隨著Internet的不斷發(fā)展，語音、數(shù)據(jù)和多媒體等業(yè)務(wù)量的迅速增長對傳送網(wǎng)的傳輸帶寬、接口方式和運營維護提出了更高的要求。40G同步傳輸技術(shù)、波分復(fù)用技術(shù)和超長光傳輸技術(shù)的發(fā)展，使得光傳送網(wǎng)具有高速、寬帶、服務(wù)優(yōu)質(zhì)的特性，成為傳送網(wǎng)的首選方案。

多業(yè)務(wù)傳輸平臺(MSTP)的引入大大豐富了光傳輸網(wǎng)絡(luò)的接口方式，MSTP能夠迅速快捷地接入語音、數(shù)據(jù)和多媒體等業(yè)務(wù)，并在數(shù)據(jù)層提供了匯聚和交換功能，使得光傳送網(wǎng)的使用更為便捷和高效。自動交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON)是對傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)的一次顛覆性變革，突破了以往光網(wǎng)絡(luò)集中配置和手工維護的運營管理方式，大大提高了運營商響應(yīng)客戶需求的速度并降低了維護成本。這兩項技術(shù)已成為當(dāng)前光網(wǎng)絡(luò)研究和開發(fā)的兩大熱點方向。如何有效地整合這些技術(shù)，充分發(fā)揮各技術(shù)的特點，產(chǎn)生1加1大于2的效益，倍受網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究者和網(wǎng)絡(luò)使用者關(guān)心[1—3]。

1.MSTP技術(shù)

MSTP技術(shù)是為適應(yīng)城域綜合傳送網(wǎng)建設(shè)要求，從同步數(shù)字系列(SDH)設(shè)備發(fā)展起來的新興綜合傳送技術(shù)，其基本特征是通過對以太數(shù)據(jù)幀和ATM信元的封裝，實現(xiàn)基于SDH的多業(yè)務(wù)綜合傳送[4]。

隨著交換技術(shù)的發(fā)展，為克服傳統(tǒng)SDH設(shè)備針對語音業(yè)務(wù)不具備數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)疏導(dǎo)和匯聚功能的缺陷，二層交換功能被引入到MSTP設(shè)備中，使設(shè)備具有部分二層數(shù)據(jù)交換的功能。但是，對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而言，QoS的保證能力還是比較弱。

在此基礎(chǔ)上，各個設(shè)備制造商進一步將彈性分組環(huán)(RPR)，多協(xié)議標(biāo)簽流(MPLS)，鏈路容量調(diào)整(LCAS)技術(shù)引進到MSTP設(shè)備中，加強對業(yè)務(wù)端到端QoS的保證。通過劃分業(yè)務(wù)等級，進行流量工程控制，實現(xiàn)接入阻塞和公平算法策略控制，解決了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳送中突發(fā)性和不均衡性的特性，使得SDH能夠更加高效和穩(wěn)定地傳送此類業(yè)務(wù)。

2.ASON技術(shù)

在標(biāo)準(zhǔn)化組織ITU－T的ASON標(biāo)準(zhǔn)制訂中，將光傳送網(wǎng)劃分為管理、控制和傳送3個平面，并引入了大量使用各種協(xié)議和控制技術(shù)的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，使之成為一個具有分布式特點的智能化光網(wǎng)絡(luò)[5]。新的光網(wǎng)絡(luò)克服建立連接緩慢，配置管理復(fù)雜的缺陷，具備了一系列新的功能特性，諸如：

自動發(fā)現(xiàn)相鄰設(shè)備之間的鏈路、端口能力、協(xié)議實體之間對等關(guān)系，并進行鏈路傳輸能力的聚合等。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)和擴散，進行資源和拓?fù)涔芾怼?/p>

