（电磁场与微波技术专业论文）基于ason架构的多粒度光交换系统管理平面的研究与实现.pdf

北京邮电大学硕士学位论文 摘要 基于a s o n 架构的多粒度光交换系统 管理平面的研究与实现 摘要 随着信息技术的发展和市场竞争的需要，人们对承载语音和数据 传送的光网络的进一步发展提出了更高的要求，下一代光网络应当具 有良好的智能控制体系和更高的性能参数，应当为语音和数据提供更 为灵活的传送手段。为了满足上述要求，需要在光交换层面引入多种 粒度的交换技术，并在光层之上引入智能控制系统。由此可以看出， 智能光网络a s o n ( a u t o m a t i cs w i t c h e do p t i c a ln e t w o r k ) 和多粒度光 交换技术的有机结合，即基于a s o n 架构的多粒度光交换系统，也 就是本文所要研究的中心问题，能够较好的满足下一代光网络演进的 需要。 在国家8 6 3 项目的资助下，本论文主要完成了以下几方面的工 作： 1 对a s o n 技术、多粒度光交换技术和下一代光网络的发展要 求进行了概括性分析和介绍，并根据下一代光网络的发展要 求，提出基于a s o n 架构的多粒度光交换系统方案，该系统 能够较好的适应下一代光网络发展的需要，并以此作为本论 文的中心问题。 2 对基于a s o n 架构的多粒度光交换系统进行了总体性分析。 a s o n 网络架构的主要特征可以归纳为三个平面( 控制平面、 管理平面和传送平面) 、三个外部接口( c c i ( c o n n e c t i o n c o n t r o l l e r i n t e r f a c e ) 、n - m i a ( n e t w o r km a n a g e m e n t i n t e r f a c e a ) 、n m i t ( n e t w o r km a n a g e m e n ti n t e r f a c e t ) ) 和三 种连接类型( 永久连接、软永久连接、交换连接) ，多粒度光 交换系统节点结构包括两种：串联式节点结构和反馈式节点 结构。接着，对系统的控制和管理技术进行了概要分析，调 研了国内外多粒度光交换系统的研究、开发的进展情况。 3 详细研究了基于a s o n 框架的多粒度光交换系统的管理平 面。概述了网络管理技术的基本知识，为阐述多粒度光交换 系统的管理平面奠定了基础。对管理平面技术的研究按照功 北京邮电大学硕士学位论文 摘要 能需求分析、体系结构设计、管理信息建模、多粒度光交换 系统设计的研究方法展开。其中的管理信息建模，采用自底 向上的建模方法，首先建立原子功能模型，然后提出了用于 多粒度光网络资源管理的对象模型。 4 对s l a ( s e r v i c el e v e la g r e e m e n t ) 技术在基于a s o n 架构的多 粒度光交换系统应用时的管理平面进行了方案设计。s l a 是 当前包括通信领域在内的多个领域的研究热点，有着广泛的 应用前景。论文介绍了s l a 技术的产生背景和基本概念，分 析了s l a 在传统光网络应用的不利因素，同时阐述了a s o n 的出现为s l a 在光网络中的应用提供了技术保障。最后，设 计了s l a 应用在基于a s o n 架构的多粒度光交换系统时，其 管理平面的设计方案。 5 在国家8 6 3 项目的支持下，建立了基于a s o n 架构的多粒度 光交换系统的实验平台，作为主要负责人开发了其中的管理 平面，论文对管理平台的软件设计思想、用户界面和功能进 行了介绍。基于多粒度实验平台，对多粒度光交换系统的建 路和保护倒换进行了实验验证。 关键词：a s o n多粒度光交换管理平面s l a 实验平台 i l d i s s e r t a t i o nf o rm a s t e rd e g r e eo fb e i j i n gu n i v e r s i t yo fp o s t sa n dt e l e c o m m u n i c a t i o n s a b s t r a c t r e s e a r c ho nt h em a n a g e m e n tp l a n e o fm u i r i g r a n u l a r i t ys w i t c hs y s t e m b a s e do na s o na r c h i t e c t u r e a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g i e sa n dt h eg r o w i n g r e q u i r e m e n t sf o rm a n e tc o m p e t i n g ，f u r t h e rd e m a n d sa r et h u sb r o u g h t f o r w a r df o rt h en e x tg e n e r a t i o no p t i c a ln e t w o