（电磁场与微波技术专业论文）下一代智能光网的信令及相关技术研究.pdf

北京邮电大学硕士学位论文摘要 下一代智能光网的信令及相关技术研究 摘要 在i po v e rw d m 基础上发展起来的自动交换光网络针对i p 业务所具有的突 发性和不确定性的特点，采用对光网络带宽实行动态分配和调度的策略，有效地 优化了网络，减少了全网中所需的光接口和相应的波长数目，大规模的降低了建 网成本，提高了带宽利用率。光网络的智能化的研究和实现已经越来越受到业界 的重视，而实现其智能化的关键在于其控制层面信令，路由，链路资源管理功能 的实现。从目前a s o n 的研究情况来看，人们主要是在关注怎样将i e t f 提出的 通用多协议标签交换( g m p l s ) 应用在a s o n 中。就信令而言，虽然对基于i p 网设计的r s v p 信令进行了扩展得到了r s v p - - t e ，但是要想在a s o n 中实现 连接的自动有效的建立、拆除等操作还必须对r s v p 以及r s v p - - t e 中规定的 消息定义有所修改。 本论文的工作集中于自动交换光网络的信令以及其相关研究。在比较现存的 三种信令协议后，我们选择使用r s v p t e 来实现我们所设计的六种信令仿真： 前向资源预留、后向资源预留、改进的前向资源预留、并行信令、串行信令，以 及准并行信令。在了解r s v p t e 的功能扩展、呼叫处理过程、连接处理过程的 基础上，我们设计了六种信令方案的流程。然后在o p n e t 仿真平台上对这六种 信令方案进行了仿真，对仿真数据进行了分析，并得出了一些重要的结论。这些 结论有( 1 ) 在不规则、连接度中等的网络中，比如说典型网络n s f n e t 中，后 向资源预留b r p 在网络阻塞率方面要比前向资源预留f r p 以及其改良方案 f r p r l 优秀，但是b r p 需要占用更多的控制信道带宽，而且其连接的建立时 间也比较长；( 2 ) p a r a l l e l 和s e r i a l 以及q u a s ip a r a l l e 这三种非资源预留方案相比， q u a s i 的综合性能最好，他具有较低的阻塞率和较短的连接建立时间。_parallel p a r a l l e 和s e r i a l 则各有劣势，s e r i a l 的连接建立时间最长，p a r a l l e l 的阻塞率最高； ( 3 ) 无论是在阻塞率性能方面还是在连接建立时间性能方面，非资源预留信令 都优于资源预留信令，但是资源预留方案占用的控制信道带宽较小。 在己完成的信令研究基础上，我还将信令的研究延续到保护恢复中。针对自 动交换光网络控制平面在保护恢复中出现的新问题，我们提出了自己的解决方 案：( 1 ) 设计了保护恢复的信令机制；( 2 ) 在路由模块中保存多个网络拓扑；( 3 ) 增加了链路资源管理模块管理的本地资源的状态。我们将这些功能加入连接控制 c c 模块、路由r c 模块以及链路资源管理l r m 模块中，并仿真实现了这些设计， 北京邮电大学硕士学位论文摘要 收集了包括保护恢复成功率、保护恢复时间、阻塞率、连接建立时间在内的较多 统计数据，在比较分析这些数据的基础上，我们得出了一些结论：重路由的业务 的恢复时间约o 1 秒，共享保护业务的保护恢复时间约为0 0 4 秒，1 + l 和1 ：1 业务的恢复时间相差无几，低于0 0 2 秒。而我们知道，业界普遍认为：保护一 般要求在5 0 m s 内完成，恢复要求至少在2 0 0 m s 或2 s 内完成。可见，在自动交 换光网络中，因为交换连接的实现很好的满足了保护恢复对时间的要求。 关键字：智能光网络信令资源预留保护恢复o p n e t 仿真 北京邮电大学硕士学位论文摘要 a b s t r a c t a u t o m a t i c a l l ys w i t h c h e do p t i c a ln e t w o r k ( a s o n ) i sb a s e do ni po v e rw d m ，i t o p t i m i z e sn e t w o r k sb ya s s i g n i n ga n du s i n gw a v e b a n d sd y n a m i c a l l y o p t i c a ln o d e s n e e dl e s sp o r t sa n dw a v e b a n d s ，t h ec o s to fb u i l d i n gn e t w o r ki sr e d u c e d ，a n dt h eu t i l i t y o fw a v e b a n d si n c r e a s ef o ru s i n ga s o nt e c h n o l o g i e s m o r ea n dm o r ep e o p l ep a y a t t e n t i o nt os t u d y i n ga n dr e a l i z i n ga s o nt e c h n o l