考虑物理损伤的ASON智能控制技术

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光传送网具有波长可透明传输的特点,研究光路的损伤原因对网络提供可靠连接的影响有着显著意义。随着各类可调谐光器件在网络中的普及应用,如何在线优化它们的参数配置来改善网络的传输性能,还存在许多研究问题需要解决。

光路传输的限制

传统观点认为:光通道的信号质量都是有保证的,所有光纤链路具有标准的传输特性。这一假设对于不透明光网络是适用的,但随着透明性的引入,传送网要求在由源节点到目的节点的整条路径上保持全光的传输形态,对光连接带来了新的挑战。此时,光纤的损耗、色散、非线性效应,光放大器的ASE噪声,全光节点的插损和串扰等,在经过较长距离的光路传输后不能再被忽略,这些损伤积累的影响有可能造成到达接收机的光信号不能满足客户的QoS要求,从而引起新的阻塞。

解决上述问题的方法是在路径计算过程中考虑物理损伤属性,即研究基于损伤限制的选路(ICBR)算法,以保证光路具备合适的端到端传输质量。

传送网未来发展趋势要求光网络不仅具备自动交换的智能,还应当具有自适应传输的能力,从而主动且快速地调整网络中传送平面的传输性能,使外界感知不到网络内部的性能变化过程,而且运营商可以在很大程度上降低网络的运营维护成本(OPEX)。

目前,全光设备的3R再生技术不如电信号处理那么成熟,物理损伤对动态光路建立的影响不能再被忽视。随着从点到点拓扑到网状拓扑的演进,光网络的灵活性得到进一步增强,由于传输路径的动态变化,物理损伤的补偿不可能预先规划,只能在实际中进行动态在线补偿。

减少物理损伤的传输控制

实现基于物理损伤的传输控制包括集中式和分布式两种方案。前者由一个独立的集中控制网元负责重构选路、性能评估和参数计算等工作,后者通过扩展控制平面协议实现更灵活的性能控制。

1.集中式控制方案

集中式模型下,传送平面内的所有网元都与一个独立的网元实体相连接,其中包括资源利用率、物理传输参数的网络信息数据库(NID)。性能监测模块负责监测和更新光路性能状态。当系统收到建路请求时,由集中控制网元执行RWA算法、评估光路性能和计算预设参数,然后下发给控制平面,完成建路。当系统发现信号质量不符合要求时,性能监测模块告知控制平面,由控制平面节点上报给集中控制网元,对应调整的物理参数进行重新计算,再由控制平面分发给传输设备。

该方案的优点是网优人员可以通过集中数据库完整详尽地得知整个网络的情况(如可利用的资源、拓扑、物理参数等)。所有的路由选择都可从全局角度考虑,通过集中优化算法得到最优结果。该方案主要问题是:缺乏灵活性和互操作能力;算法复杂、实时性较差,不适合时间敏感度高的业务;集中控制节点信息交互频繁,可能造成处理延时。

2.分布式控制方案

分布式控制模式下,传送网通过扩展控制平面协议以实现分布式传输控制(见图1),包括分布式路由和分布式信令方案两种不同的解决思路。

在分布式路由方案中,传送网为了收集和传送各链路物理参数信息及流量工程(TE)属性,需要对当前GMPLS路由协议(如OSPF-TE)做一些扩展。因此,每个控制平面节点(CPE)都构建一个全局的网络信息数据库(NID)。当连接请求到达源节点时,RWA根据自己的NID和连接请求中的约束条件计算出符合端到端光信号质量的路由,然后把路由信息提交给GMPLS信令协议(如RSVP-TE),由信令完成建路过程。当信号质量不符合要求时,性能监测模块告知控制平面,由控制平面节点重新计算应调整的物理参数,并通过信令分发给传输设备。分布式路由方案优点是各节点都了解全网的情况,在建路之前,扩展的路由模块可以优化选路,并计算物理参数,然后由信令模块完成建路过程。然而,这种方案也有本身的局限性,由于每个节点都要得知全网的情况,只要全网状态有改变,就必须通过泛洪信息通知全网,不仅占用大量网络资源,还会存在更新延时,使各节点无法保持同步,当网络状态变化频繁时将影响整体性能。

在分布式信令方式中,传送网通过信令扩展可在光路建立流程中实现光信号质量的在线动态估计和物理参数调整。在这种方式下,当前的路由协议不需要做改动,各节点只需存有本地信息数据库(LID)。GMPLS信令协议里引入包含网络物理传输参数的对象,当收到建路请求时,源节点进行源路由计算,然后由信令从源节点到目的节点收集各节点和相关链路、可调器件的物理参数;目的端引入光路评估模块,结合物理参数对光路的性能进行评估;如果计算出的传输损伤没有超过可容忍范围,节点建立连接同时回送响应消息至源节点;回送过程中,按照光路评估结果对传输设备进行重新设置。分布式信令方式并不需要任何链路物理参数信息的全局泛洪,它只是在建路消息中收集所经各节点与链路的物理参数信息,由目的节点的路由评估模块来做判断和计算。分布式信令方式的主要优点是可以节省网络资源,避免了通信同步的问题。但其本身也有一定缺点,由于在源节点的路由计算并没有考虑传输过程中的物理损伤,该方案所得到的不是最优路由,建路请求在目的节点判断时可能被拒绝,从而增加建路时延。
 

   来源:中国联通网站
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