智能特性.docx

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智能特性

目录

第4章智能特性4-1

4.1智能光网络概述4-1

4.1.1智能光网络的发展4-1

4.1.2智能光网络与传统光网络比较4-2

4.2智能光网络原理4-3

4.2.1智能光网络结构模型4-4

4.2.2智能光网络应用技术4-5

4.3OptiXOSN9500设备的智能特性4-7

4.4OptiXOSN9500智能业务应用4-7

4.4.1业务SLA服务4-7

4.4.2端到端的业务自动配置4-9

4.4.3Mesh组网4-10

4.4.4流量工程4-10

4.4.5综合智能业务应用4-11

插图目录

图4-1智能光网络原理模型4-4

图4-2智能光网络控制及业务平面4-5

图4-3智能光网络的GMPLS协议4-6

图4-4钻石业务的组网保护4-8

图4-5金级业务的提供示例4-9

图4-6银级业务的应用4-9

图4-7流量工程智能特性在网络中的应用4-10

表格目录

表4-1对不同的业务级别的差异化保护4-8

第4章智能特性

本章主要介绍智能光网络发展的概况现状与原理，使客户对智能光网络有初步的了解，并对OptiXOSN9500的智能特性及业务应用进行介绍。

4.1智能光网络概述

智能光网络：

智能光网络是一种自动交换传送网。

由用户端动态发起业务请求，自动选择路由，并通过信令控制实现业务连接的建立、拆除。

融交换、传送为一体的新一代光网络。

4.1.1智能光网络的发展

随着网络规模越来越大，网络结构的日渐复杂，管理、维护的压力也越来越大，这种人工配置业务的方式费力且容易出错。

同时，由于业务从申请到真正开通，都是人工进行，尤其当牵涉到多厂家的设备互连时，需要人工协调，效率很低，通常需要花费几周甚至几个月的时间。

视频、多媒体、数据业务的快速发展，使得原本以语音为对象而设计的传输网络不能更好地满足业务发展的需求。

数据业务的不确定性和不可预见性，同时为了降低网络管理、维护成本，要求光网络带宽能实时、动态分配。

一种能够自动完成网络连接的新型网络概念—自动交换传送网（ASTN-AutomaticallySwitchedTransportNetwork/ASON-AutomaticallySwitchedOpticalNetwork）应运而生。

在传统的传送网中引入动态交换的概念不仅是十几年来传送网概念的重大历史性突破，也是传送网技术的一次重要突破。

总的看来，在网络中引入ASTN/ASON的主要好处有：

●灵活的Mesh组网，自愈性强、易扩展性、高带宽利用率。

●网络拓扑自动发现。

●缩短业务建立时间，带宽的动态申请和释放。

●网络链路负载自动均衡和优化。

●简化网络管理。

●最终实现不同网络互连、互通。

●提供新的增值业务：

按需带宽分配、带宽出租和批发、光虚拟专用网（OVPN-OpticalVirtualPrivateNetwork）、业务等级协定（SLA-ServiceLevelAgreement）等，使传统的传送网向业务网演进。

总之，光网络从廉价的带宽传送网转向直接提供赢利服务和应用的业务网。

4.1.2智能光网络与传统光网络比较

1.传统光网络运营中的问题

●业务端到端生成需要网管逐段配置且时间长，不能实现端到端业务的快速自动生成和保护。

●不能实现网络负载的自动均衡和优化。

●业务质量单一，无法实现差异化服务。

●不能实现实时管理，网络拓扑的变化不能实时反映到网管。

●网管层次多、设备多（DXC、ADM、DWDM等设备网管不统一）。

●骨干层多套设备重叠，光口互联多，网络结构复杂。

●拓扑多为环，跨环节点成为业务调度的瓶颈。

●SDH环需要预留50％保护带宽，带宽利用率低。

2.智能光网络产生的需求

●数据业务需求增长迅速，将成为未来的主流业务。

●数据业务的突发性带宽需求，给传输网络的半静态模式带来挑战。

●数据业务的快速增长，对传输网络的可扩展性提出了更高要求。

●客户设备（路由器、交换机）管理简单、即插即用。

●光网必须能提供大的带宽并迅速开通业务。

●光网必须能提供多样的应用与业务。

●数据业务的快速发展，使得原本以语音为对象而设计的传输网络将无法更好地满足业务发展的需求。

3.智能光网络的优点

智能技术引入光网络，能够实现业务的动态申请、选路、业务自动建立，从而简化网络的业务管理，降低运营成本，客户网络设备直接通过信令向光网络发起带宽请求，光网络根据请求搜索满足要求的业务路径，并在这条路径上将业务配置下发到各网元节点，实现业务自动建立。