o g i e si ni n f o r m a t i o ni n d u s t r i e s ，a n d t h ec o n t r o lt e c h n o l o g i e sa r et h ec o r et e c h n o l o g i e st oi m p l e m e n ta s o n ，i n c l u d i n g s i g n a l i n g ，r o u t i n g ，a n dr e s o u r c em a n a g e m e n t , p r o t e c t i o na n dr e s t o r a t i o n t o d a y , m o s t p e o p l ea r ec a r i n gh o wt oi m p l e m e n tg e n e r a l i z e dm u l t i - p r o t o c o ll a b e ls w i t c h i n g ( o m p l s ) i n t oa s o n a s f o rs i g n a l i n g ，r s v p t eh a v eb e e ng o tb ye x p a n d i n gr s v p , b u tw eh a v et oc h a n g et h eo b je c t sa n dm e s s a g e st os e tu p ，t e a rd o w no ra m e n dt h e c o n n e c t i o n sa u t o m a t i c a l l y t h ee m p h a s i so ft h i sp a p e ri st h es t u d i n go fs i g n a l i n ga n dt h ec o r r e l a t i v e t e c h n o l o g i e si na s o n a f t e rt h ec o m p a r i s o no ft h r e es i g n a l i n gp r o t o c o l s ，p n n i ， c r - l d pa n dr s v p t e ，t h i sp a p e rc h o o s er s v p - t et or e a l i z et h e s i xs i g n a l i n g s c h e m e s ：f o r w a r dr e s o u r c er e s e r v a t i o ns i g n a l i n g ，b a c k w a r dr e s o u r c er e s e r v a t i o n s i g n a l i n g ，m e n d e df o r w a r dr e s o u r c er e s e r v a t i o ns i g n a l i n g ，p a r a l l e ls i g n a l i n g ，s e r i a l s i g n a l i i n g ，a n dq u a s i p a r a l l e ls i g n a l i n g a f t e rt h es i m u l a t i o n so ft h e s es i xs i g n a l i n g s c h e m e so n0 p n e tp l a t f o r m ，w ec o l l e c t e ds o m es t a t i s t i c s w eg e ts e v e r a l c o n c l u s i o n sb ya n a l y z i n gt h o s ed a t a s ：( 1 ) i nu n - r e g u l a ra n dm i d s c o p en e t w o r k , s u c h a st y p i c a ln s f n e t ，b r pi ss u p e r i o rt of r pa n df r p r lw h e nc o n s i d e r i n gt h eb l o c k r a t ep e r f o r m a n c e ，b u tb r pn e e d sw i d e rw a v e b a n do fc o n t r o lt u n n e lt h a nf r pa n d f r p _ r l ；( 2 ) w h e nt h ep a r a l l e l ，s e r i a la n dq u a s i p a r a l l e ls i g n a l i n g sa r ec o m p a r e d ，t h e g e n e r a lp e r f o r m a n c eo fq u a s i p a r a l l e ls i g n a l i n gi st h eb e s