光傳送網(wǎng)的智能化技術(shù)及應(yīng)用

第五講光傳送網(wǎng)的智能化一、光網(wǎng)絡(luò)的智能化趨勢二、智能光網(wǎng)絡(luò)及其特征三、智能光網(wǎng)絡(luò)的演進模型2一、光網(wǎng)絡(luò)的智能化趨勢光網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用現(xiàn)狀DWDM技術(shù)的應(yīng)用，使光傳輸鏈路的容量得到了大幅度地提高，1.6Tbit/sWDM系統(tǒng)已開始商用，實驗室水平已達到10.9Tbit/s傳輸鏈路的帶寬利用率較低（還不到10%），所使用的波長主要集中在C波段，只使用了可用波長25THz中的4THz傳輸鏈路上看，隨著可用波長從C波段向L和S波段的擴展，短期內(nèi)傳輸鏈路的帶寬將不再是光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中最主要的矛盾3光網(wǎng)絡(luò)的智能化趨勢近兩年傳輸容量未取得突破，研究重點轉(zhuǎn)移到：全光互聯(lián)網(wǎng)提高帶寬資源的利用率光網(wǎng)絡(luò)的智能化資源配置的靈活性（自動配置）帶寬的自動分配4網(wǎng)絡(luò)的智能化趨勢隨著各種新型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)出現(xiàn)，對傳統(tǒng)光傳送網(wǎng)提出了新的需求：對交換的需求多業(yè)務(wù)要求提高傳送質(zhì)量的要求管理和配置的要求傳統(tǒng)的光傳輸技術(shù)已不能滿足分組化、快速化、多業(yè)務(wù)化等傳輸業(yè)務(wù)需求，而解決這些問題的最終出路在于發(fā)展光網(wǎng)絡(luò)的智能化5對交換的需求隨著網(wǎng)絡(luò)覆蓋面的擴大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，需要在傳送網(wǎng)中引入自動交換功能面對越來越大的網(wǎng)絡(luò)覆蓋面，利用自愈環(huán)進行組網(wǎng)時帶寬利用率較低，環(huán)間互聯(lián)管理較為復(fù)雜。因而網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)將逐步從環(huán)網(wǎng)轉(zhuǎn)向格狀網(wǎng)，需要引入交換功能傳統(tǒng)WDM設(shè)備設(shè)計的最初目標是用于網(wǎng)絡(luò)的擴容，但在發(fā)展到以波長為單位的交叉連接或交換機以后，必須實施全網(wǎng)對交換/交叉連接的控制，才能充分滿足帶寬調(diào)度、保護或恢復(fù)等需要為進一步提高帶寬的利用率，近年來在節(jié)點設(shè)備上采用了grooming（集散）技術(shù)，而集散功能在自動交換中更能充分發(fā)揮其作用6業(yè)務(wù)集散舉例例如：在各個VC-4中，1到1’只占用4號VC-4，2－2’是占用1，2，3，4號VC-4，3－3’只占用1號VC-4，4－4’只占用14～16號VC-4。總共9個VC-4卻占用了4個STM-16線路如果我們在A、B兩點各放一個具有集散功能的節(jié)點設(shè)備，設(shè)備通過復(fù)接和交叉連接功能可以將9個VC-4放置在AB之間的一個STM-16線路上，在B點再將它們分散到四個STM-16光口，根據(jù)數(shù)量、編號將9個VC-4對應(yīng)地傳送到1’，2’，3’，4’。從而大大節(jié)省了A，B間的帶寬資源為了實現(xiàn)這種集散功能，節(jié)點設(shè)備應(yīng)該：具有充足的線路口，圖（b）需要有5個STM-16口具有充足的交叉容量，圖（b）中最低限度要有5×16＝80的VC-4交叉容量網(wǎng)管要專門進行設(shè)計，傳統(tǒng)的SDH不易做到，如果集散的顆粒不是VC-4而是VC-12，此時對設(shè)備的交叉和網(wǎng)管的要求將會更高7多業(yè)務(wù)要求SDH的最初設(shè)計是為了滿足基于電路交換業(yè)務(wù)，其特點是固定劃分工作和保護帶寬，通路一旦建立即專門為某一業(yè)務(wù)對象進行服務(wù)隨著以IP為代表的分組交換發(fā)展起來以后，光傳輸鏈路上傳送分組的任務(wù)將日益繁重。