利用信令和路由在網(wǎng)絡(luò)中快速建立端到端連接，并進行維護。

在Mesh網(wǎng)的拓?fù)湎轮С志植炕蛘叨说蕉吮Ｗo恢復(fù)，支持不同分域和分區(qū)的恢復(fù)。

設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)級別的故障快速定位和輔助故障定位分析。

具有流量工程能力和業(yè)務(wù)端到端QoS保證能力。

提供按需帶寬調(diào)整、波長出租、波長批發(fā)、虛擬專網(wǎng)等新業(yè)務(wù)應(yīng)用。

3.智能化的MSTP技術(shù)的發(fā)展

從技術(shù)角度而言，MSTP代表了交換和傳輸網(wǎng)絡(luò)等不同層次網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)邊緣的設(shè)備的融合，ASON代表了傳送網(wǎng)的智能化和標(biāo)準(zhǔn)化，兩者體現(xiàn)了下一代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，即滿足運營商減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量，降低運營維護成本，快速響應(yīng)客戶需求，提供優(yōu)質(zhì)分級服務(wù)的基本要求。

但是，不同層次的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在OSI網(wǎng)絡(luò)模型中對應(yīng)著不同網(wǎng)絡(luò)特征和功能模型的實現(xiàn)，將它們?nèi)诤显谕�一設(shè)備中，并建立統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺，需要解決很多問題。以統(tǒng)計復(fù)用為特征的分組交換是一種動態(tài)交換，MPLS技術(shù)提供建立一種軟連接，而以時分/空分復(fù)用為特征的電路交換建立的是一種硬連接，為了統(tǒng)一有效的管理和維護，尤其是針對處于兩種網(wǎng)絡(luò)交界處的MSTP設(shè)備，有許多需要完善的工作，首要的就是解決網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的構(gòu)造模型。

3.1重疊模型

目前業(yè)界通常有對等(Peer)模型和重疊(Overlap)模型。重疊(或重疊網(wǎng)絡(luò))模型屬于客戶/服務(wù)器(Client/Server)模型，顯著的特點是在客戶網(wǎng)絡(luò)與提供商域之間存在清晰易辨的邊界�？蛻�/提供商域的分離反映了網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，即網(wǎng)絡(luò)中第三層和第一層的設(shè)備的所有權(quán)可能屬于不同的組織。這種客戶/提供商域的分離要求在各自域運行不同的路由協(xié)議，因此，在運營商及其客戶之間沒有必要共享網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔�。智能光網(wǎng)中在光層提供包括SDH/SONET、波長和未來的光纖連接的動態(tài)連接能力，并能按實際需要安排帶寬。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以在SDH/SONET、波長、光纖連接的基礎(chǔ)上進行服務(wù)，還可以發(fā)展新業(yè)務(wù)(包括虛擬專用網(wǎng))，有較好的組網(wǎng)靈活性。為了確保端到端業(yè)務(wù)QoS，網(wǎng)絡(luò)需要明確定義光層為數(shù)據(jù)層提供的業(yè)務(wù)類型和服務(wù)等級，便于各個層次運營商管理業(yè)務(wù)，完善服務(wù)質(zhì)量。

此時，智能化的MSTP設(shè)備工作是分層展開的：智能化的光層網(wǎng)絡(luò)通過運行的自動發(fā)現(xiàn)和路由協(xié)議，將光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)資源發(fā)現(xiàn)、聚合、擴散、總結(jié)，最后以端到端的端口資源形式提供給數(shù)據(jù)層面，隱藏了內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和鏈路信息；數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)在建立連接的過程中，向服務(wù)方光網(wǎng)絡(luò)提出連接申請和約束規(guī)則，由智能光網(wǎng)絡(luò)自己運行路由策略和信令、創(chuàng)建符合約束要求的連接路徑、對業(yè)務(wù)加以保護，并且數(shù)據(jù)流在光網(wǎng)絡(luò)中透明傳送，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)則根據(jù)自身網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、流量和交換能力進行工作。上下層面是客戶、服務(wù)器關(guān)系，互不干涉各自的運行和維護，只是在網(wǎng)管層面可以看到統(tǒng)一的設(shè)備管理形式。