t ，i t sb l o c k r a t ei sl o w e ra n d i t ss e t u pt i m eo fc o n n e c t i o ni ss h o r t e r ；( 3 ) n o n r e s o u r c er e s e r v a t i o ns i g n a l i n gi sb e t t e r t h a nr e s o u r c er e s e r v a t i o ns i g n a l i n gi nb o t hb l o c kr a t ea n ds e t u pt i m eo fc o n n e c t i o n p e r f o r m a n c e s b a s e do nt h ef r o n t a ls i m u l a t i o n so fs i g n a l i n g ，w ea l s os t u d yt h es i g n a l i n gi n p r o t e c t i o na n dr e s t o r a t i o n b e c a u s eo ft h en e wc h a r a c t e r i s t i c so fp r o t e c t i o na n d r e s t o r a t i o n ，h e r ec o m es o m en e wp r o b l e m s i nt h i sp a p e r , w ei n n o v a t ec o r r e s p o n d i n g s c h e m e st or e s o l v et h e s ep r o b l e m s ：( 1 ) d e s i g nn e ws i g n a l i n gs c h e m e sf o rp r o t e c t i o n a n dr e s t o r a t i o n ；( 2 ) i n c r e a s et h en u m o ft o p o si nr c ；( 3 ) a d dn e w r e s o u r c es t a t e si n l r m w ei m p l e m e n tt h e s et e c h n o n o g i e si no u rs i m u l a t i o n s ，a n dc 0 1 i e c t e d s o m e s t a t i s t i c si n c l u d i n gb l o c kr a t e , s e t u pt i m eo f c o n n e c t i o n ，r e c o v e r yt i m e ，r e c o v e r yr a t e ， a n ds oo n a f t e rt h ea n a l y s i so ft h e s ed a t a ，w eg e ts o m eu s e f u lc o n c l u s i o n s w ef o u i l d t h a tt h er e c o v e r yt i m eo fr e r o u t i n gi sa b o u to 1 s e c o n d s ，t h es h a r e di sa b o u t0 0 4 s e c o n d s ，t h e1 + 1o r1 ：li sl e s st h a n0 0 2s e c o n d s i ti sk n o w ni ni n f o 衄a t i o nf i e l d 也a t t h ep r o t e c t i o ns h o u l db ec o m p l e t e di nl e s st h a n0 0 0 5s e c o n d s ，a 1 1 dr e s t o r a t i o ns h o u l d b e c o m p l e t e dd u r i n g0 2a n d2s e c o n d s s ow ec a ns a yt h a tt h e d y n a m i c a l t e c h n o l o g i e so f a s o nc a l ls a t i s f yt h et i m er e q u i r e m e n t so f p r o t e c t i o na n dr e s t o r a t i o n k e y w o r d s ：a u t o m a t i c a l l ys w i t h c h e do p t i c a ln e t w o r k ( a s o n ) ，s i g n a l i n g ， r e s o u r c er e s e r v a t i o n ，p r o t e c t i o na n d r e s t o r a t i o n ，o p n e ts i m u l a t i o