r k ，w h i c hi su s e df o r t r a n s p o r t i n gv o i c ea n dd a t as e r v i c e s t h en e x tg e n e r a t i o no p t i c a ln e t w o r k s h o u l dh a v ag o o di n t e l l i g e n tc o n t r o l s y s t e ma n db e t t e rp e r f o r m a n c e p a r a m e t e r s a l s o ，i ts h o u l dp r o v i d em o r ef l e x i b l et r a n s p o r tm e a n s f o rb o t h v o i c ea n dd a t as e r v i c e s i no r d e rt om e e tt h e s e r e q u i r e m e n t s ， m u l t i - g r a n u l a r i t yo p t i c a ls w i t c h i n gt e c h n o l o g yi s n e e d e do no p t i c a l s w i t c h i n gl a y e r , a n di n t e l l i g e n tc o n t r o ls y s t e mo v e ro p t i c a ll a y e r t h u s ， t h ec o m b i n a t i o no fa s o na n dm u l t i g r a n u l a r i t yo p t i c a lt e c h n o l o g y , t h a t i st os a y , m u l t i - g r a n u l a r i t yo p t i c a ls w i t c h i n gs y s t e mb a s e do na s o n a r c h i t e c t u r e ，w h i c hi st h em a i ni s s u eo ft h i sd i s s e r t a t i o n ，c a nm e e tt h e e v o l u t i o nr e q u i r e m e n t so ft h eo p t i c a ln e t w o r ki nar e a s o n a b l ew a y s u p p o r t e db yt h e8 6 3p r o g r a mo fc h i n a ，t h em a i nr e s e a r c hw o r k c o m p l e t e di nt h i sd i s s e r t a t i o na r el i s t e da sf o l l o w s ： 1 a s o nt e c h n o l o g y , m u l t i g r a n u l a r i t yo p t i c a ls w i t c h i n gt e c h n o l o g y a n dt h ed e v e l o p i n gr e q u i r e m e n t so ft h en e x tg e n e r a t i o no p t i c a l n e t w o r ka r es u m m a r i z e d a c c o r d i n gt ot h ee v o l u t i o nr e q u i r e m e n t s o ft h en e x tg e n e r a t i o no p t i c a ln e t w o r k ，m u l t i g r a n u l a r i t yo p t i c a l s w i t c h i n gs y s t e mb a s e do na s o n a r c h i t e c t u r ei sp r o p o s e d ，w h i c h c a nb ew e l lf i tf o rt h er e q u i r e m e n t so ft h ee v o l u t i o no fo p t i c a l n e t w o r k 2 t h ec h a r a c t e r so fm u l t i g r a n u l a r i t yo p t i c a ls w i t c h i n gs y s t e mb a s e d i i l d i s s e r t a t i o nf o rm a s t e rd e g r e eo fb e i j i n gu n i v e r s i t yo fp o s t sa n dt e l e c o m m u