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_智能光网络及其研究进展_光纤通信吴健学 武汉邮电科学研究院 烽火科技学院一智能光网络的产生 随着IT泡沫的破灭，企业和研究机构在光传送网技术中最为耀眼的WDM技术上竞相角逐的热潮中逐渐平息下来，人们开始冷静思索光网络的下一步技术走向。目前大量应用的传送网是一种由SDH和WDM的网元采用背靠背方式组成的光电混合网。进而在点对点DWDM系统的基础上，由于使用光交叉连接器(OXC)和光分插复用器(OADM)这类重构型光联网节点来组网，组网方式的灵活性获得了极大的改善。在这样的波分复用光网络的基础上，人们提出了光传送网OTN(Optical Transport Networks)的概念。但现在的光传送网除了交叉的数字等级过低、带宽利用率过低、各层网络的功能重叠以及网络中备用容量过大等缺陷外，由于采用固定的光链路连接模式，对高速带宽的指配基本上是静态的，网络缺少实时的业务供给能力是其最大的不足。这些静态的光链路通常由手工配置，网络智能主要集中在电子层，光传送层被看成是一些不灵活的“哑”管道集合。在这种传统模型下互联电子层和光层显然比较低效、复杂，且易发生错误，限制了网络的灵活性、可靠性和可扩展性。 在市场和网络建设的驱动下，1998年以美国Sycamore公司为代表的一批创业型小公司率先提出了智能光网（ION）的概念，将ATM和IP路由功能引入到光网中，使得以WDM为基础的光层组网技术和以IP为基础的网络智能化技术迅速发展并结合起来，形成了自动交换光网络ASON(Automatic Switched Optical Network) 一种用户发出请求，由信令网控制实现光传送网内链路的连接/拆线、交换、传送等一系列功能的新一代光网络。可见，自动交换光网络即是光传送网+智能化，是在传送网的光层网络基础上演进而来的，其着眼点是要把富具潜力的光网络发展成能高度自主地应对业务需要的、经济有效的、可在光层上直接为全网提供端到端服务的智能网。 智能光网络是以软件为核心的，其优势集中表现在组网应用的动态、灵活、高效和智能方面。它的出现使光网络从传统的“管道网络”向“服务网络”演变。这种演变一方面不是对以前所建网络的抛弃，而是一个无缝融合的革新过程，在很大程度上保护了用户原有的投资。随着DWDM的广泛应用，波长数目的不断增加，对网络带宽资源的有效管理和利用显得尤为重要；另一方面，通过智能光网络，电信运营商将可以依据与用户达成的服务水平协议，随时、随地、快速地在光层直接提供/撤消用户需求的各种特殊服务（如可用性、时延、抖动、吞吐量、约定信息速率CIR、超越信息速率EIR、误码率/丢包率、业务级别等），有助于其增加收入及增强竞争力。由此可见，智能光网络可以提供多样化、个性化的服务，将在提高网络的效率、提供新的业务手段和解决网络传输的安全问题等多个方面对运营商产生吸引力。 二智能光网络的分层体系结构及研究进展 智能光网络采用图1所示的分层体系结构，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。目前，Ciena、Sycamore和Tellium等一些公司推出了基于传统ASIC技术的电子交换核心的OXC，这类OXC的显著优点是可以处理比波长粒度更小的带宽单元，适合目前的市场需求，比以全光交换技术构成的OXC更易于管理。但是由于目前和将来的电信网络中将广泛采用WDM技术，电子交换核心难以应付波长带宽的爆炸性增长。目前的ASIC技术水平最多只能支持512512端口的电子交换核心，但潜在的市场却要求至少倍于这样的容量。若采用全光交换，则可以减少网络中的光电光转换，节省大量的投资，透明的光交换使得用户速率更容易升级到未来的更高的传输速率。可重构型的光联网节点如OXC和OADM的开发成功，使网络提供商动态指配带宽成为现实；其次是由于在IP路由器、ATM交换机等设备中强化了流量工程和基于约束的路由技术，从而允许这些设备动态调整带宽。传统的光网络引入了智能控制和管理信令，使光网络具有了一定的智能性和自动性。