n 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽 我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：王盘盔兰 日期：矽歹拳j2 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生 在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有 关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学 位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论 文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 本学位论文属于保密范围，在土年解密后适用本授权书。 本人签名：塑查呈 日期： 导师签名： 乡收芄 日期： 5 8 、 2 即j ，：；f 了 北京邮电大学硕士学位论文第一章绪论 第一章绪论 1 1 智能光网络出现的必然性 1 1 1a s o n 是解决目前传送网面临问题的关键所在 1 支持数据业务方面 从对数据业务的承载方面来讲，传统的光网络是为传送语音业务而设计的 u 2 1 1 3 1 1 4 5 】【6 】，承载语音业务的连接建立之后很少发生变动，所以传统的光网络通 常采用集中式的控制模式，通过网管系统来静态的配置光通道，周期通常为几天， 甚至数周的时间。显然这对于具有很强突发特性的数据业务来讲是无法接受的。 为了有效的承载数据业务，需要光网络能够根据用户实时的需求动态的创建、拆 除和修改连接，能够接受的时间约束通常只有几秒到几分钟。 2 光网络的可扩展性方面 传统的以环网为主的光网络在应对高速增长的数据业务时，会遇到可扩展性 的问题。首先环网的建设周期较长，使得在竞争激烈的市场上往往失去最好的投 资机会；第二，在网络扩容时，某些节点之间可能并不需要太大的容量，但是建 设环网通常要求所有相邻节点之间都要配置相同的资源，这样势必造成环网某些 资源的闲置；此外在管理那些跨越多个环网的业务时，方案的实现也非常复杂 3 服务的分级优化方面 从提供给用户的服务质量方面来说，传统的光网络为用户提供多种q o s 服 务的能力是有限的。虽然以环网为主的s d h 网络和w d m 网络可以为建立的连 接提供多种保护措施，但是缺少更多的不同q o s 服务。 4 提供多粒度的能力方面 在提供带宽的粒度方面，传统的w d m 光传送网能提供的带宽一般是在波长 级别。而随着用户对不同业务的需求，比如话音、数据和流媒体等，就要求光网 路能够提供多种粒度的带宽，从分组、时分级别( t d m ) 一直到波长、波带和 光纤级别。 5 分布式的控制和管理方面 从网络的控制方式来讲，传统光网络中的控制和管理一般都是集中式的，如 果中央控制节点发生故障，将有可能导致全网瘫痪。虽然在设计这种集中式网络 控制系统时，可以采取些备份措施来克服这些问题，但是其生存特性和可扩展 性还是远远不如分布式控制系统。 北京邮电大学硕士学位论文 第一章绪论 6 保护恢复机制方面 从业务的保护恢复机制上来考虑，传统光网络所提供的保护机制主要是环网 保护，这种方式虽然能够快速地实现业务保护，但它是以牺牲网络5 0 的资源换 得的，因此会给运营商带来竞争上的压力。同时，面对网络上承载的越来越多的 不同类型业务，它们对保护恢复的要求是不同的，比如语音业务要求在5 0 m s 以 内得到恢复，而电子邮件等非即时业务能够容忍的恢复时间就非常长，这就要求 光网络能够提供更多的保护恢复方式，特别是提供更加灵活的恢复机制，不仅能 在较短的时间内恢复中断的业务连接，而且能够有效地节省网络资源。 7 直接给运营商产生效益方面 从市场竞争的角度来讲，运营商期望能够进一步的降低光传送网的运行和维 护成本，深入挖掘光传送网的价值，希望能够直接在光层提供诸如带宽贸易、 o v p n 等新的增值业务。但是由于传统光网络缺乏智能的控制功能，所以业务提 供的成本非常高，另外也缺少支持部署新业务的能力和手段，比如计费能力、策 略控制能力等等。 1 1 2a s o n 顺应了网络技术发展的方向 1 a s o n 是光网络发展的必然 从历史上来看，光网络发展到今天，大致可以分为两代：第一代光网络以 s d h s o n e t 为代表，它在历史上第一次实现了全球统一的光网络互联技术【7 】【8 】。 而i t u t 提出的光传送网( o t n ) 可以认为是第二代光网络【9 】，其主要特点为在 光层上增加了交换、选路和其他智能功能，从而是真正意义上的“光 网络。随 着光传送网技术的成熟，网络的智能化和自动化的程度越来越高，同时q o s 保 证和流量工程的特征也日益明显，这些都预示了光网络向下一代的发展。以自动 交换光网络( a s o n ) 为代表的智能光网络正是在这一历史发展潮流中从各项技 术中脱颖而出的。 2 a s o n 是n g n 发展的必然结果 下一代网络( n g n ) 是为了将各种技术归结起来，构建统一的开放平台， 支持语音、数据、适配等多种业务。