重疊模型相對簡單，網(wǎng)絡(luò)層次分明，對已有網(wǎng)絡(luò)改變較少。傳送網(wǎng)絡(luò)運營商可以靈活地出租網(wǎng)元設(shè)備端口給數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)運營商，可充分利用ASON網(wǎng)絡(luò)提供的按需帶寬調(diào)整、服務(wù)等級協(xié)定、波長出租、波長批發(fā)、虛擬專網(wǎng)等新業(yè)務(wù)方式，從而集中發(fā)展自身傳送網(wǎng)的特長。此時MSTP設(shè)備既提供了豐富設(shè)備接口，又在接入部分進行數(shù)據(jù)的匯聚和疏導(dǎo)，無疑使得業(yè)務(wù)端到端連接更為順暢和高效。當(dāng)前設(shè)備多采用這種模型進行演進。

但是，作為整個網(wǎng)絡(luò)而言，不同層次網(wǎng)絡(luò)資源的割裂會導(dǎo)致運行效率的相對低下。首先，業(yè)務(wù)在端到端的連接中沒有統(tǒng)籌考慮業(yè)務(wù)路由和流量的分擔(dān)，不利于網(wǎng)絡(luò)資源的調(diào)配；其次，不同層次網(wǎng)絡(luò)都存在保護恢復(fù)機制，協(xié)同工作比較困難；再次，沒有滿足全業(yè)務(wù)運營商統(tǒng)一規(guī)劃、運營數(shù)據(jù)和傳送網(wǎng)絡(luò)的要求。

3.2對等模型

MSTP內(nèi)嵌MPLS技術(shù)的使用和GMPLS協(xié)議在ASON網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，為對等模型設(shè)備的出現(xiàn)提供了條件。在MPLS協(xié)議族基礎(chǔ)上發(fā)展起來的GMPLS協(xié)議族，在充分利用已有信令、路由、發(fā)現(xiàn)協(xié)議基礎(chǔ)上，充分考慮了傳送網(wǎng)軟件協(xié)議控制和硬件電路傳輸?shù)奶攸c，將鏈路發(fā)現(xiàn)、鏈路聚合、路由和資源擴散、約束路由選路等有機地結(jié)合起來。這樣，數(shù)據(jù)交換層面和傳送層面有了共同的“語言”，便有了網(wǎng)絡(luò)互通和共享資源的基礎(chǔ)，而網(wǎng)絡(luò)軟硬件設(shè)備在演進過程中各自相對獨立的發(fā)展，也符合下一代網(wǎng)絡(luò)承載和控制相分離的原則。但是，將不同層次的網(wǎng)絡(luò)融合為統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)對等模型還面臨一系列的復(fù)雜問題。

資源和拓?fù)涔芾?/p>

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模型統(tǒng)一后，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中所有節(jié)點及其端口、時隙、通道將會全面展現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)管理者和使用者面前，因此傳送資源管理將變得更為復(fù)雜，業(yè)務(wù)對端節(jié)點之間的鏈路既有SDH(以后還有WDM)的固定通道，又有統(tǒng)計復(fù)用的分組通道，這些通道建立連接的特性差別是很大的。同時，不同類型鏈路聚合在一起，需要對各個層次路徑和通道標(biāo)簽進行規(guī)劃和標(biāo)識，確保不同層次不同粒度的通道被充分和恰當(dāng)?shù)厥褂谩Ｔ诶碚撋�，建立統(tǒng)一的設(shè)備模型下原子功能模型實體成為一項必需的工作，通過對功能、接口的標(biāo)準(zhǔn)化定義和管理，才能為設(shè)備之間、上下層次之間的真正互連和互通奠定基礎(chǔ)。

另一方面隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大，數(shù)據(jù)和傳送網(wǎng)絡(luò)合并，必然導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)目巨大，當(dāng)組合成為復(fù)雜的Mesh網(wǎng)拓?fù)浜笕绾喂芾韺⑹且豁椘D巨的任務(wù)。一般認(rèn)為還是需要根據(jù)地域、行政管理區(qū)、設(shè)備技術(shù)特點、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模等進行分域解決，從而減小規(guī)模，降低難度。