雖然分組傳送也可以用固定帶寬的方式以解決，但帶寬的分配與分組的實際大小很難匹配，將造成帶寬的巨大浪費新一代SDH多業(yè)務(wù)傳送平臺是一種針對基于上述兩種業(yè)務(wù)的傳送技術(shù)，具有PDH、SDH、ATM以及以太等多種業(yè)務(wù)接口，可以很好地解決不同業(yè)務(wù)進入SDH的接入問題當利用多業(yè)務(wù)平臺設(shè)備組建一個較大的網(wǎng)絡(luò)運行時，只有將多業(yè)務(wù)能力同全網(wǎng)可控制、可管理的交換功能結(jié)合起來，才能進一步地發(fā)揮多業(yè)務(wù)平臺的工作效率，提高帶寬的利用率8提高傳送質(zhì)量的要求傳統(tǒng)SDH設(shè)備和一般基于WDM的多波長設(shè)備都只能平等地對待來自不同接口、不同類型的業(yè)務(wù)由于多業(yè)務(wù)的引入、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)對象的多樣化、不同用戶對實時性要求的不同，以及對付費的重要性等方面存在著明顯差異，因而要求傳送網(wǎng)能夠?qū)Σ煌瑯I(yè)務(wù)采取不同QoS的傳輸機制由于多業(yè)務(wù)平臺通過網(wǎng)管系統(tǒng)來解決此問題，因而受到了網(wǎng)管處理能力的限制，只能初步地在網(wǎng)絡(luò)覆蓋面不大的情況下解決，進一步的發(fā)展需要建立一個獨立的控制平面9管理和配置的要求傳統(tǒng)SDH設(shè)備和WDM設(shè)備主要依靠網(wǎng)管來管理網(wǎng)絡(luò)的性能、安全、配置、維護、計費、告警等，隨著網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜化，網(wǎng)管任務(wù)將日益繁重在配置管理方面，需求和能力之間存在著較大矛盾：當需要在網(wǎng)絡(luò)中建立一條通路時，在SDH環(huán)內(nèi)是通過主站逐站地在網(wǎng)管上調(diào)出各站的配置表，并向它們發(fā)出指令以開通這條通路途經(jīng)各站相應(yīng)的交叉連接；在OADM、OXC組成的WDM網(wǎng)絡(luò)中波長配置也需要采用相似的開通方式由于波長、通路、VPN、帶寬都成為電信服務(wù)的交易顆粒，在用戶需要時要求網(wǎng)管能夠快速地開通和提供這些顆粒的配置，在較為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中完成這種配置的時間將會很長，因而光傳送網(wǎng)中需要具備快速配置和提供業(yè)務(wù)的能力10二、智能光網(wǎng)絡(luò)及其特征1、智能光網(wǎng)絡(luò)的概念2、智能光網(wǎng)絡(luò)的主要特征3、智能光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢4、智能光網(wǎng)絡(luò)的控制平面111、智能光網(wǎng)絡(luò)的概念智能光網(wǎng)絡(luò)目前還沒有公認的定義，因此有許多不同的解釋，歸納起來有以下特點：強大而靈活的傳送和交換能力，支持復(fù)雜拓撲的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)自動完成光通路端到端的連接根據(jù)業(yè)務(wù)量和不同用戶的QoS要求自動進行帶寬分配分布式的控制開放的網(wǎng)絡(luò)管理以業(yè)務(wù)為中心，支持多業(yè)務(wù)122、智能光網(wǎng)絡(luò)的主要特征（1）智能化的自動配置（2）智能化的網(wǎng)元自動發(fā)現(xiàn)（3）智能化的分等級傳輸（4）智能化的分布式智能13（1）智能化的自動配置SDH的出現(xiàn)使網(wǎng)絡(luò)的遠程配置成為可能雖然從PDH到SDH，設(shè)備具備遠程配置能力是一大進步，但在傳統(tǒng)SDH或WDM網(wǎng)絡(luò)中，配置是一項繁煩而又細致的操作盡管網(wǎng)絡(luò)拓撲較為簡單時，尚可忍受每一個站點各項配置所要花費的時間，但是在網(wǎng)絡(luò)覆蓋面更大，途經(jīng)的節(jié)點更多時，人工配置時間將會更長，通常需要幾個小時甚至幾天、幾個月才能完成采用網(wǎng)絡(luò)的自動配置，情況則大不相同。