n g n 涉及到各个层面的问题，包括基于软 交换体系的业务层面，基于下一代互联网络( 以i p v 6 和m p l s 为特点) 的数据 层面以及底层的支持技术下一代光互联网络。下一代光互联网络需要面向 n o n 提供各种服务，要求它具备如下特征：支持开放、粒度灵活的业务；向超 高速、大容量的方向发展；提供全光传输的机制，降低网络成本；提供动态、灵 活、智能的连接配置能力，更加高效的保护和回复机制；支持更加方便、有效的 网络管理功能，降低网络运营成本。为了满足上述要求，需要在光交换层面引入 智能，由此可以看出，自动交换光网络( a s o n ) 1 0 】是其很好的解决方案。 2 北京邮电大学硕士学位论文第一章绪论 1 2 智能光网络标准制定情况 智能光网络越来越受到世界各个研究和生产机构的重视，电信标准化组织、 各大科研机构、设备制造厂商以及各大运营商都对a s o n 研究表现出了极大的 热情。我们主要从智能光网络的标准制定情况以及应用方面讲述a s o n 的发展 现状【l l 】【1 2 】。 和a s o n 标准制定工作相关的国际标准化组织主要有三个，分别是i t u t ， 互联网工程任务组( i e t f ) 和光互联网论坛( o i f ) 。其中i t u t 在a s o n 标准 制定过程中起主导作用，它主要从整体结构和功能需求的角度来研究a s o n ，先 开发独立于具体协议的建议，然后再向具体协议扩展，使用的是从上到下的发展 思路。目前，主要的架构方面的建议已经完成，正在发展相应的实现技术。i e t f 主要致力于通用的多协议标签交换( g m p l s ) 技术的研究【1 3 】，旨在开发一种通 用的控制技术，用于具有包交换、第二层交换、时隙、波长以及光纤交换能力的 网络。q 旧l s 的信令、路由和链路管理协议经过改造以后可直接用于a s o n 控 制平面。o i f 是于1 9 9 8 年由c i s c o 和c i e n a 发起成立的致力于加速光互联网部署 的开发论坛，它对a s o n 的研究主要集中在不同网络之间的互操作，开发u n i 和n n i 的相关标准。需要指出的是：三个标准化组织的工作不是相互矛盾的， 而是分别发挥自己的特长，相互合作，共同来发展a s o n 的相关标准【1 4 j 。 i t u t 所发布的有关a s o n 的建议如图1 1 所示【1 5 j 【1 6 1 。其中g 8 0 7 定义了 自动交换传送网的总体要求，g 8 0 8 0 定义了自动交换光网络的结构，g 7 7 1 2 定 义了数据通信网( d c n ) 的体系结构与规范f 1 7 】，g 7 7 1 3 定义了协议独立的分布 式呼叫和连接管理信令，g 7 7 1 3 1 定义了基于p n n i 的d c m 信令【l8 1 ，g 7 7 1 3 2 定义了使用g m p l sr s v p t e 的d c m 信令1 1 9 】，( 3 7 7 1 3 3 定义了使用g m p l s c r l d p 的d c m 信令【2 0 1 ，g 7 7 1 4 定义了a s t n a s o n 的自动发现技术，g 7 7 1 4 1 定义了在s d h 和o t n 网络中应用的自动发现协议，g 7 7 1 5 定义了路由系统的 架构和功能要求【2 1 1 ，g 7 7 1 5 1 定义了针对链路状态协议的a s o n 路由架构和要 求【2 2 j 。另外，g 7 7 1 6 定义的是a s o n 链路的管理，g f r a m e 定义的是a s o n 管理 的框架，g 7 7 1 7 的工作基本上还没开始，这三个建议的内容还没有在i t u t 内 部达成一致。 北京邮电大学硕士学位论文第一章绪论 图1 - ii t u - t 有关a s o n 的建议框架 i e t f 的c c a m p 工作组已经在g m p l s 的信令、路由、链路管理等方面给 出了比较丰富的技术建议，但是其中的大部分还在逐步完善当中，只有信令协议 相对比较成熟，已经形成了r f c 标准【2 3 】【2 4 】【2 5 】。 另外一个准标准化组织o i f 主要的贡献是发展了u n i 和n n i 的相关技术建 议。2 0 0 1 年推出了u n l l 0 规范，从信令、地址、自动发现等几方面详细的给出 了智能光网络u n i 的实现方案。最近又推出了u n l 2 0f 2 6 】【2 7 1 ，增加的功能涉及呼 叫和连接控制、不中断业务的带宽更改、g b e 1 0 g b e 以太网接口、预定连接服 务、保护与恢复操作、增强的安全要求等等。目前n n l 2 0 标准也已基本完成【2 8 】【2 9 1 ， 主要包括网络参考模型、运营商业务、控制平面调用、编址方案、生存性、域间 互连、路由收敛、网管操作等多方面内容。它主要面向是运营商内部不同厂商间 的接口，属e 二n n i 。 1 3 智能光网络实施应用情况 从1 9 9 9 年开始，以美国s y c a m o r e 公司为代表的新兴创业型公司( s t a r t u p ) 首先提出了智能光网( i o n ) 的概念。