●一套设备即可代替原有多套设备，网络清晰。

●大容量、多粒度的交换实现灵活调度。

●自适应的Mesh网络具有非常好的扩展性。

●带宽的动态分配，较好地提高带宽利用率。

●基于信令请求快速灵活的开通业务。

●提供端到端（跨环）业务的保护。

●网络负载的自动均衡和优化。

●提供业务SLA，实现差异化服务。

●简化了网络管理，最终实现不同网络的统一网管。

4.2智能光网络原理

数据业务对光传送网提出更高的带宽需求和服务质量要求，驱使光网络从传统的仅提供原始固定带宽的方式向更易于管理和控制更加灵活和智能化的可运营方向发展。

智能光网络体系结构正是基于这样的技术需求、背景而提出的。

它通过对业务进行分类，依据网络资源业务流量进行智能化的配置。

并且在网络出现故障时提供强大的网络生存能力。

由此赋予了光传送网实时的提供可配置带宽和动态的端到端连接管理能力。

智能光网络的核心在于明确的提出了光传送网的控制平面。

通过控制平面的方式并引入信令控制的交换能力，来实现连接配置的管理。

因此控制平面的信令协议，对于智能光网络的尤为重要。

智能光网络包括三种接口协议，如图4-1所示：

UNI（UserNetworkInterface）、I-NNI（InternalNetworktoNetworkInterface）、E-NNI（ExternalNetworktoNetworkInterface）。

UNI定义了用户到智能光网络设备的接口协议。

E-NNI定义了光网络侧不同厂家设备互通的协议，其信令协议以GMPLS为主体。

I-NNI是由厂家自定义的内部协议，尽管可以自定义，但为了向最终的对等模型平滑过渡，也应该遵循标准的GMPLS、OSPF（OpenShortestPathFirst）等协议信令，为以后的升级、对接提供方便。

图4-1智能光网络原理模型

4.2.2智能光网络结构模型

如图4-2所示，智能光网络包含两个层面：

控制平面和业务平面（又称传输平面）。

控制平面的主要功能包括收集和扩散智能光网络控制平面的网络拓扑信息，并通过使用最短路径优先算法，提供控制平面路由。

主要是管理及控制信息流。

业务平面的主要功能是提供显式路由和电路业务流。

图4-1智能光网络控制及业务平面

4.2.3智能光网络应用技术

1.OSPF控制平面开放的最短路径优先

OSPF是一种基于链路状态和SPF算法的动态路由协议。

通过在邻居间交换链路状态来学习网络（AREA内部）的拓扑信息，并使用SPF算法计算出到AREA内所有目的地的路由。

OSPF路由模块的目的是收集网络的拓扑信息，包括控制层拓扑信息和用于计算业务约束路由的业务拓扑信息，还负责收集网络保护信息，并根据收集到的控制层拓扑信息计算出路由，用于控制层面的路由表。

2.CSPF（ConstrainedShortestPathFirst）业务平面基于约束的最短路径优先

通过OSPF协议收集到整个AREA业务平面拓扑后，调用CSPF算法实现业务路径的搜索。

要考虑的约束条件包括：

链路最大带宽、链路可用带宽、共享链路风险组、必经节点（或不能经过的节点）、SLA业务等级协定、光路距离等。

CSPF计算的路径不仅包括端到端的业务工作路径，也包括对应的业务保护路径。

为能真正起到保护的作用，保护路径同工作路径除两端端点外，中间不应有节点或链路相交。

在计算出工作路径后，为计算保护路径，一种简单的方法是从现有的网络中将工作路径所覆盖的节点及链路（不包括源、目的节点）裁减掉，然后在裁减后的网络中重新找一条从源到目的的路径。

由于计算过程中要考虑各种约束条件，因此算法的效率会受到较大的影响。

衡量一种算法的好坏，不仅要关注其结果，还要关注其计算的效率。

3.GMPLS广义多协议标记交换

基于经MPLS扩展后的通用多协议标签交换GMPLS协议集的智能光网络控制协议主要包括路由协议、信令协议以及链路管理协议LMP（LinkManagementProtocol）。

图4-1智能光网络的GMPLS协议

其中路由协议主要有：

●具有流量工程能力扩展的开放最短路径优先OSPF-TE。

●具有流量工程扩展的中间系统-中间系统路由协议（IS-IS-TE）。

●约束最短路径优先路由协议CSPF。

信令协议主要包括：

●具有流量工程扩展的资源预留协议RSVP-TE（RSVPwithTrafficEngineeringExtensions）。

●约束路由标签分发协议CR-LDP（ConstrainedRoute-LabelDistributionProtocol）。

LMP运行于邻接节点之间的传输平面上，用于进行链路的提供，并管理节点间的双向控制信道。

它包括以下核心的功能：

控制信道管理、链路连接性验证以及故障定位/隔离。

4.3

OptiXOSN9500设备的智能特性

说明：

OptiXOSN9500需要额外购买并安装智能软件系统，才具有相应的智能特性。

OptiXOSN9500智能光交换系统提供一套独立运行的智能软件系统，该软件系统可实现带宽的动态交换分配，可完成业务的智能寻找路由和配置等功能，使用起来十分方便和灵活。