目前所開發(fā)的智能光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品中，只需要操作人員告訴以下三個因素：起于何處，止于何處，所需的速率多少，便可由網(wǎng)絡(luò)自動完成配置過程，在幾分鐘或幾小時內(nèi)即可完成網(wǎng)絡(luò)的配置14智能化的自動配置最近開發(fā)的部分多業(yè)務(wù)平臺（MSTP）設(shè)備已經(jīng)采用了自動配置，只是沒有專門的控制平面目前還沒有利用MSTP進行大覆蓋面的組網(wǎng)的先例，現(xiàn)有MSTP設(shè)備在較大網(wǎng)絡(luò)中，特別是在格狀網(wǎng)中的自動配置性能還有待進一步的研究但是目前具有控制平面能力的產(chǎn)品，經(jīng)使用驗證自動配置可以較好地進行實施觀點：在網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜時，智能配置功能如果還是由網(wǎng)管系統(tǒng)來完成，自動配置的工作效率依然將會很低雖然實現(xiàn)了自動配置，但配置時間會很長在智能光網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點設(shè)備的自動配置應(yīng)該由專門的控制平面來完成15（2）智能化的網(wǎng)元自動發(fā)現(xiàn)網(wǎng)元自動發(fā)現(xiàn)：指在網(wǎng)絡(luò)中新增一個節(jié)點，或者一個節(jié)點從網(wǎng)絡(luò)中退出時，網(wǎng)絡(luò)能夠自動發(fā)現(xiàn)這些情況，并相應(yīng)地采取一些處理措施網(wǎng)元的變化可以是因業(yè)務(wù)原因由操作者加入或退出一些節(jié)點或網(wǎng)元設(shè)備，也可以是因節(jié)點發(fā)生故障，導致部分節(jié)點不能再承擔其中的工作16智能化的網(wǎng)元自動發(fā)現(xiàn)節(jié)點的自動發(fā)現(xiàn)有必要嗎？提出此疑問基于以下幾點：通常我們所接觸到的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)比較少，節(jié)點的加入和退出很容易被人為發(fā)現(xiàn)目前還沒有開展較多諸如電路出租的長期業(yè)務(wù)，常用的短期業(yè)務(wù)（如會展、賽事、應(yīng)急等）臨時增加節(jié)點的情況很少出現(xiàn)大部分網(wǎng)絡(luò)沒有實行分布式的管理和控制，除網(wǎng)管中心外，各節(jié)點對其它節(jié)點的情況并不關(guān)心17智能化的網(wǎng)元自動發(fā)現(xiàn)在覆蓋面較大的網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點數(shù)將大大增加，而且由于網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)的臨時或長期變動，或者是由于業(yè)務(wù)的需要，經(jīng)常會引起節(jié)點的變動，這時便有必要引入自動發(fā)現(xiàn)技術(shù)通常，節(jié)點的自動發(fā)現(xiàn)是通過發(fā)生事件節(jié)點的鄰居節(jié)點對此進行檢測，并向全網(wǎng)進行廣播，因而又將其稱為鄰居自動發(fā)現(xiàn)18（3）智能化的分等級傳輸電信網(wǎng)的發(fā)展態(tài)勢必然將映射到傳送網(wǎng)中，電信業(yè)務(wù)的種類、服務(wù)對象、每種服務(wù)的要求，以及收費水平等都隨著電信業(yè)的發(fā)展呈多樣化、細致化的發(fā)展趨勢根據(jù)傳送網(wǎng)的“映射”現(xiàn)象，以上差別可以歸納為服務(wù)質(zhì)量QoS的差別，根據(jù)QoS的不同要求進行傳輸，這是電信發(fā)展對傳送網(wǎng)的新要求19智能化的分等級傳輸20智能化的分等級傳輸新一代光傳送網(wǎng)采取了分級的辦法，根據(jù)用戶對QoS的要求、用戶付費的差別、用戶業(yè)務(wù)在政治、經(jīng)濟等方面的重要性差別等，將不同業(yè)務(wù)分別納入到不