此外，傳送節(jié)點和控制節(jié)點分離以后，地址的表示、翻譯也將成為問題，需要統(tǒng)籌設(shè)計全局唯一的傳送和控制節(jié)點標(biāo)識，保證數(shù)據(jù)包在不同節(jié)點間的路由。在應(yīng)用上，單純的IPv4地址有局限，可以引入新的標(biāo)識如鏈路端口、設(shè)備標(biāo)識等加以區(qū)分。

(2)路由算法和選路

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)聚合多個子層以后，在一個網(wǎng)絡(luò)中進行路徑的選擇，特別是優(yōu)化路徑的選擇變?yōu)槁酚捎嬎愕腘P問題，如果將光纖、波長、VC通道、標(biāo)簽通道疊加在一起，算法將會變得非常復(fù)雜，在有限的時間和計算能力下，有可能無法完成求解。如果簡化為不同層次路徑分別計算，優(yōu)化的效果又會大打折扣，在多大程度上折衷考慮算法拓?fù)湫枰獑为氀芯�。一般而言，源路由在流量控制方面比較容易，但是控制機制復(fù)雜，逐跳路由使用靈活而無法自行解決流量控制問題。層次路由可以是一個不錯的選擇，配合不同的網(wǎng)絡(luò)子層的劃分，分層進行源路由的選擇和優(yōu)化，可以簡化選路復(fù)雜性，又可以兼顧流量均衡的控制。

受到傳送網(wǎng)節(jié)點設(shè)備交叉容量的限制，如果考慮擴展到配置WDM層面，則還有波長轉(zhuǎn)換的問題。在業(yè)務(wù)路徑優(yōu)化過程中，除了考慮鏈路傳輸容量、質(zhì)量的因素外，還需要重點對節(jié)點交叉能力進行考慮，確保業(yè)務(wù)連接能夠順利通過交換/交叉節(jié)點，減少產(chǎn)生阻塞情況發(fā)生。

(3)連接和信令

針對語音、數(shù)據(jù)和多媒體等業(yè)務(wù)的使用特性，在多層網(wǎng)絡(luò)的連接過程中可以采用不同的策略：對于端到端的語音業(yè)務(wù)而言，從呼叫到建立連接一般要求時間較短，而即使是自動連接的光網(wǎng)絡(luò)建鏈時間也相對較長，那么諸如SDH的大容量固定通道可用來在骨干節(jié)點之間傳送、預(yù)先建立連接，并長時間保持穩(wěn)定，而分組交換網(wǎng)絡(luò)可以實時地在呼叫連接過程中創(chuàng)建標(biāo)簽通道；對于相對穩(wěn)定而且傳輸容量較大的數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)，連接有突發(fā)、多變、長保持時間、高帶寬、對距離不敏感等特點，可以考慮實時建立連接，并利用帶寬調(diào)整功能滿足變化。

信令在不同網(wǎng)絡(luò)層次存在轉(zhuǎn)換和嵌套。分組交換網(wǎng)絡(luò)中，信令和載荷都以分組的形式進行交換，路徑通常是一致的，路由器具有根據(jù)包頭、墊層(Shim)的信息轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的能力。而電路交換傳送網(wǎng)中的信令和路由通常是分離的，標(biāo)簽路由器要依靠時隙、波長、物理端口來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，這需要統(tǒng)一規(guī)范信令的語義和語法，在光纖、波長、時隙和包各個層次上建立嵌套的標(biāo)簽接口，構(gòu)成一個完整的端到端的標(biāo)簽交換路徑。當(dāng)業(yè)務(wù)從分組網(wǎng)進入光傳送網(wǎng)時，信令協(xié)議能夠識別嵌套的標(biāo)簽，并在光網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建隧道，業(yè)務(wù)從隧道出來時應(yīng)彈出標(biāo)簽嵌套，繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。