有效地提高网络带宽的利用率。

主要功能有：

●提供SLA服务。

●端到端业务的自动配置。

●提供流量工程控制，全网流量均衡，提高带宽利用率。

●提供分布式的Mesh（网格）组网保护，包括实时重路由保护方式。

支持区段和端到端的保护，提高网络的可扩展性。

4.4OptiXOSN9500智能业务应用

光网络的发展从以前的仅提供传输通道的配套网逐渐向业务运营网演变。

实施了智能特性的光网络能为用户提供多种高质量的带宽应用及服务：

带宽出租、带宽批发、带宽贸易、流量工程、SLA服务等。

4.4.1业务SLA服务

1.SLA业务的划分原则

业务SLA，从保护的角度将业务分成多种级别（高级业务、中级业务、重路由业务、无保护业务等），不同级别的业务，费用不同，这样可以更灵活地满足多种不同用户的需求。

业务的划分原则如下：

●高级业务：

提供类似1+1的保护，倒换时间：

0～50ms。

●中级业务：

提供类似M：

N的保护（如：

二纤复用段），倒换时间：

0～50ms。

●重路由业务：

实时重新计算路径，切换时间：

100ms～分钟。

●无保护业务：

故障下不提供保护能力。

2.基于SLA的不同业务级别的保护

OptiXOSN9500智能光交换系统通过提供SLA服务，使运营商能够细分市场，获得更多的客户，提高服务质量，客户在得到满意的服务的同时，节约了成本。

表4-1对不同的业务级别的差异化保护

服务业务级别

保护级别

服务业务质量

钻石业务

高级保护

业务

质量

依次

升高

金级业务

中级保护

银级业务

重路由保护

铜级业务

无保护

钻石业务主要满足于银行、证券、重要政府机关等用户的业务需求；而金级业务主要满足语音、多媒体、视频等业务需求；银级业务主要适合于一般数据业务传输；铜级业务适合于一般的普通家庭上网等应用。

钻石业务的提供如图4-4，首先为一对接入设备提供一端到端带保护（双发选收）的业务（图中只示意单向业务，双向业务类似），正常情况下，接收端从上面虚线侧接收业务，当出现链路或节点失效，接收端会倒换到下面虚线侧接收业务。

也可以不预先定义通道环，由光网络业务接入边缘节点计算两条不相交的端到端路径，首节点双发，接收端选收，从而实现这种钻石业务的提供。

图4-2钻石业务的组网保护

金级业务必须预先定义逻辑虚拟复用段环，如图4-5中的环1、环2，虚拟环的带宽根据用户的需求确定，可以只是光纤最大带宽的一部分。

复用段环的一半时隙被用来保护另一半时隙。

为了使金级业务具备类似于M：

N的保护能力，光网络的业务接入边缘节点计算出的业务路径的每条链路应属于其中的一个虚拟复用段环，这样当这条业务路径上的每条链路或节点失效时，才能提供迅速的复用段环倒换保护。

图4-5中的端到端业务路径的每条链路都属于环1或环2，当其中的一个节点失效，环2能快速倒换到环上的备用路径。

图4-3金级业务的提供示例

银级业务是指当失效发生后，在收敛后的实时拓扑上，重新计算新的业务路径。

由于网络收敛需要一定的时间，因此，重路由的业务损伤时间大于前两种业务的倒换时间。

相比于前两种业务，它的优点是不需要预留恢复带宽，能够较高程度地提高网络带宽利用率。

图4-6中当业务链路上链路失效，重新搜索出新的路径，完成业务的恢复。

重路由有两种方式：

恢复式与非恢复式。

恢复式是指当故障恢复后，业务恢复到原有路径上；而非恢复，正好相反，故障恢复后，业务并不恢复到原有路径上。

图4-4银级业务的应用

多种等级业务的提供，既可以充分继承传统SDH网络环网快速保护倒换的优点，又可以发挥Mesh网灵活、高带宽利用率特性。

4.4.2端到端的业务自动配置

可以通过在网管上的进行以下几个简单操作，就可以实现端到端业务的快速自动生成和保护：

●选择源节点。

●选择目的节点。

●选择需求的带宽。

●选择业务级别。

●自动建立业务连接。

4.4.3Mesh组网

Mesh组网与Ring组网相比：

带宽利用率高、扩展性好、生存力强。

适合业务量很大分布又比较均匀的地区。

Mesh组网结构不受节点瓶颈问题和失效问题的影响，两点间有许多路由可选，可靠性很高。

图4-6中的网络拓扑结构就是Mesh组网。

4.4.4流量工程

OptiXOSN9500产品通过在网络中实施流量工程，可使网络负载均衡，从而方便了网络规划，提高带宽利用率。

（1）.不具备流量工程的网络

（2）.具备流量工程的网络

图4-1流量工程智能特性在网络中的应用

如图4-7所示具有流量工程的智能网路具有以下功能：

●避开拥塞路径、节点。

●避开高风险的路径、节点。

●网络业务负载自动均衡。

●业务负载分担。

4.4.5综合智能业务应用

OptiXOSN9500的智能业务通常是以上智能特性的综合应用：

SLA、流量工程、Mesh组网、端到端业务的在网管上的点击配置。

●动态业务（支持SLA）申请。

●端到端业务的点击配置。

●基于流量工程，计算满足要求的最优业务路径。

采用的主要技术：

CSPF。

●GMPLS信令在业务路径上建立连接。

采用的主要技术：

RSVP-TE、CR-LDP。