同的級別：首先是網(wǎng)絡(luò)生存性方面，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時應(yīng)先保證高優(yōu)先級的傳送然后是通信質(zhì)量，如傳輸時延、誤碼率、采用通信質(zhì)量高低不同的線路路由等21（4）智能化的分布式智能分布式智能：將網(wǎng)絡(luò)智能分布到不同的網(wǎng)元上，而不是采用網(wǎng)管系統(tǒng)集中式對網(wǎng)元配置形成的智能分布式智能具有下列優(yōu)勢：隨著網(wǎng)絡(luò)日趨復(fù)雜、節(jié)點越來越多，集中式通訊方式的速度將越來越慢，而分布式控制可以使控制速度和準確性等得到大幅度的提高由于控制功能不再集中，每個節(jié)點中的網(wǎng)元設(shè)備必須要存儲其它節(jié)點與網(wǎng)元的狀態(tài)，并能夠智能地保持相互之間的協(xié)調(diào)光網(wǎng)絡(luò)的分布式智能依賴于光路由和信令協(xié)議，以替代傳統(tǒng)采用集中網(wǎng)絡(luò)管理實現(xiàn)的智能22智能化的分布式智能通過分布式智能可提供的網(wǎng)絡(luò)智能化功能主要有：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測：通過單個網(wǎng)元獲取全網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)信息，對網(wǎng)絡(luò)進行監(jiān)測端到端電路配置：可以通過協(xié)議為網(wǎng)元之間建立電路，也可以通過對單個網(wǎng)元的操作實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中端到端電路的配置端到端恢復(fù)路徑查找：當需要對端到端的電路進行恢復(fù)時，網(wǎng)元將根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)和帶寬使用情況查找一條合適的路徑，對端到端電路進行恢復(fù)提供虛擬容量：通過計算可以實現(xiàn)任意帶寬大小的相鄰級聯(lián)或虛級聯(lián)，組成非標準的帶寬容量（如“STM-2”的容量）。當容量超過波長的帶寬容量時，可以采用波長捆綁的方式提供更大的帶寬容量233、智能光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢（1）Mesh拓撲的應(yīng)用（2）網(wǎng)絡(luò)生存性上的優(yōu)勢24（1）Mesh拓撲的應(yīng)用Mesh拓撲的應(yīng)用為光互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)打下了基礎(chǔ)目前的大多數(shù)骨干網(wǎng)都已具有Mesh的物理拓撲，在網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)時之所以采用環(huán)網(wǎng)而非Mesh網(wǎng)，主要是考慮了網(wǎng)絡(luò)生存性，只有在智能光網(wǎng)絡(luò)下Mesh拓撲才能更好地發(fā)揮其優(yōu)勢Mesh網(wǎng)絡(luò)的保護與恢復(fù)需要執(zhí)行復(fù)雜的恢復(fù)算法，時間延遲比較大，一般情況下難以做到50ms內(nèi)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的保護與恢復(fù)傳統(tǒng)傳送網(wǎng)中的保護與恢復(fù)是依靠網(wǎng)管功能來執(zhí)行的，而當前的網(wǎng)管能力有限、運行速度慢，在網(wǎng)絡(luò)故障或繁忙時便不堪重負，更不要說處理復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)算法25Mesh拓撲的應(yīng)用智能光網(wǎng)絡(luò)對Mesh網(wǎng)的支持主要表現(xiàn)在以下方面：恢復(fù)算法的支持：格狀網(wǎng)絡(luò)需要采用較為復(fù)雜的恢復(fù)運算，且只有在一個強大的控制平面支持下才能實施格狀網(wǎng)的恢復(fù)算法最初主要借助于