2 0 0 0 年7 月，朗讯采用贝尔实验室的一项 革命性成果一基于微机电系统技术( m s ) 的2 5 6 2 5 6 矩阵光开关，推出了全 球第一个真正意义的光波长路由器( w a v e s t a rl a m b d a r o u t e r ) 。以此为标志，拉 开了自动交换光网络设备研制的序幕，此后的一年多时间内，全球各大电信设备 公司纷纷宣称开发出同类产品，包括北方电讯、阿尔卡特、西门子、c e i n a 等。 但是，在全球电信市场低迷的大背景下，大部分产品已被停止开发，a s o n 产品 的推出进程似乎嘎然而止。 然而，关于a s o n 的重大研究计划并没有停止。欧洲电信研究和战略研究 所( e u r e s c o m ) 支持了几个关于a s o n 的重大研究计划，中国8 6 3 计划也支 持了a s o n 项目。以”光网层间互操作计划”( l i o n ：l a y e r si n t e r w o r k i n gi no p t i c a l n e t w o r k s ) 为例，成员单位来自意、美、日等国家的运营商、设备商和大学，共 十几个单位，包括t e l e c o mi t a l i al a bs p a 、c i s c o 、t - s y s t e m sn o v a ，d e u t s c h e 4 北京邮电大学醺士学位论文 第一章绪论 t e l e k o m 、s i e m e n s 、n t t 、a g i l e n ti t a l i a 、t e l l i u m 等。该计划的目标是设计和验 证基于a s o n 承载多业务、生存性强、 中，尤其是在集成的i p o t n 试验网中， 可管理的网络基础结构，在光联网环境 发展和评价创新的功能集。试验网示意 结构如图1 2 所示由四台o x c ( 光交叉连接器) 和三台o a d m ( 光分插复 用器) 组成光网，为三个子网，分别由s i e m e n s 、t i l a b 和t e l l i u m 提供设备。 由五台核心路由器( g s r ) 组成i p 啊由c i s c o 提供。两套网络管理分别由t - n o v a 和c i 国o n e t 提供。该计划的研究工作包括：1 ) 定义下一代光网络的体系结构和 功能需求；2 ) 确定多层网络的生存性镱略：3 ) 光传送网支撑i p 网( i p 0 1 n ) 的成本分析；4 ) a s o n 网络管理：5 ) i p a s o n 试验网：6 ) 数据平面和控制平 面u n i 和n n i 的设计与实现；7 ) 两个网络管理系统之间的互操作：等等。 口im n “l 岬“w 鲥自咖m 蝌- 幽) h 日 困1 2l i o n 计划( l a y e r s i n t e r v o r k i n g m 0 d t l c a n e l w o r k s ) 囝络示意图 另一方面，基于电交叉的自动交换传送网开始进入商用美国a t & t 公司在全国范围敷设了连接1 0 0 个城市的智能光网络，由1 0 0 台c i e n a 光交换 机和8 0 0 多台s o n e t 多业务平台构成。前者完成以4 5 m b p s 为基础带宽颚粒的 实时交换和动态调配，后者在网络边缘汇聚低速业务至25 g b p s 或1 0 g b p s 速率。 新网络减少了成本、增加了带宽利用率，简化了网络结构层次，使全网的恢复时 间达到数百毫秒。此外，c a b l e & w i r e l e s s 和b t o a d w i n g 也用了类似方案节省了 近5 0 的费用。 北京邮电大学硕士学位论文第一章绪论 1 4 信令技术在职能光网络中的作用 信令的引入可以说是光网络的一次革命，它是光通道自动创建、拆除和修改 等操作的具体执行者。虽然信令的引入更多的是受m p l s 网络的启发，但是光 网络中的信令和m p l s 网络有着显著的不同【3 0 】【3 l 】，在a s o n 中，信令有呼叫和 连接两个过程组成p2 ，呼叫可以看作是提供给用户的一种业务，通过呼叫用户 可以把对所要创建连接的要求通告给网络和被呼叫的用户，呼叫并不是传送数据 的实体，而连接才真正承担数据的传送任务。通过呼叫和连接的分离，网络提高 了提供业务的灵活性，比如只在呼叫处理部分作修改，连接处理部分保持不变。 正是这种呼叫和连接过程的分离，使m p l s 网络中一些成熟的信令协议无法直 接在智能光网络中应用【3 3 1 1 3 4 3 5 】【3 6 】，必须经过相应的扩展和改造。在a s o n 中， 对于光通道的操作方法也与存储转发的分组网络不同，比如光通道的拆除过程， 在光网络的物理层具有灵敏的传送质量检测机制，如果上游拆除光通道的消息不 能及时地通知下游节点，那么上游对相应光通道的拆除就有可能使下游节点触发 保护或恢复动作，因为下游节点检测不到光信号，认为网络发生了故障。因此， 设计对光通道进行操作的信令过程就必须考虑到光传送网所具有的特性。