n i c a t i o n s a b s t r a c t 一一一_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_i-_-_-_-_-_一 o na s o na r c h i t e c t u r e a r e a n a l y z e d i nt h i s d i s s e r t a t i o n s y s t e m a t i c a l l y a s o na r c h i t e c t u r e sm a i nc h a r a c t e r sc a nb e s u m m a r i z e da st h r e ep l a n e s ( c o n t r o lp l a n e ，m a n a g e m e n t p l a n e ，a n d t r a n s p o r tp l a n e ) ，t h r e ee x t e r n a li n t e r f a c e s ( c c i ，n m i a ，n m i t ) a n dt h r e ec o n n e c t i o nt y p e s ( p e r m a n e n tc o n n e c t i o n ，s o f tp e r m a n e n t c o n n e c t i o na n ds w i t c h e dc o n n e c t i o n ) t h e r ea r et w ok i n d s o f m u l t i g r a n u l a r i t yo p t i c a ln o d et y p e ，w h i c ha r ec o n c a t e n a t i o nt y p e a n di n v e r s et y p e t h ec o n t r o la n dm a n a g e m e n tt e c h n o l o g i e sa r e a n a l y z e di nar e c a p i t u l a t i v ew a y c u r r e n tr e s e a r c hs t a t eb o t ha t h o m ea n da b r o a di si n v e s t i g a t e di nt h i sd i s s e r t a t i o n 3 t h em a n a g e m e n tp l a n eo fm u l t i g r a n u l a r i t yo p t i c a l s w i t c h i n g s y s t e mb a s e do na s o na r c h i t e c t u r e i ss t u d i e di nd e t a i l b a s i c k n o w l e d g eo fn e t w o r km a n a g e m e n ti si n t r o d u c e d ，w h i c hh e l p st o e x p o u n d t h e m a n a g e m e n tp l a n e o fm u l t i g r a n u l a r i t y o p t i c a l s w i t c h i n gs y s t e m t h er e s e a r c hm e t h o do nm a n a g e m e n tp l a n e t e c h n o l o g i e s i si naw a yo ff u n c t i o n r e q u i r e m e n t sa n a l y z i n g ， s y s t e m a r c h i t e c t u r ed e s i g n ，m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nm o d e l i n g ， a n ds y s t e md e s i g no fm u l t i g r a n u l a r i t yo p t i c a ls w i t c h i n gn e t w o r k f o ram u l t i g r a n u l a r i t yo p t i c a ln e t w o r k ，t h em o d e l i n gm e t h o do f “b o t t o m t o t o p i su s e d f i r s t l yt h ea t o m i cf u n c t i o nm o d e l sa r e e s t a b l i s h e d ，a n dt h e nt h er e s o u r c eo b je c t so fm u l t i g r a n u l a r