这些组网技术方面的进展让我们依稀看到了对光网络节点带宽进行动态指配的曙光。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(NMIA)。 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。由于这种连接建立后的服务时间相对较长，不是频繁地更改连接状态，所以，这种连接方式又称为硬永久性连接（PC）。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。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。上述关键技术中，就ASTNAS0N的选路和信令而言，各种现有的选路和信令协议都有可能作为基础。目前，业界倾向于采用已经比较成熟规范的IP选路协议(例如0SPF和 IS-IS)进行修改和扩充来实现拓扑发现，而由 MPLS信令协议( CR-LDP和RSVP)进行修改和扩充来完成自动连接指配功能。但具体的路由选择算法可能不会标准化。 在光网络智能化的过程当中，国际标准组织和准标准组织，如国际电信联盟标准部(ITU-T)、光互联论坛(OIF)、互联网工程任务组(IETF)和光域业务互连(ODSI)等，都依据自己的一套结构原理和要求来开发相应的ASTNASON控制平面机制。其中 ITU-T倾向于采用客户/服务者模型，允许光层和客户层独立演进，光层的发展不会受制于IP层的发展速度；而 IETF采用对等模型，让路由器直接接入光网络拓扑信息，直接控制光网络完成自动连接建立工作，其优势是可以利用现有信令协议扩展和修改来开发UNI接口；OIF则把注意力放到了UNI和NNI的具体实现方面。需要注意的是，目前标准主要考虑的是规范的通用要求，并没有特别倾向采用某一种协议。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。至于ASTN/ASON控制平面的有关研究工作的进展情况，就ITU-T而言，研究工作的重点放在ASTN/ASON选路的结构和要求、自动拓扑发现以及呼叫和连接管理等建议的规范方面。其中，ASTN/ASON选路的结构和要求方面的建议是G.7715，该建议定义了在ASTN/ASON网络中建立SC和SPC连接选路功能的结构和要求，主要内容包括ASTN/ASON选路结构、路径选择、路由属性等。该建议的目的在于提供一种与协议无关的方法，来描述ASTNASON的路由技术，但具体的路由协议还需要进一步研究。自动拓扑发现方面的建议包括G.dcm，G.ndisc和G.sdisc。G.dcm表示分布式连接管理(DCM)。该建议主要涉及信令方面，诸如属性规范、消息栈、接口要求、DCM状态图及互通功能。G.ndisc和G.sdisc分别表示自动邻居发现(NDISC)和自动业务发现(SDISC)，其目的在于帮助进行网络资源的管理和选路。自动邻居发现协议是要解决光网络中对新增节点的自动发现以及处理问题，而自动业务发现问题是要解决对新发现的节点的服务功能的确认问题。目前，这方面有关的具体实现协议还没有实质性内容。呼叫和连接是两个不可分割的概念，怎样对呼叫和连接进行管理是ASTN/ASON控制平面要解决的一个本质问题，因为，光网络的智能化就是要使光传送网具备按需提供连接的功能。ITU-T对这个问题的研究成果是提出了呼叫和连接管理方面的建议，即G.sig建议，该建议对域内和域间的信令问题进行了详细讨论，对把G.sig建议映射为具体的应用协议提出了可能的解决方案。ITU-T同时接纳三种具体的信令协议，即受限的路由标记分配协议（CRLDP）、资源预留协议（RSVP）和专用网络节点接口（PNNI）。综上所述，信令、路由和资源发现是实现具有交换功能的智能光网络的三大关键技术要素，而这三个方面的研究工作可以说是实现光网络智能化的重点和难点之所在，一旦这些问题得到解决，光网络智能化的进程将向前迈出关键的一步。 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。 