另外， 在光网络中，w d m 终端通常按双向配置，所以还必须研究支持双向连接创建的 信令机制。在a s o n 中，信令的传送可能要经过多个u n i 、i - n n i 和e - n n i 接 口，由于不同的网络域存在着不同的信任关系或者采用不同的管理策略，对于信 令所携带的有关连接的性能描述、安全以及服务质量要求等寓意的理解可能存在 着差异，因此要创建端到端有质量保证的光通道来说，必须研究信令信息的格式 和意义的解释等问题。除此之外，借鉴电路交换网络中的概念，在a s o n 中也 存在共路和随路两种信令承载方式。所谓共路信令是指构建独立的信令网络来传 送信令信息，而随路信令方式是指使用传递业务数据的开销字节来传递信令信 息。两种方式各有所长，如何取舍也是目前值得研究的一个问题【37 。 1 5 本论文的结构和主要贡献 本人硕士论文的工作是下一代智能光网的信令及相关技术研究，主要研究了 怎样运用r s v p t e 更好更快速的建立和删除连接，满足自动交换光网络的动态 建立连接的需求。还对如何将自动交换光网络的动态建立连接机制运用到保护恢 复中作了一些研究。 本论文第一章分析了智能光网络出现的必然性，明确了a s o n 既是解决目 前光传送网面临问题的关键，也是光网络技术发展的必然。本章还对智能光网络 的标准制定以及实施应用情况做了介绍，最后对信令技术在智能光网络中的作用 6 北京邮电大学硕士学位论文第一章绪论 进行了阐述。 本论文第二章的内容是介绍自动交换光网络的信令技术。首先讲述a s o n 信令协议的研究现状以及a s o n 信令需求，接着对a s o n 的d c m 信令模型定 义的连接的建立以及拆除操作进行了说明，又讲述了现存的三种a s o n 信令协 议p n n i 、c r l d p 以及r s v p t e ，最后我们选择了r s v p 。t e 信令协议做了较 为详细的介绍。在对r s v p t e 的介绍中包括r s v p t e 协议对r s v p 的改进和 功能扩展，如何运用其消息在依据d c m 的基础上创建和拆除交换连接s c 。 本论文第三章讲述了a s o n 的信令方案以及其仿真。首先介绍了仿真系统， 接着着重讲述我们设计的六种信令方案( f r p ，b r p ，f i 冲w i t hm i d r e l e a s e ，p a r a l l e l ， s e r i a l ，q u a s i p a r a l l e l ) 的信令流程，然后在已经完成的仿真的基础上分析了收集的 仿真数据，相应地得出了一些结论。 本论文第四章讲述了a s o n 的保护恢复以及仿真实现。首先简单讲述了我 们要实现的几种保护恢复机制，然后着重说明在保护恢复中a s o n 控制设计遇 到的新问题，包括信令模块、链路资源管理模块以及路由模块设计当中遇到的新 问题。在解决这些新问题的基础上，我们设计了仿真的信令，并进行了仿真，对 仿真得到的数据进行了分析总结。 在上述论文内容中，本人参加了第三章中六种信令的方案概要设计和数据收 集，并独立完成方案详细设计，编程以及数据分析。在第四章的保护恢复仿真中， 我独立完成了节点设计，信令模块的设计，以及方案详细设计工作，在信令方面 提出了适应保护恢复新特点的信令机制；在路由方面提出了一种新型路由拓扑保 存机制：在链路资源管理方面，提出了新的资源状态转移表；并分析保护恢复数 据，得出了有用的结论。 参考文献 【i 】i t u tr e c g 8 7 2 ，“a r c h i t e c t u r eo f o p t i c a lt r a n s p o r tn e t w o r k s ，”2 0 0 1 2 】 i t u tr e c g 7 0 7 ，n e t w o r kn o d ei n t e r f a c ef o rt h es y n c h r o n o u sd i g i t a lh i e r a r c h y ( s d h ) ，”2 0 0 2 【3 】3 i t u tr e c g 7 0 9 y 1 3 3 1 ，“i n t e r f a c e sf o rt h eo p t i c a lt r a n s p o r tn e t w o r k ( o t n ) ，” 2 0 0 1 4 】i t u t r e c g 7 0 9 y 1 3 3 1 a m e n d m e n t1 ，“i n t e r f a c e sf o r t h eo p t i c a lt r a n s p o r t n e t w o r k ( o t n ) ，”2 0 0 2 【5 5 i t u tr e c g 8 0 3 ，“a r c h i t e c t u r eo ft r a n s p o r tn e t w o r k sb a s e do nt h es y n c h r o n o u s d i g i t a lh i e r a r c h y , ”2 0 0 0 7 北京邮电大学硕士学位论文第一章绪论 