網(wǎng)管系統(tǒng)的計算能力，如果網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)功能由網(wǎng)管來執(zhí)行，在節(jié)點數(shù)和網(wǎng)元數(shù)量較大時，網(wǎng)管系統(tǒng)既要管理，又要進行恢復(fù)運算，將難堪重負傳統(tǒng)DXC已推出多年，它具有基于SDH的交叉連接功能，并且采用網(wǎng)管來進行恢復(fù)運算，使得其網(wǎng)管系統(tǒng)軟硬件平臺相對于ADM而言很復(fù)雜，進而導致DXC成本很高，影響了格狀網(wǎng)的推廣與應(yīng)用只有獨立出一個控制平面，格狀網(wǎng)的大覆蓋面應(yīng)用才有可能得以實施

26Mesh拓撲的應(yīng)用新算法的支持：在一個較大的格狀網(wǎng)絡(luò)中，各區(qū)域的負載需要保持一定的平衡，而此過程需要引入新的算法考慮到各區(qū)段資源的不平衡會對恢復(fù)過程帶來影響，通過運算不僅要使故障能夠得到快速恢復(fù)，而且還要使網(wǎng)絡(luò)中不會出現(xiàn)一些區(qū)段資源占用較多，一些區(qū)段占用較少的情況通常為了達到這種平衡，恢復(fù)所采用的迂回路由將不完全遵守路徑最短的原則。這也會給控制功能帶來更多、更復(fù)雜的要求27Mesh拓撲的應(yīng)用分布式控制的支持：為執(zhí)行大量的恢復(fù)運算以及其他一些控制功能，Mesh網(wǎng)需要采取分布式的控制方法，將網(wǎng)絡(luò)的控制機能分布在多個節(jié)點的控制單元協(xié)作完成（分布式智能），而這一點只有在智能光網(wǎng)絡(luò)中才能做到28Mesh子拓撲的應(yīng)用子拓撲定義：目前，一些節(jié)點設(shè)備可以提供以下能力：利用設(shè)備的傳輸媒介組成格狀網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)的物理拓撲，并借助于系統(tǒng)中的波長，或VC-n、VC-n-Xc組成一個個獨立的子系統(tǒng)，我們將其稱為子拓撲子拓撲可以是一個子鏈、一個子環(huán)或者一個子格狀網(wǎng)實際物理拓撲中每一個子拓撲可以通過人機界面進行定義29Mesh子拓撲的應(yīng)用利用子拓撲將某些重要的站點用環(huán)連接后，對它們備有50％的保護容量，可以保證站點的高可靠運行，而且還可以用格狀網(wǎng)對某些站點進行連接，充分利用網(wǎng)絡(luò)拓撲的優(yōu)勢例如：假設(shè)Ｂ、E、Ｆ、Ｃ四點用一個ＶＣ-４構(gòu)成１＋１的通道保護環(huán)；A、B、E、H、G、D組成容量為VC-4-4c的環(huán)；B、C、F、I、H、E組成容量為VC-４分插VC-12的復(fù)用段共享保護環(huán)；其余的VC-４（每兩個節(jié)點間的VC-4數(shù)目不等）構(gòu)成格狀網(wǎng)，執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)機制在環(huán)狀子拓撲中，如果EB光纖發(fā)生中斷，BEFC子環(huán)中原來由B-E之間構(gòu)成的業(yè)務(wù)在50ms內(nèi)經(jīng)F-C-B重新構(gòu)成。同樣，在ABEHGD子環(huán)中從H到B之間的VC-n將在50ms之內(nèi)重新構(gòu)成E-H-G-D-A-B通路在格狀子拓撲中，F(xiàn)-E-B間的業(yè)務(wù)，HB間的業(yè)務(wù)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)操作都可以找到各自的迂回路由30Mesh子拓撲的應(yīng)用業(yè)務(wù)的靈活配置對某些寬帶業(yè)務(wù)，可以沿著寬帶業(yè)務(wù)的路由開設(shè)適合于該帶寬的子拓撲，如用于數(shù)字復(fù)用的組網(wǎng)，可以采用VC-4級聯(lián)的子環(huán)或子格狀網(wǎng)由于子網(wǎng)的帶寬可以設(shè)置，可以根據(jù)實際網(wǎng)絡(luò)的需求來選擇VC級聯(lián)的個數(shù)，從而可以更充分地利用帶寬資源如用于波長組網(wǎng)，可以利用某些設(shè)備的波長級聯(lián