三结语 对于智能光网络,烽火科技推出了Citrans系列设备,它在传送层采用1.6T波分复用技术,突出在超长距离传输更大系统容量方面的研发成果, Citrans系列具有强大的光交叉连接能力,能够实现网络资源和拓扑结构的自动发现,提供了智能的光路由及分布式的智能恢复算法。目前烽火科技正在积极申报国家“863计划 ”有关自动交换光网络节点设备研制与系统试验的 通信技术主题，通过建立基于自动交换光网络光传送节点组成的、具有控制与管理协议功能的高性能ASON试验系统，来完善和推进烽火科技的智能光网络解决方案。 摘自光纤通信技术2003年第2期 一引言近些年来,受到业务高速增长所产生的带宽需求以及波分复用技术所引入的新型带宽利用模式的双重驱动,传统光网络正发生着“量”(宽带化)和“质”(智能化)的深刻变革。从用户的角度来看,希望未来的光网络能够快速、便捷地实现对多粒度带宽服务的聚合与疏导,提供对各种业务类型的支持。从运营商的角度来看,则要求光网络能够自动地按需提供端到端的连接,具备快速重构和增强的网络保护恢复能力,实现网络资源的最佳配置,克服传统光网络中资源调配时间长、协调性差的缺点。在此背景下产生了智能光网络.智能光网络方案直接在光纤网络上引入了以为核心的智能控制技术,可以有效地支持连接的动态建立与拆除,基于流量工程按需合理分配网络资源,并能提供良好的网络保护恢复性能。因此,智能光网络代表了光通信网络技术新的发展阶段和未来的演进方向。 二智能光网络的基本概念 智能光网络最初的思路来源于几年前的“ip over WDM网络模型，是对该模型的进一步优化。近几年来，随着IP等数据业务在骨干网上的爆炸性增长，WDM技术被广泛地应用到网络中来，“IPover WDM组网模型被提出，这种模型认为IP等数据包通过相应的封装技术（例如：POS、GFP）就可以直接由WDM或OTN网络传送，从而省去了ATM甚至SDH/SONET层面，同时，只需过度建设(overbuild)超大容量的光传输网，IP业务的业务质量QoS）就可以得到保证。然而，这种网络模型被证明是一种价格昂贵的建网方式,其主要原因是IP路由器的POS（Packet overSDH/SONET）接口和WDM系统的波长转换器（OTU）价格都较昂贵，采用过度建设的策略将使网络成本居高不下。同时，尽管IP数据业务所占用的带宽已经在某些运营商的网络中超出了传统的语音业务所占用的带宽，可是从业务收入角度来说，语音业务的收入仍然是运营商最主要的收入来源。因此，有必要建立一个新的网络体系结构来更经济有效地支持未来大容量的数据业务。IP数据业务量具有突发性和不确定性，这为通过对光网络带宽实行动态分配和调度以实现有效的网络优化提供了契机，对于不同的网络业务需求，这种优化可以减少全网中所需光接口（POS接和OTU接口等）和相应波长的数目，既大规模降低建网成本，又高带宽利用率。所以，一种可以实现动态自动完成网络带宽分配和调度的新型网络体系结构“智能光网络”应运而生。传统的传送网络中通常只涉及对信号的传送、复用、交叉连接、监控和保护恢复，是一个静态的网络，而智能光网络将引入动态交换的概念，特别是引入业务层与传送层之间的自动协同工作机制，这种创新的体系结构代表了新一代光网络的重要发展趋势。特别是这种概念正由最初的只针对IP和OTN进一步拓展到针对业务层面（IP/ATM等不同业务）和传送层面SDH/SONET/OTN），成为一个更通用的网络结构。 三智能光网络中的几个关键技术 智能光网络中的若干关键技术支撑和决定这智能光网络性能的优劣，在智能光网络中它们起着极为重要的作用，以下讨论几个智能光网络中极为关键的技术：1 智能光网络中的结点技术光节点的作用是以波长路由为基础，提供端到端的光通道连接和分插复用，对光通道进行优化配置和动态业务疏导，实现支撑骨干业务网的流量工程，实现网络的保护与恢复。光节点的主要功能如下：a.连接和带宽管理、提供光信道的连接和波长上/下路功能，迅速提供端到端业务b.波长整形，提高所建立的基础设施的服务质量c.