【6 】6 7 】 【8 】8 【9 】 【1 0 【11 】 【1 2 1 3 【1 4 i t u - tr e c g 8 0 5 ，“g e n e t i cf u n c t i o n a la r c h i t e c t u r eo f t r a n s p o r tn e t w o r k s ，”2 0 0 0 韦乐平光同步数字传送网( 修订本) 北京：人民邮电出版社，1 9 9 8 顾畹仪，张杰等全光通信网( 修订版) m 】北京邮电大学出版社，2 0 0 1 顾畹仪，张杰等光传送网北京：机械工业出版社，2 0 0 3 智能光网络建设的关键问题人民邮电报，2 0 0 3 4 8 张杰，徐云斌，宋鸿升，桂煊，顾畹仪，自动交换光网络a s o n 。北京：人民邮 电出版社，2 0 0 4 年。 d e b a n j a ns a h a , b a l ar a j a g o p a l a n ，a n dg r e yb e m s t e i n ，t h eo p t i c a ln e t w o r kc o n t r o l p l a n e ：s t a t eo ft h es t a n d a r d sa n dd e p l o y m e n t ，”i e e eo p t i c a lc o m m u n i t i o n s ，a u g u s t 2 0 0 3 ，p p s 2 9 一s 3 4 e r i c m a n n i e ，p e t e ra s h w o o d s m i t h ，d a n i e la w d u c h e ，e ta l ，“g e n e r a l i z e d m u l t i p r o t o c o ll a b e l s w i t c h i n g ( g m p l s ) a r c h i t e c t u r e ，” i n t e r n e t d r a f t ， d r a f t - i e t f - c c a m p - g m p l s - a r c h i t e c t u r e 一0 6 t x t , w o r ki np r o g r e s s ，a p r i l2 0 0 3 s l o b o d a n k at o m i e ，b r i k e n as t a t o v c i - h a l i n i ，a r r a nh a l i m i ，e ta 1 ，“a s o na n d g m p l s o v e r v i e wa n dc o m p a r i s o n ，”p h o t o n i cn e t w o r kc o m m u n i c a t i o n s ，v 0 1 7 ， n o 2 ，2 0 0 4 ，p p 1 1l - 1 3 0 【15 】y o n gx u ea n dz h i w e il i n ，“t h ea s o ns t a n d a r d sd e v e l o p m e n tp r o g r e s si ni t u ，” o p t i c a ln e t w o r k sm a g a z i n e ，v 0 1 2 ，n o 6 ，n o v - d e c 2 0 01 ，p p 7 3 7 6 【1 6 】g u r t i sb r o w n m i l l e r , y o n gx u e ，z h i - w e il i n ，e ta 1 ，“s w i t c h e dc o n n e c t i o ns e r v i c e s - t h e i t u - ta s t ns t a n d a r d sf r a m e w o r k ，”o p t i c a ln e t w o r k s m a g a z i n e ，v 0 1 4 ，n o 1 ， j a n 一f e b 2 0 0 3 ，p p 7 1 3 2 5 1 7 】i t u - tr e c g 7 7 1 2 y 1 7 0 3 ，“a r c h i t e c t u r ea n ds p e c i f i c a t i o no fd a t ac o m m u n i c a t i o n n e t w o r k ，2 0 01 【l8 】i t u - tr e c g 7 713 1 ，“d i s t r i b u t e dc a l la n dc o n n e c t i o nm a n a g e m e n t ( d c m ) u s i n g p n n i q 2 9 31 ，”2 0 0 2 1 9 】i t u - tr e c g 7 7 1 3 2 ，“d c ms i g n a l i n gm e c h a n i s mu s i n gg m p l sr s v p t e ，”2 0 0 2 2