i t y o p t i c a ln e t w o r k sa r ea n a l y z e d 4 t h em a n a g e m e n tp l a n ei sd e s i g n e dw h e ns l at e c h o n o l o g yi s a p p l i e di nam u l t i g r a n u l a r i t yo p t i c a ls w i t c h i n gs y s t e mb a s e do n a s o na r c h i t e c t u r e s l ai sar e s e a r c hh o t s p o ti nm a n yd o m a i n s i n c l u d i n gt e l e c o m m u n i c a t i o n ，w h i c hh a sab r i g h ta p p l i c a t i o nf u t u r e s l a s b e i n gp r o p o s e db a c k g r o u n d a n db a s i c c o n c e p t s a r e i n t r o d u c e di nt h i sd i s s e r t a t i o n t h ed i s a d v a n t a g e so fa p p l y i n gs l a i nt r a d i t i o n a l o p t i c a ln e t w o r ka r ea n a l y z e d i ns u c c e s s i o n ，t h e t e c h n i c a la d v a n t a g e sa r ee x p o u n d e dw h e na p p l y i n gs l ai na s o n 。 t h e nt h em a n a g e m e n tp l a n ei sd e s i g n e dw h e ns l at e c h o n o l o g yi s a p p l i e di nam u l t i g r a n u l a r i t yo p t i c a ls w i t c h i n gs y s t e mb a s e do n a s o na r c h i t e c t u r e 5 s u p p o r t e db yn a t i o n a l 8 6 3 p r o g r a m ，m u l t i g r a n u l a r i t yo p t i c a l i v d i s s e r t a t i o nf o rm a s t e rd e g r e eo fb e i j i n gu n i v e r s i t yo fp o s t sa n dt e l e c o m m u n i c a t i o n s a b s t r a c t s w i t c h i n gt e s t i n gb e di si m p l e m e n t e d a st h em a i np r i n c i p a l ，t h e a u t h o ri si nc h a r g eo ft h er e a l i z i n go ft h em a n a g e m e n tp l a n e t h e s o f t w a r ed e s i g nm e t h o d ，g r a p h i cu s e ri n t e r f a c ea n dm a n a g e m e n t f u n c t i o n so ft h em a n a g e m e n tp l a n e a r ei n t r o d u c e di n t h i s d i s s e r t a t i o n b a s e do nt h ep l a t f o r m ，m g l i g h t p a t he s t a b l i s h m e n t a n dr e s t o r a t i o na r ed e m o n s t r a t e d k e yw o r d s ：a s o nm u l t i g r a n u l a r i t yo p t i c a ls w i t c h i n g m a n a g e m e n tp l a n e s l at e s tb e d n 独创性声明 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：兰至至日期：兰竺，孓2 z 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) 保密论文注释：本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：兰望兰 导师签名： 臼期：三兰3 ，旦 日期：垄翌堑上圭乏 北京邮电大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 概述 第一章绪论 1 1 1 智能光网络a s o n 作为承载数据和话音业务的通信基础网络，光网络经过近十年的发展产生了 巨大的变化。