多业务接口，从2.5Gbit/s到40 Gbit/s业务的平滑增速，甚至包括吉比特以太网，降低网络成本d.在波长层面的保护和恢复，以较低的网络成本，最大限度地提高骨干网基础设施的效率和可靠性e.动态分配波长，在波长层面选择路由和互联f.光虚拟专网（OVPN）g流量工程，其方法是将光节点与核心路由器耦合，为数据网中波动的带宽需求提供高效解决办法h.新业务提供：如波长批发、波长出租、带宽贸易、按使用量付费、光拨号根据规定，智能交换光网络节点支持如下三种连接方式：m.永久连接：是一个由管理系统规定的连接类型n.软永久连接：是一个用户到用户的连接，在此连接中，端到端连接的用户到网络部分是网络管理系统建立的，如同永久连接一样；端到端连接的网络部分是由管理平面发起请求，通过控制平面建立的k.交换连接：是指由端用户提出请求，利用信令/控制平面在端用户之间建立的任何连接。光节点的交换结构，是实现输入和输出参量之间对应关系的连接性的表示，功能上相当于数学中的排列组合，表示为：在输入和输出参量中还包含了上下路（支路）的描述，上路属于输入参量，下路属于输出参量。因此，它是OXC、OADM和WDM的通用描述。实现输出和输入之间的排列组合可以采用多种交换结构。以OXC结构为例，已经提出了几十种交换结构。在这些交换结构中，有些交换结构比较相近，归纳为以下6类交换结构：（1）整体交换结构：交换背板是一个大矩阵，交换矩阵容量 IKIK,其中，I=max(k) ，等于输入或输出光纤总数（含上下路），K=max(k) ，等于光纤中的波长总数。（2）三级Clos网络交换结构：理论上成熟，但因各级交换矩阵的不对称性，不适合光交换（3）分波交换结构：对于波长选择交叉（WSXC），因为没有波长交换的要求，也就没有不同波长之间的排列组合的要求，只需在相同波长间进行交叉连接。这种交换结构已用于美国多波长光网（MONET）和“中国高速信息示范网”中。（4）独立交换结构：每一个输入端口通过一个lI 光开关交换到任一输出光纤j ，然后合波输出。或者反之，每一输出端口通过一个lI 光开关交换，从任一输入光纤 中通过可调滤波器选择任一输入波长 ，然后合波输出。该结构已用于欧盟泛光网（OPEN）中。（5）对称交换结构：在OXC的实际应用中，交叉连接的输入和输出端口间的对应关系是对称的。（6）自由扩展交换结构：基于分立单元，光纤数和波长数可以任意增加，但实用意义不大。对于以上结构，在技术实现上有难度，成本也高。可采用多颗粒度的交换结构，进行分级处理，以适度降低交换结构的规模。一般的，有如下四级颗粒度：第一级颗粒度：光纤级（群路）的交叉连接第二级颗粒度：波段级的交叉连接第三级颗粒度：波带级的交叉连接。将若干个波长（如4或8波）分为一组，称为波带，进行波带级的处理第四级颗粒度：波长级。2光通路路由状态监测技术光传送网(OTN)中光通路路由状态监测是指对进入节点的光通路(opticalpath或lightpath)的路由状态进行监测,要求完成的功能有:确定该光通路是否连通;是否按照要求正确地配置光通路的路由;如果没有连通,故障点在何处;如果没有正确配置,问题出在什么地方。智能光网络光通路路由状态监测对OTN具有重要意义。首先它完成光通路的连通性检查,在发生光通路阻断的情况下还负担故障定位的功能;第二,监测光通路实际的路由状态配置是否与管理者的要求一致;第三,在发生路由配置错误的情况下,担负起故障定位的职责。现在发展起来的智能光网络光通路路由状态监测技术主要分为3大类:(1)间接监测法此类方法通过监测节点中各开关部件的状态来间接监测节点的路由状态,简单和现实可行是它最大的优点。它要求节点中的开关部件能够提供开关的状态信息,这一点许多商用器件都能满足。器件实际的开关状态与其提供的状态信息的一致性由器件本身的可靠性保证。开关状态和路由状态之间的转化通常由软件完成,软件的可靠性和正确性保证了转化的可靠性和正确性。在将开关状态转变为节点光通路路由状态时,还需要知道不同开关间的拓扑连接关系。本方法认为这种拓扑关系在监测的过程中是不变的,在监测的开始,通过人工或自动的方法告知光通路路由计算软件。本方法的最大缺点来自于它的间接性。