)功能組成子拓樸，以滿足較大帶寬的需求31Mesh子拓撲的應(yīng)用簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如果物理路由已確定，可以在每個或部分節(jié)點部署具有子拓撲能力的節(jié)點設(shè)備，使原網(wǎng)絡(luò)的路由簡化、網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度更為靈活根據(jù)需要和切換時間的要求，可以將原網(wǎng)絡(luò)中由環(huán)覆蓋的節(jié)點用子環(huán)連通，也可以將其納入到格狀網(wǎng)的子拓撲中，從而使原來的跨環(huán)業(yè)務(wù)用新的子環(huán)進行連通32Mesh子拓撲的應(yīng)用將環(huán)間互聯(lián)拓撲轉(zhuǎn)化為格狀網(wǎng)中的子網(wǎng)覆蓋同樣數(shù)量的節(jié)點，若采用環(huán)間互聯(lián)的方式要求有兩個互通節(jié)點，且需要運行drop-continue機制，使網(wǎng)絡(luò)變得更為復(fù)雜如果采用格狀網(wǎng)的方式便可以用一個子環(huán)來進行連接，將環(huán)間互聯(lián)轉(zhuǎn)化為單一的環(huán)，從而避免了環(huán)間互聯(lián)中所問題的出現(xiàn)33Mesh子拓撲的應(yīng)用將邊緣環(huán)“吸收”到主拓撲，使網(wǎng)絡(luò)得以扁平化骨干網(wǎng)絡(luò)和邊緣網(wǎng)絡(luò)分別存在于兩個不同的層面，當邊緣環(huán)放入骨干網(wǎng)絡(luò)后，網(wǎng)絡(luò)拓撲便會得到一定的簡化34（2）網(wǎng)絡(luò)生存性優(yōu)勢環(huán)網(wǎng)保護倒換的帶寬利用率較低，通常需要配置50%的冗余容量，而在Mesh網(wǎng)的光傳送網(wǎng)中一般只需留有30%的冗余容量即可（降低保護帶寬容量）在環(huán)網(wǎng)保護中，所留的保護帶寬通常是固定的帶寬容量，隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，這種資源預(yù)留方式難以適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)突發(fā)、多變的特點（動態(tài)保護帶寬資源）35自愈環(huán)概念單向環(huán)兩條反向傳輸?shù)墓饫w分別稱之為內(nèi)環(huán)和外環(huán)，其中外環(huán)為工作環(huán)，內(nèi)環(huán)為備用環(huán)，用于外環(huán)的保護節(jié)點AB之間傳送A到B的通信信號，而B到A的通信信號則從余下的工作光纖傳送，即從C經(jīng)D再到AA到B和B到A的信號是通過同一個方向（圖中為順時針方向）傳輸?shù)?。如果AB之間的短路徑出現(xiàn)故障，則由保護環(huán)中AB之間的長路徑代替36自愈環(huán)概念雙向環(huán)外環(huán)A到B的短路徑用來傳A到B的信號，內(nèi)環(huán)的A到B長路徑也傳A到B的信號，兩者之間一個是主用，另一個為備用，發(fā)生故障時，通過相應(yīng)的備用路徑對信號進行傳輸A到B和B到A分別具有兩條路徑，彼此互為保護，在未發(fā)生故障時都采用短路徑對信號進行傳輸，A到B和B到A的傳輸方向是反向的37SDH自愈環(huán)通道保護環(huán)

主要思路：并發(fā)優(yōu)收通常通道保護環(huán)的倒換只需在接收端進行判決整個倒換過程不需要在網(wǎng)絡(luò)中傳送命令，不需要節(jié)點間為倒換信息進行任何通信，只需在倒換完成后向網(wǎng)管報告即可38SDH自愈環(huán)復(fù)用段共享保護自愈環(huán)復(fù)用段：SDH的ADM之間的部分共享：保護通道是全環(huán)共享的，任一復(fù)用段出現(xiàn)中斷都可以用其他復(fù)用段的保護通道39WDM自愈環(huán)WDM自愈環(huán)原理與SDH大致相同，其中最重要一點是波長的轉(zhuǎn)換SDH節(jié)點將一個VC-n交叉到另一個VC-n通道，是一種時分復(fù)用不同時隙間的轉(zhuǎn)化過程，WDM中使用的是光開關(guān)交叉，由于開關(guān)本身和波長無關(guān)，因而就存在著一個問題：使用交叉前的波長，還是使用另一波長？