随着信息领域相关技术的发展，特别是i n t e r n e t 对数据业务增长的 强大推动，人们对现有光网络的功能提出了新的、更高的要求，如要求光网络能 够快速、高质量的为用户提供各种带宽服务与应用；要求光网络能够进行实时的 流量工程控制，根据数掘业务的需求，实时、动态地调整网络的逻辑拓扑结构， 实现资源的最佳配置等。这些功能要求的实质是要赋予现有光网络更多的智能， 使其发展成一个能自动完成连接建立和交换功能的智能光网络。 a s o n l l 】最早是在2 0 0 0 年3 月同本京都召开的会议上，由i t u t ( i n t e r n a t i o n a l t e l e c o m m u n i c a t i o nu n i o n t e l e c o m m u n i c a t i o ns t a n d a r d i z a t i o ns e c t o r l 的q 1 9 1 3 研 究组正式提出，并将其形成协议草案( g a s o n 自动交换光网络的体系结构) 。 随后i t u t 不断对g a s o n 的内容进行修改、补充，先后制订出了g 8 0 7 ( 自动交 换传送网络功能需求) 和g 8 0 8 0 ( 自动交换光网络体系结构) 以及后续的a s o n 相 关标准，为a s o n 的研究丌发指明了方向。 a s o n 方案的最核心特点就是直接在光纤网络上引入了以i p ( i n t e m e t p r o t o c 0 1 ) 为核心的智能控制技术，支持电子交换设备( 如i p 路由器等) 动态向 光网络申请带宽资源，不需要人工干预；可以有效地支持连接的动态建立与拆除， 可基于流量工程合理分配和优化网络资源，并能提供良好的网络保护恢复性能。 因此，自动交换光网络又叫做“智能光网络”。 采用自动交换光网络技术以后，原来复杂的多层网络结构变得简单和扁平 化，从光网络层开始直接承载业务，有助于在光层引进新业务，包括按需分配带 宽，光虚拟专网，以及划分服务等级( s l a ) 等。 总之，a s o n 代表着一类新型的集光传送、交换和管理为一体的综合化解决 方案，它的出现将通信网络的光层从基础的传输媒介转变为智能的光网络架构。 a s o n 对新型增值业务的出现和应用提供了良好的支持，有力的推动着传送光网 络向业务光网络演进，成为未来光网络技术的演进方向。 1 1 2 多粒度光交换技术 全球“信息高速公路”的飞速发展，使得通信流量增长很快，人们对传输带 北京邮电大学硕士学位论文 第一章绪论 宽的需求与日俱增。随着密集波分复用( d w d m ：d e n s ew a v e l e n g t hd i v i s i o n m u l t i p l e x i n g ) 技术的目趋成熟，光网络传输容量不断提高，可以满足业务流量 传输的要求f 2 j 。然而，网络节点的处理速度将成为瓶颈，下一代光网络节点应当 具有t b i t 级处理能力，这对节点设计提出了很高的要求。 网络带宽的需求和发展导致了节点中光( 光电) 交叉连接矩阵规模( 即端口 数目) 的迅速增加，这使得节点的成本以及对其管理和控制的复杂度随之增加。 传统的光节点设备一般在光层采用基于波长单粒度的交换结构方案，其核心是一 个超大容量的波长交叉连接矩阵。目前提出的解决方法包括采用无阻的电交叉矩 阵单元的o e o 方案和使用无阻的全光交叉矩阵的0 0 0 方案。前者受到电交 叉芯片交叉能力及电背板总线速度的限制，同时外围又要进行大量的o e 、e o 变换，功能复杂，设备升级扩展性较差；后者目前还没有实用的大规模交叉矩阵， 且完全无阻配置下必须配置与总波长数等量的光转发单元( o u t ：o p t i c a l t r a n s p o r tu n i t ) ，增加了节点成本。总之，单粒度交换的大容量光节点设备在目 前的技术水平下交叉规模受限、成本高、灵活性差、扩展比较困难，无法满足大 容量、高速度网络交换的需求。 而另一方面，对网络业务流量的研究表明，相当一大部分的业务( 占到业务 总量的6 0 8 0 ) 在节点无须进行较小等级粒度( 如子波长、波长) 的交换， 而可以在较大的粒度层次( 如波带、光纤) 上直通。因此，人们希望光网络中的 节点能具有灵活的交换能力。伴随着智能光网络( a s o n ) 和通用多协议标签交 换( g m p l s ：g 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 ) 控制技术的出现，通过 在多个粒度( 子波长、波长、波带、光纤) 层次上进行有选择的分层交换，光节 点的结构可以大大简化，端口数明显减少，设备的成本随之显著降低【3 l 1 4 】，【5 】。 