节点中开关部件可能会报告错误的状态信息,路由状态的计算软件可能发生故障,开关间的拓扑连接关系可能会因各种原因发生变动。这些都可能导致路由状态监测发生错误。(2)节点内的标记、监测和去标记法此类方法的基本思想是在节点的入口处给进入节点的各光通道打上标记;在节点内设定的监测点对标记进行提取以实现监测功能;在节点的出口将标记去除,以免影响其他节点和光信号的传输。有了唯一的标记,各种监测功能自然就能完成。不同方法的区别在于标记的不同。与间接法相比,本方法直接监测节点的路由状态,避免了间接法的许多问题。由于本类方法局限于节点内部,标记加载的影响严格地限制在节点内,带来的好处有:首先,标记可以在不同的节点重复使用,节省了标记资源;其次,由于标记的影响局限于节点内,具有此功能的节点和不具有此功能的节点可以在同一个网络内共存,有利于网络的平滑升级。节点采用通常的解复用/光开关/复用结构。在节点入口处有掺铒光纤放大器(EDFA)用来补偿传输损耗和增益均衡;解复用器和复用器采用阵列波导光栅(AWG)。从本质上讲,AWG是多光束干涉器件,它有一个自由光谱区(FSR)。本方法中,AWG的FSR要求小于EDFA的可用增益谱宽的1/2。由于AWG的周期性,波长与光通道的波长i相差1个自由光谱区的ASE(amplifiedspontaneousemission)噪声(i+FSR)在OXC节点中所经过的光路与光通道i所经过的光路是一要的,不妨将其称为伴随通道。在伴随通道上打上标记并对其进行监测,就实现了对光通道i的监测。标记的加载是通过OXC入口端的EDFA来进行的。EDFA本身具有环型腔结构,它导致EDFA产生激射和增益钳制。环形腔中有1个法珀腔(F-P)滤波器。滤波器以一定的频率fk进行扫描(kHz的水平)。滤波器的扫描导致了激射波长的扫描,由于AWG的分波特性,在解复用的出口端就实现了伴随通道的周期性幅度调制,这就在伴随通道上打上了标记。不同的输入光纤端口,F-P滤波器的扫描频率是不同的,这意味着不同的标记。标记的监测就相对简单,在OXC的输出端用光纤光栅(FBG)将伴随通道滤出来就可以了。在FBG后还要加上宽带光滤波器,使带有信息的光通道通过,而阻断伴随通道,这实现了标记的去除。(3) 全网范围的标记、监测法此类技术的基本思想是给光通道打上1个唯一的标记,在网络的各监测点根据这一标记来确定光通路的路由状态。在局限于节点内的监测技术中,标记是某个特定的频率,这显然导致了标记资源的匮乏,在全网范围的标记法中就不能采用此类技术。现在,一般的做法是采用编码方法,用不同的编码来标记不同的光通路。此类技术的难点在如何将编码标记打在光通路上,如何在途中提取标记。根据标记加载方法的不同,可以分为电域标记法、副载波标记法和pilottone法。电域标记法：该方法与以前的通信网做法类似,利用OTN提供的网管开销字节,在电域进行光通路的标记加载。其代表技术就是数字包封(digitalwrapper)。从技术角度讲,用此方法进行标记的加载和提取都不是什么困难的事,问题在标准化上。国际电信联盟(ITU)已经准备采用数字包封作为OTN的标准。因此,基于数字包封的光通道标记很可能成为首先应用的全网标记技术。实际上,数字包封提供了有充足带宽的网管开销通道,标记加载只是其中的一项功能。本方法的最大优点是其可行性,也因为这样,ITU才会考虑其标准化问题。副载波标记法此方法的基本原理是将标记用副载波的方式与信息通道一起复用起来进行传输。一般情况下,副载波提供的是1个相对大容量的监控信道(Mb/s以上),标记加载只是其中的一部分。为了使标记不影响信息通道的传输、解调,标记的载波频率要高于信息通道所载信息的上界频。文献5给出的例子是3.5GHz的载波频率,10Mb/s的ASK调制方式,信息通道是1.25Gb/s的伪随机码流。本方法的一大优点是它能够提供相当宽的监控信道容量,可以不仅仅用于标记加载。就标记加载而言,大容量意味着标记的检测速度可以提高、可以采用冗余编码技术来提高标记的可靠性,允许更长的标记来扩充标记资源;另一方面,本方法在光域对信号进行处理,保留了网络的全光性;第3,本方法的标记天然地与信息通道捆绑在一起。