能主要通过智能化的网元光节点来体现。
现在研究倾向认为,这些网元是一些具有OXC结构的波长路由器,并具备MPLS信令功能。
这种结合了第三层IP路由与第一层光交换功能的网元,可对路由功能和转发功能进行分离。
2.控制平面光网络智能化的关键之处就在于同现有的传送网络相比,引入了一个控制平面。
ASTN/ASON智能光网络内的呼叫控制和连接控制的功能都是由控制平面完成的。
控制平面由信令网络支持,由多种功能部件组成,包括一组通信实体和控制单元(OCC:光连接控制器)及相应的接口。
这些功能部件主要用来调用传送网的资源,以提供与连接的建立、维持和拆除(释放网络资源)有关的功能。
这些功能中最主要的就是信令功能和路由功能。
控制平面接口的主要功能是用于实现控制平面与上层用户之间、控制平面内部各功能实体之间以及控制平面与传送平面、管理平面之间的连接。
控制平面涉及到的接口主要有5种,即:用户网络接口(UNI)、外部网络节点接口(E-NNI)、内部网络节点接口(I-NNI)、连接控制接口(CCI)和管理平面与控制平面之间的接口(NMI-A)。
控制平面的核心功能是连接控制功能,它实际上是控制平面对传送平面的智能化操作。
完成光网络连接的方式有以下三种:(1)指配方式:这种方式由用户网络通过用户网络接口(UNI)直接向管理平面提出请求,通过网管系统或人工手段对端到端连接通道上的每个网元进行配置。
在由网管系统实现连接时,需要利用接入网络的数据库,由管理平面计算路由,找出最适宜的路由并分配波长后,直接向传送平面发送连接建立消息来实现各网元的连接。
该连接方式不与控制平面发生任何关系。
目前的传送网就是采用这种"交叉"连接的方式,其特点是静态的。
(2)信令方式:这种方式的连接过程是由通信的终端系统(或连接端点)向控制平面发起请求命令,再由控制平面通过信令和协议来控制传送平面建立端到端的电路连接。
这种方式类似于PSTN基于"交换"的动态连接方式,因此又称为交换连接方式(SC)。
这种方式是实现光网络智能化的重要手段。
(3)混合方式:这种连接方式介于上述两种方式之间,即在网络的边缘,由网络提供者提供永久性连接,该连接由管理平面来实现;在网络边缘的永久性连接之间提供交换的连接,该连接由控制平面来实现,即通过网络产生的信令和选路协议完成的,并取决于NNI 的定义。
由于这种方式的连接没有定义UNI,所以又称之为软永久性连接(SPC)。
这三种连接方式的最重要区别是由谁来发起连接建立的请求。
指配方式连接建立的请求是由网络运营者发起的,信令方式连接建立的请求是由终端用户发起的,这时,必须支持第三方信令通过UNI。
另外,这三种方式中,仅SC和SPC与信令和路由有关。
另外:涉及智能光网络控制平面的关键技术还包括:网络拓扑和资源的自动发现、智能化的光路由和波长分配(RWA)算法、各种不同业务的接入和整合技术、光管理信息的编码和分发、网络生存性策略和自动保护恢复等。
3.管理平面管理平面对控制平面和传送平面进行管理,在提供对光传送网及网元设备进行管理的同时,实现网络操作系统与网元之间更加高效的通信功能。
管理平面的主要功能是建立、确认和监视光通道,并在需要时对其进行保护和恢复。
由于ASTN/ASON在传统光网络的基础上新增了一个功能强大的控制平面,这给智能光网络的管理带来了一些新的问题,这些问题集中表现为以下三个方面:(1)路径管理功能该项功能要求在多运营商环境下,为了完成网络管理功能,必须统一规范路径建立控制结构,即对控制平面的同一管理域(AD)内光通路的建立以及不同管理域之间光通路的建立进行统一的规范。
(2)命名和寻址由于命名和寻址涉及到用户域名和业务提供者域名之间,以及层网络名之间的翻译和转换,因此在ASON智能光网络环境下,对命名和寻址的要求主要有名的独立性和名的唯一性。
(3)网管平面与控制平面的协调问题由于ASON智能光网络的3种连接类型有的是由网管系统建立的,有的是由信令系统动态建立的,有的则是由两者共同合作建立的,因此需要研究网管平面和控制平面之间的结合问题。
此外,控制平面和管理平面都要维护一定的网络状态信息,它们之间如何协调和配合也是一个重要的研究课题。
目前,ITU-T等组织还没有给出任何与网络管理方面相关的内容,但业界倾向于采用基于CORBA技术实现域间的网络管理方案。
四、智能光网络的优势在网络中引入ASTN/ASON的主要好处有:(1)允许将网络资源动态地分配给路由,缩短了业务层升级扩容时间,明显增加业务层节点的业务量负荷。
(2)具有可扩展的信令能力。
(3)智能光网络单机集成了多种ADM和DCS设备,简化了网络,降低了投资费用。
光网络的可扩展性也是节省费用的主要因素,智能光网络的灵活组网和扩展能力,为电信运行商节约网络扩展的费用。
(4)光层的快速业务恢复能力减少了用于新技术配置管理的运行支持系统软件的需要,只需维护一个动态数据库,也减少了人工出错机会,(5)智能使光网络提供自动化的快速的点对点配置能力,增强了运营商快速提供优质服务的能力,降低了网络的操作费用,使之成为有效运行、能赢利的网络。
(6)可以引入新的业务类型,诸如按需带宽业务、波长批发、波长出租、分级的带宽业务、动态波长分配租用业务、带宽交易、光拨号业务、动态路由分配、光层虚拟专用网(VPN)。
五、智能光网络提供的服务智能光网络可提供的服务如下:(1)个性化光网络服务:除了减少光网络的整体费用,网络追求一种更有竞争力的服务,个性化服务,这在无管制的市场中十分重要。
智能光网络在新型光网络中推行个性化光通信服务的经济效果是服务供应商网络运行和管理的焦点所在。
智能光传输体系使服务供应商能够低成本的在先进的光网络中提供个性化光通信服务。
(2)灵活的光网络服务:动态的点对点配置,可以根据用户的需要而提供服务。
另一种动态服务是电路和交换保护环的动态调整,提供根据用户的流量大小方向而动态调整的功能,以适应数据业务的流量动态变化。
在灵活的虚拟容量和级联下,新一代智能光网络能够提供一系列的创新光网络服务,如:波长批发,波长出租,超宽带服务和非标准带宽服务。
(3)虚拟光网络(光VPN):虚拟光网络使得网络运营商可以分割网络的物理资源提供给每一个末端用户,使用户像对自己的网络一样进行配置、安全监视和管理。