光子技术的长足发展为多粒度光交换技术提供了有力的物理层支持，如波带 波长级分波器件、各类灵活的光开关，以及成熟的控制电路；控制技术也发展 很快，例如信令、路由技术、以及有关网络设计、管理、计费的软件工具等；光 网络的系统技术和支撑技术也不断成熟起来，在美国、欧洲和中国相继建立了多 个光网络现场试验网。这些都在客观上为开发多粒度光交换技术准备了条件。 多粒度光交换技术是一项崭新的光网络节点技术，也是下一代光网络传送平 面的关键技术，内涵丰富具有极为广阔的应用前景。 1 1 3 基于a s o n 架构的多粒度光交换系统 电信业的飞速发展不仅带来了各种新技术、新业务的出现，如软交换、3 g 、 1 0 g b p s 以太网、i p v 6 ( i n t e r n e tp r o t o c o lv e r s i o n6 ) 、移动i p 、高速光互联技术等， 而且带来了电信行业的根本性变革：以自订的垄断地位已不复存在，取而代之的是 激烈的市场竞争；建网成本下降，行业技术差别趋向消失，行业结构越来越不稳 2 北京邮电大学硕士学位论文 第一章绪论 定：价格开放，资费下降，i p 对传统电信商务模式形成了巨大冲击电信行 业开始从低风险高利润走向高风险低利润行业。 正是在这种形势下，电信业为了利用最新技术成果适应发展、变革和竞争需 要，实施业务和技术转型而提出了下一代网络技术( n g n ：n e x tg e n e r a t i o n n e t w o r k ) f 6 】- 1 1 0 】的总体设想和思路。n g n 像一把大伞，内容极其广泛，从网络角 度看，涉及了从干线网、城域网、接入网、用户驻地网到各种业务网的所有层面。 就业务网层面而言，下一代网指下一代业务网；如果涉及接入层面，则下一代网 指各种宽带接入网；如果涉及传送网层面，则下一代网指下一代光互联网，等等。 其中，下一代光互联网，也就是本论文关注的领域，需要面向n g n 提供各种服 务支撑，它应具备如下特征： 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，更加高效的保护和恢复机制； 支持流量工程，实现网络资源分配的动态化和最优化； 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多种粒度的交换技术，并在光层 之上引入智能。由此可以看出，智能光网络( a s o n ) 和多粒度光交换技术的有 机结合，即基于a s o n 架构的多粒度光交换系统能够较好的满足下一代光网络 演进的需要。 1 2 论文要点 笔者在攻读硕士期间，主要参与了以下两个项目的研究与开发： 1 国家高技术研究发展计划( 8 6 3 计划) 项目“多粒度光交换技术与系 统应用”； 2 “新一代信息通信技术书系光网络专辑”之光网络新业务与支撑技术 的编著。 依托以上两个项目的资助，笔者和研究组成员一道，共同完成了“多粒度光 交换技术与系统应用”的研究、设计、开发和实验工作，该项目在2 0 0 5 年1 月 验收时取得了很好的评价。参与编写的光网络新业务与支撑技术一书于2 0 0 5 年1 0 月在北京邮电大学出版社出版。本论文的研究工作是在以上两个项目的资 助下完成的。 北京邮电大学硕士学位论文 第一章绪论 1 2 1 论文结构 本论文共分5 章进行论述，其中： 第一章：绪论。介绍与论文研究工作相关的背景知识。概要论述了由于通信 技术本身发展和市场需求的双重驱动，智能光网络a s o n 和多粒度光交换技术 应运而生。在对下一代光网络主要特征进行提炼的基础上，提出了a s o n 与多 粒度光交换技术相结合的观点，即基于a s o n 架构的多粒度光交换系统作为下 一代光网络的一种可行的解决方案。围绕该解决方案，全文进行了较为深入的讨 论。 第二章：基于a s o n 架构的多粒度光交换系统。整体性研究了该系统的各项 主要特征，在网络架构上，遵循a s o n 分层多域的思想。因此首先讨论了a s o n 主要的框架特征：三个平面( 控制平面、管理平面、传送平面) 、三个外部接口 ( c c i 、n m i a 、n m i t ) 和三种连接类型( 永久连接p c ( p e r m a n e n tc o n n e c t i o n ) 、 软永久连接s p c ( s o f tp e r m a n e n tc o n n e c t i o n ) 、交换连接s c ( s w i t c h e d c o n n e c t i o n ) ) ；接着介绍了多粒度光交换系统的两种节点结构：串联式节点结构 和反馈式节点结构；进而分析了多粒度光交换系统的控制和管理技术；最后调研 了多粒度光交换系统的研究现状。 第三章：多粒度光交换系统的管理平面。对本文研究的重点基于a s o n 架构的多粒度光交换系统的管理技术进行了详细的理论研究，首先概述了网络管 理技术的基本知识，然后按照管理系统的一般研究思想，分析了多粒度光交换系 统的管理功能需求，并以此为依据设计了多粒度光交换系统的体系结构，接着重 点分析了多粒度光交换系统的管理信息模型，同时进行了对象抽象，管理信息模 型的建立和对象的抽象是后续管理平台设计的理论依据。 