但是本方法要求在信息频谱的更高端进行副载波复用,系统会变得很复杂,其成本也是相当高的;而且这也限制了信息通道码率的提高。pilottone加载标记法它的基本原理是在载荷信息幅度调制的基础上,加上1个浅调制深度的低频幅度调制。在PDH时代就有这种技术,那时叫调顶技术。这也是监控信道加载技术,不仅可以用来进行标记加载,也可以有其他用途。由于它处在低频端,监控信道的容量就不会很高,通常在kb/s的水平。本方法依然保持了副载波方法的全光性和标记、信息的天然捆绑性。与副载波方法比,此方法的监控信道加在信息通道的低频端,由此降低了系统的复杂度和成本,提高了系统的可靠性;另一方面,它也避免了副载波方法对信息码率的限制。虽然本方法只能提供kb/s的监控信道容量,这对于复杂的网管开销可能是不够的,但如果只是用来标记光通道路由状态的话,还是绰绰有余的。但是,由于pilottone是在信息通道的频带内,这不可避免地会发生信息通道对pilottone的干扰。一般的方法是将pilottone的频率定得足够低(100kHz),原因是信息码率通常是Gb/s水平的,由于扰码系统的作用,其低频分量可以忽略。然而,pilottone的频率太低也是有害的。因为在WDM+EDFA系统中,由于EDFA的非线性作用,不同信息通道间的pilottone信号会产生串扰。 3硬件光交叉技术智能光网络的硬件光交叉，采用新技术实现全光OXC是一种方向。如朗讯公司的Lamb-daRouter，该波长路由器基于贝尔实验室的微机械专利技术，使用256个精微的光反射镜对光信号进行路由选配，而无须像现在这样先将光信号转换为电信号。它能够在点到点连接的两个节点间迅速建立一条虚光通路，大大节约了时间，器256个信道支持SONET/SDH标准，每个接口速率可达40Gbit/s，并提供网络恢复功能，支持基于Mesh的光网络，能够与ATM交换机合IP路由器互联。波长路由器被认为是波长颗粒度合IP网智能的结合。同时，采用光电光的手段来实现大容量的光波长交叉OXC也是一种手段。如思科的S15900系统，支持256个OC48接口，交换矩阵容量为640Gbit/s，并可以无阻塞地升级到160Tbit/s，该系统能支持11的倒换（与通道保护法类似，用双发选收的机制实现保护）。Mesh网中端到端的波长路由恢复时间也在50ms以内。 四结论智能光网络技术是构建下一代通信网络中的核心技术之一，其创新的网络体系结构将对通信网络技术带来深远的积极影响，而其中的关键技术则是构建智能光网络技术和综合反映智能光网络优越之处的基础和关键，本文讨论了智能光网络中的若干关键技术，也分析出各个关键技术的特点，有优势也存在不足，如何进一步完善智能光网络中的这些关键技术，发掘更为突出的相关技术是今后发展智能光网络的研究重点和突破之处。 五参考文献：1 孙咏梅 赵继军 纪越峰，“下一代光网络自动交换光网络”电信技术，2002.22ITU-T Draft Recommendation G.8070.Requirements for automatic switched transport networks(ASTN),20013ITU-T Draft Recommendation G.7713.1.Distributed call and connection management(DCM)based on PNNI,20024S Okamoto,M Koga,HSuzuki,etal. 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Baltimore:OSA IEEE, 2000, 53-55.光网络的基本概念从光纤通信技术本身的发展看，光网络是当前最活跃的领域。然而，所谓“光网络”不是一个严格意义上的技术术语，而是一个通俗用语。从历史上看，光网络可以分为三代。第一代光网络中光只是用来实现大容量传输，所有的交换、选路和其他智能都是在电层面上实现的，SDH就是这种第一代的光网络, 而目前正在开发的光传送网(OTN)和全光网络可以分别认为是第二代光网络和第三代光网络。