如果是使用另一個波長，則需要通過波長轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)在波長轉(zhuǎn)換過程中，首先將波長變換為電信號，再將其調(diào)制成另一波長的光載波，從成本和網(wǎng)絡(luò)的簡單性來看，最好是對同波長進行交叉，但波長變換可以更充分地利用波長資源例如：節(jié)點A、E間的通路是新加的一條通路，如果沒有波長變換，A到E間的通路將無法開通40多環(huán)互連自愈網(wǎng)

隨著網(wǎng)絡(luò)拓撲的發(fā)展，在利用環(huán)網(wǎng)進行擴展時，保護方案隨著環(huán)的數(shù)目增多而變得越來越復(fù)雜環(huán)環(huán)相交是將一個環(huán)的兩對分插口同另一個環(huán)的分插口相連，以保證節(jié)點或連線發(fā)生故障時還有另一對口可用需要采取drop-continue的方法對它們的交叉連接狀態(tài)進行配置，后面的環(huán)在連向前面的分插口時到底選用哪一個口，需要在網(wǎng)絡(luò)運行中進行自動調(diào)度41Mesh恢復(fù)機制分類

在基于格狀網(wǎng)的光傳送網(wǎng)中生存性不僅僅限制在保護這個層次，還可以利用網(wǎng)絡(luò)中的其它資源對故障進行恢復(fù)處理，進一步提高了網(wǎng)絡(luò)生存性的性能在線計算方案優(yōu)點：不需要配置龐大的保護路由表預(yù)計算路由表方案優(yōu)點：能夠更容易地控制保護帶寬的使用，支持更多優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計42多層網(wǎng)絡(luò)生存性機制在當前的多層網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，僅僅利用單層的網(wǎng)絡(luò)生存性技術(shù)難以在多層網(wǎng)絡(luò)中獲得滿意的故障恢復(fù)效果，需要引入新的解決方案，即多層網(wǎng)絡(luò)生存性機制多層網(wǎng)絡(luò)的生存性：指在多層網(wǎng)絡(luò)之間可能存在的單層網(wǎng)絡(luò)生存性方案及這些方案之間的相互作用，通過對單層恢復(fù)方案的有效協(xié)調(diào)，以獲得對網(wǎng)絡(luò)故障的有效恢復(fù)多層網(wǎng)絡(luò)生存性的核心問題之一是如何實現(xiàn)多層網(wǎng)絡(luò)生存性的協(xié)調(diào)在當前的網(wǎng)絡(luò)中由于技術(shù)原因?qū)崿F(xiàn)有效的層間協(xié)調(diào)還有困難，而智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的提出為實現(xiàn)多層網(wǎng)絡(luò)生存性的協(xié)調(diào)創(chuàng)造了條件43多層網(wǎng)絡(luò)生存性機制通常，客戶層檢測到故障后便立即啟動客戶層恢復(fù)機制，由于客戶層檢測時間快于光層保護時間，在光層未完全實施保護機制前便可能開始了客戶層恢復(fù)，這種不同層面生存性的相互作用會導致網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定光層和客戶層之間的協(xié)調(diào)策略：在客戶層中設(shè)置一個延遲時間，讓客戶層在延遲一段時間后才啟動保護策略，以便光層有足夠的時間完成保護措施在客戶層與光層間引進恢復(fù)令牌，當故障恢復(fù)實施層（光層）不能完成故障恢復(fù)時，恢復(fù)令牌將轉(zhuǎn)到另一層（客戶層），以觸發(fā)該層的故障恢復(fù)動作在多層保護方案的選擇上，建議由客戶層來處理復(fù)雜故障，光層僅對單個鏈路故障進行處理這種方式（但客戶層處理效率相對較低）444、智能光網(wǎng)絡(luò)的控制平面智能光網(wǎng)絡(luò)中的自動配置、網(wǎng)元自動發(fā)現(xiàn)、分等級傳輸、分布式智能等特征，以及Mesh拓撲和網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