第四章：s l a 在多粒度光交换系统应用的管理平面方案设计。在介绍s l a 产生背景和基本概念的基础上，论述了s l a 在传统光网络应用的不利条件，进 而论述了a s o n 为s l a 技术的应用提供了可能性，同时讨论了s l a 在基于a s o n 架构的多粒度光交换系统应用时，管理平面的初步方案设计。 第五章：多粒度光交换系统管理平台的设计与实现。以所从事的国家8 6 3 科 研项目为背景，合作开发了多粒度光交换实验平台。本章介绍了多粒度光交换系 统实验平台的总体设计思想，然后介绍了其中管理平台的设计与实现，以及系统 实验验证的结果。第五章是前文的研究内容在实际系统中的实现，通过获得的结 果，验证了研究成果的正确性和可实现性。 1 2 2 论文的主要工作 本论文以下一代光网络所要求的智能控制与多粒度传送为理论出发点，提出 了满足上述要求的“基于a s o n 架构的多粒度光交换系统”体系结构。论文对 北京邮电大学硕士学位论文 第一章绪论 该系统首先进行了总体性的介绍，包括网络架构、节点结构，以及控制和管理技 术。接着以笔者主要参与的其中管理技术的研究为重点，对多粒度光交换系统的 管理功能需求进行了分析，提出了e m s ( e l e m e n tm a n a g e m e n ts y s t e m ) 网元管理 层的体系结构，根据面向对象信息建模的思想，对系统的管理信息模型进行了模 型设计和管理对象抽象，为接下来多粒度光交换系统的管理平面设计奠定了基 础。论文针对当前通信领域炙手可热的服务等级协定s l a 技术，在对s l a 进行 概念介绍的基础上，分析了基于a s o n 架构的多粒度光交换系统应用s l a 技术 所具备的技术基础，讨论了s l a 作为重要支撑技术应用于基于a s o n 架构的多 粒度光交换系统时，其管理平面相应的方案设计。除了理论研究，笔者还和课题 组其他同学一起，并作为主要负责人开发了多粒度光交换的管理平台，进行了系 统功能验证的各项实验，使理论研究成果在实际实验中得到了验证。 结合研究工作，笔者以第一作者的身份发表两篇学术论文：“s l 在a s o n 中实施的分析与方案设计”及“多粒度光网络传送平面管理信息模型的研究与设 计”。 1 3 本章小结 本章首先对智能光网络a s o n 和多粒度光交换技术进行了综述，进而根据下 一代光网络的基本要求，提出了能够较好的满足其要求的“基于a s o n 架构的 多粒度光交换系统”的观点，这也是全文展开讨论的中心问题，本章的最后，对 论文的结构以及论文所做的主要工作进行了概述。 参考文献： f 1 】张杰，徐云斌等自动交换光网络a s o n 北京：人民邮电出版社，2 0 0 4 【2 顾畹仪，李国瑞光纤通信系统北京：北京邮电大学出版社，1 9 9 9 【3 】p i n h a n h oa n d h u s s e i n t m o u f l a h r o u t i n g a n d w a v e l e n g t ha s s i g n m e n t w i t h m u l t i g r a n u l a r i t yt r a f f i ci no p t i c a ln e t w o r k s j o u r n a lo fl i g h t w a v et e c h n o l o g y , 2 0 0 2i e e e 4 】s y a o ，b m u k h e q e e ，d e s i g no fh y b r i dw a v e b a n d s w i t c h e dn e t w o r k sw i t ho e ot r a f f i c g r o o m i n g ，o f c2 0 0 3 【5 m y u n g m o o nl e e ，j i n t a ey u ，y o n g b u mk i m ，e t c d e s i g no fh i e r a r c h i c a lc r o s s c o n n e c tw d m n e t w o r k se m p l o y i n gat w o s t a g em u l t i p l e x i n gs c h e m eo fw a v e b a n da n dw a v e l e n g m ，i e e e j o u r n a lo ns e l e c t e da r e a si nc o m m u n l c a 兀0 n s ，v o l 2 0 ，n o 1 ，j a n u a r y 2 0 0 2 【6 】韦乐平下一代网华为技术2 0 0 5 ，5 北京邮电大学硕士学位论文 第一章绪论 【7 】陈锡生下一代网络与光交换中兴通讯技术，2 0 0 1 1 0 8 】王利存，陈丹，罗忠生多业务融合的下一代网络中兴通讯技术，2 0 0 2 年1 0 月 【9 】赵慧玲，单秀云下一代网络体系结构研究及软交换面临的挑战通讯世界，2 0 0 2 ，1 2 1 0 】樊白甫，黄星，管文明1 卜一代光网络的发展与演进现代电信科技2 0 0 3 ，3 6 北京邮电大学硕士学位论文第二章基于a s o n 架构的多粒度光交换系统 第二章基于a s o n 架构的多粒度光交换系统 a s o n 代表了一类面向高性能信息传送需求的新型网络体系，它的出现奠定 了向下一代光网络演进的基础；多粒度光交换节点结构则使节点交换效率显著提 高，提供更为灵活的多种交换粒度。