OTN在功能上类似于SDH，只不过在OTN所规范的速率和格式上实现而已，而全光网络则不同，此时传送、复用、选路、监控和有些智能将在光层面上实现。从更广义的角度看，光网络还应该覆盖城域网和接入网领域，这两个领域的光网络则不仅具有更加丰富多彩的技术选择，而且技术特征上也有很大的不同。OTN的优劣势相对传统SDH而言，ITU-T所定义的OTN的主要优势在于:-具备更强的前向纠错FEC能力。OTN的带外FEC比SDH的带内FEC可以改进纠错能力3-7dB;-具有多级串联连接监视TCM功能。监视连接可以是嵌套式、重叠式和/或级联式，而SDH只允许单级;-支持客户信号的透明传送。SDH只能支持单一的SDH客户信号，而OTN可以透明支持所有客户信号;-交换能力上的扩展性。SDH主要分两个交换级别，即2Mbit/s和155Mbit/s。而OTN可以随着线路速率的增加而增加任意级别的交换速率，与具体每个波长信号的比特率无关。然而，OTN的主要不足之处是缺乏细带宽粒度上的性能监测和故障管理能力，对于速率要求不高的网络应用经济性不佳。另外，由于现有SDH光网络已经能够基本应付应用需要，厂家开发新一代光网络产品的驱动力不足，目前尚无成熟产品可用，市场窗口是较窄的。全光OXC的发展全光光交叉连接设备(OXC)是未来光网络的核心，在传送网中的主要功能有:提供以波长为基础的连接功能，光通路的波长分插功能，对波长通路进行疏导以实现对光纤基础设施的最大利用率，实现在波长、波长组和光纤级上的保护和恢复。当OXC能够实现动态波长选路功能时常称为波长路由器。从实现技术上看，OXC可以划分为两大类，即采用电交叉矩阵的OXC(有时简称OEO方式或电OXC)和采用纯光交叉矩阵的OXC(有时简称OOO方式或全光OXC)。采用OEO方式处理可以比较容易地实现信号质量监控和消除传输损伤，网管比较成熟，容量不是很大时成本较低，与现有线路技术兼容，更重要的是可以对小于整个波长的带宽进行处理和调配，符合近期市场的容量需要。然而其扩容主要是通过持续的半导体芯片密度和性能的改进来实现的，由于系统的复杂性，无法跟上网络传输链路容量的增长速度。最后，这类系统通常体积大、功耗大、容量很大时成本较高。另一方面，采用光交叉矩阵的OXC省去了光电转换环节，不仅节约了大量光电转换接口，而且由于纯光消除了带宽瓶颈，容量可望大幅度扩展，随之带来的透明性还可以使其支持各种客户层信号，功耗较小，有更高效的多端口交换能力，具有更长远的技术寿命。从端口成本和功耗看，这类设备也比采用OEO的OXC要低.但是，这类设备可以交换的带宽粒度至少是整个波长，因此即使只有少量的附加带宽需求也必须提供整个波长，不经济。其次，为了引入全光交换机，可能必须更新改造已有线路系统。第三，在光域实现性能监视很困难。第四，与全光交换机相连的线路是由一系列均衡过的光放大器构成的，而目前所有线路均衡方法都是专用的，涉及的相关因素很多，这些因素高度相关且互相依赖,使均衡工作很困难，也需要时间稳定。若试图在均衡好的网状网中快速动态地实施波长选路,将会导致上述多种因素重新组合，需要对新的波长通路实施快速重新均衡。而目前的光线路系统还无法以标准化的方式快速动态地实现网络均衡。总的看，由于业务量的持续高速增长，全光网络的长远市场前景是光明的，只不过至少还需要有大约5-6年的市场培育期。so1bapage光网络的基本概念从光纤通信技术本身的发展看，光网络是当前最活跃的领域。然而，所谓“光网络”不是一个严格意义上的技术术语，而是一个通俗用语。从历史上看，光网络可以分为三代。第一代光网络中光只是用来实现大容量传输，所有的交换、选路和其他智能都是在电层面上实现的，SDH就是这种第一代的光网络, 而目前正在开发的光传送网(OTN)和全光网络可以分别认为是第二代光网络和第三代光网络。OTN在功能上类似于SDH，只不过在OTN所规范的速率和格式上实现而已，而全光网络则不同，此时传送、复用、选路、监控和有些智能将在光层面上实现。从更广义的角度看，光网络还应该覆盖城域网和接入网领域，