)的實現(xiàn)需要一個強大的控制平面來支撐管理平面無力再兼顧控制平面的功能在智能光網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)之前，簡單的控制平面功能是利用網(wǎng)管來執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的工作具有不平衡性，網(wǎng)絡(luò)故障時網(wǎng)管系統(tǒng)本身可能已不堪重負，難以再執(zhí)行控制功能分離出一個獨立的控制平面是光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢，獨立控制平面的出現(xiàn)是光網(wǎng)絡(luò)智能化發(fā)展的基礎(chǔ)，也是智能光網(wǎng)絡(luò)最為主要的一個特征45控制平面的形成46控制平面主要功能控制平面主要包括三個基本功能：資源發(fā)現(xiàn)：提供網(wǎng)絡(luò)的可用資源（如端口、帶寬和復(fù)用能力等）路由控制：提供路由能力、拓撲發(fā)現(xiàn)和流量控制等功能連接管理：通過上述管理完成端到端的業(yè)務(wù)配置，包括連接創(chuàng)建、連接刪除、連接修改和連接查詢以及連接恢復(fù)等子功能47控制平面VS管理平面控制平面的引入將傳統(tǒng)光傳送網(wǎng)的管理體系演變成基于管理平面、控制平面和傳送平面的新型多層面管理結(jié)構(gòu)控制平面的出現(xiàn)并非就減輕了管理平面的負擔，只是兩者的對象不同而已48管理平面的變化ION的管理平面與傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)管系統(tǒng)有以下不同：管理范圍不同：ION管理平面不僅要管理傳送平面，還要對控制平面和新增功能進行管理，管理的范圍更廣管理方式不同：控制平面的引入將呼叫控制功能從傳統(tǒng)網(wǎng)管系統(tǒng)中分離出來，連接的建立通過控制平面中的信令交換來完成，是一種分散式控制系統(tǒng)，而傳統(tǒng)網(wǎng)管系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)管理與連接控制是一體的，是一種集中式控制系統(tǒng)管理的側(cè)重點不同：傳統(tǒng)網(wǎng)管系統(tǒng)的管理主要集中在對設(shè)備的管理上，很少涉及對業(yè)務(wù)的動態(tài)管理，而ION管理平面?zhèn)戎赜趯I(yè)務(wù)的動態(tài)管理開放性不同：傳統(tǒng)網(wǎng)管系統(tǒng)是一個封閉的子網(wǎng)，與其它平面間互操作性較差，而ION中管理平面將傳送平面、控制平面以及系統(tǒng)作為一個整體動態(tài)地進行管理，不同平面之間用接口相連，不同平面間的互操作較好49三、智能光網(wǎng)絡(luò)的演進模型傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)向自動交換光網(wǎng)絡(luò)演進主要有兩種方式：由ITU、OIF（光互聯(lián)論壇）和ODSI（光域業(yè)務(wù)互連）等組織提出的域業(yè)務(wù)模型（重疊模型）IETF所提出的統(tǒng)一業(yè)務(wù)模型（對等模型）50重疊（Overlay）模型光網(wǎng)絡(luò)與客戶層網(wǎng)絡(luò)采用相互獨立的控制方式，光網(wǎng)絡(luò)具有智能，由光網(wǎng)絡(luò)控制光通道的建立/刪除/選路，光網(wǎng)絡(luò)與路由器網(wǎng)絡(luò)通過標準的UNI接口交換信息主要特征：有兩個獨立的控制層面；UNI接口51重疊模型的特點優(yōu)點：可以實現(xiàn)統(tǒng)一透明的光網(wǎng)絡(luò)層平臺，支持多客戶層信號，不限定于IP路由器通過UUI接口將光網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)拓撲細節(jié)向用戶屏蔽起來，一定程度上有利于光網(wǎng)絡(luò)的安全和管理允許光網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)和IP層技術(shù)各自演進