因此，“基于a s o n 架构的多粒度光交换系 统”代表了下一代光网络的演进方向。本章从总体上论述这一新型光网络的特点， 包括网络架构、节点结构、控制管理技术和研究现状。其中，对管理技术的研究 和实现，也就是本论文的重点，本章只作概括介绍，更为详细的研究和设计工作 将在接下来的第三章、第四章和第五章中详细展开。 2 1a s o n 体系架构 a s o n 与传统的光传送网相比，突破性地引入了智能化的控制平面，从而使 光网络能够在信令的控制下完成网络连接的自动建立、资源的自动发现等过程。 其体系结构主要表现在具有a s o n 特色的三个平面、三个接口以及所支持的三 种连接类型上【。 2 1 1a s o n 的三个平面 i t u t 提出了a s o n 网络体系结构模型，如图2 - 1 所示。整个网络包括三个 平面，即控制平面，管理平面以及传送平面。通过数据通信网( d c n ：d a t a c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k ) 联系着三大平面，d c n 是负责实现控制信令消息和管 理信息传送的信令网络。 n m i t ：网络管理t 接口 图2 - 1a s o n 体系结构 与现有的光网络相比，a s o n 增加了一个控制平面。控制平面可以说是整个 a s o n 光网络的核心部分，它由分布于各个a s o n 节点设备中的控制网元组成。 控制网元主要由路由选择、信令转发以及资源管理等功能模块组成，而各个控制 北京邮电大学硕士学位论文第二章基于a s o n 架构的多粒度光交换系统 网元相互联系共同构成信令网络，用来传送控制信令信，官、。控制网元的各个功能 模块之间通过a s o n 信令系统协同工作，形成一个统一的整体，实现了连接的 自动化，并且能够在连接出现故障时，进行快速有效的恢复。 a s o n 的另一个重要特征就是管理功能的分布化和智能化。传统的光传送网 管理体系被基于传送平面、控制平面和信令网络的新型多层面管理结构所替代， 构成了一种集中管理与分布智能相结合、面向运营者的维护管理需求与面向用户 的动态服务需求相结合的综合化的光网络管理方案。a s o n 的管理平面与控制平 面技术互为补充，实现对网络资源的各种管理功能。 a s o n 传送平面由一系列的传送实体组成，它是业务传送的通道，可提供用 户信息端到端的单向或者双向传输。a s o n 传送网络基于格状( m e s h ) 网络结构， 同时，传送平面结构具有分层的特点，它由多个层网络( 如光通道层、光复用段 层和光传输段层) 组成。 图2 1 显示了控制、管理、传送平面之间的一般关系，每一个平面在功能上 是相对独立的，但它们之间需要进行信息的交互，即通过接下来2 1 2 小节所述 的3 个外部接口实现。 2 1 2a s o n 的三个接e l a s o n 网络的接口是网络中不同功能实体之问的连接途径，规范化了实体之 间的通信规则。不同的平面通过不同的接口相连接，同一平面内部的不同功能区 域也使用不同类型的接口相通。这里，我们主要讨论a s o n 三大平面之间的三 个外部接口。 在a s o n 网络体系结构中，控制平面和传送平面之间通过连接控制接口 ( c c i ) 相连，而管理平面则通过网络管理接口a ( n m i a ) 和网络管理接口t ( n m i t ) 分别与控制平面及传送平面相连，如图2 - 1 所示。三个平面通过三个 接口实现信息的交互。 c c i 接口是智能光网络控制平面与和传送平面之间的接口，通过它可传送连 接控制信息。c c i 接口中的交互信息主要分为两类，从控制节点到传送网元的控 制命令和从传送网元到控制节点的资源状态信息。 。n m i a 和n m i t 接口的作用是实现管理平面对控制平面和传送平面的管理， 接口中的信息主要是相应的网络管理信息。 通过n m i a 接口，网管系统实现对控制平面的管理，对控制平面的管理主 要是对路由、信令和链路管理功能模块进行监视和管理，使用的管理协议包括简 单网络管理协议( s n m p ：s i m p l en e t w o r km a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 ) 等，也可以使用 厂家自己定义的接口协议。 通过n m t 接口，网管系统实现对传送网络资源基本的配置管理、性能管 8 北京邮电大