波分复用技术与智能光网络的发展
掺铒光纤放大器（ＥＤＦＡ）等光子技术的发展和实用化，为波分复用（ＷＤＭ）设备迅速走向实用并蓬勃发展提供了条件。ＷＤＭ技术又为提高网元设备的容量和性能开创了新的发展空间（光域）随即引来了持续高涨的光网络的热潮。现在，受互联网等数据通信业务的推动光网络的发展正在并将继续不断地促进ＷＤＭ系统的发展。
智能光网络是基于分布式管理、网状拓扑结构的光交换系统。智能光网络通过标准的ＭＰＬＳ 协议，为服务层网络建立光路，并实现对光路的快速保护。由太／吉比特级高速路由交换机、高速ＡＴＭ交换机、传统的ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ网络构成的服务网络，其智能交换设备亦可通过ＣＲ－ＬＤＰ或ＲＳＶＰ自动申请在智能光网络内建立通道。
１．光网络的发展
近年来，在市场和网络建设的驱动下，以ＷＤＭ为基础的光层组网技术和以ＩＰ软件为基础的网络智能化技术迅速发展并结合，相继形成了智能光网络（ＩＯＮ）和自动交换光网络（ＡＳＯＮ）的概念。这两个概念的含义相同，即：光传送网＋智能化。它们的着眼点都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终点到终点服务的智能网。
２．ＷＤＭ设备的发展
ＷＤＭ设备的发展可分为三个阶段：虚光纤、ＯＡＤＭ／ＯＸＣ、光分组（Ｐａｃｋｅｔ设备。这三个阶段的ＷＤＭ设备在智能和带宽利用率上依次同步提升。由于光器件能力的限制，光分组交换暂时还只在实验室探索。目前市场上多数ＷＤＭ设备处于上述的中期起始阶段，仅个别厂商能提供具有智能的ＯＡＤＭ／ＯＸＣ设备，多数还不能直接在光层上提供服务。
光网络逐步向城域网、接入网扩展后，对其组网的伸缩性、坚固性、灵活性和总成本的要求会越来越高。除了相应的硬件外，这几方面都需要通过引入智能来加强网络管理和控制。据统计，世界上７５％的信息量是在全球１００多个大城市之间的流通。所以不能忽视发展用于城域网（ＭＡＮ）ＷＤＭ设备。在未来的网络中，城域网（ＭＡＮ）和接入网将对经济地递送宽带业务起关键的作用。ＭＡＮ服务提供商会面对许多挑战：首先，ＭＡＮ要为多种用户提供连接，因此用于ＭＡＮ的ＷＤＭ设备需要支持多种业务（ＩＰ，ＡＴＭ，帧中继，以太网和ＳＤＨ等）。而且，各个用户对容量和ＱｏＳ会有不同的要求；其次，ＭＡＮ须具有能以各种颗粒等级进行带宽配置的能力；第三，新业务带来的新要求。例如，新近提出的"波长点配"（Ｌａｍｂｄａ ｏｎ Ｄｅｍａｎｄ，"带宽贸易"（Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ｔｒａｄｉｎｇ业务。为了应对这些要求，城域ＷＤＭ设备的设计就必须考虑到诸如：光层的重构性、ＩＰ ｏｖｅｒ ＷＤＭ、信号和路由、网状网结构及其保护恢复、ＱｏＳ管理等。
３．网络运营者的期盼
ＷＤＭ系统实用化以来，ＷＤＭ及光网络的发展前景一直吸引着全球众多的研究、开发、制造和网络运营商的广泛投入，人们都要在此热点行业中争先。２００１年美国光纤通信会议（ＯＦＣ）上报告的ＷＤＭ传输实验系统的最高数据达１０．９２ Ｔｂｉｔ／ｓ。然而，ＷＤＭ设备的应用者，即网络业务运营商，对这类"记录"并没欢呼，相反，象ＡＴ＆Ｔ这样的大运营商也担心，这些"更高、更远、更多"的叫喊声会使其在选择新的ＤＷＤＭ设备时迷失方向。运营商所期盼的是如何"快速、智能和模块式地提高其服务能力″，创造能满足其客户业务需求并能增加收入的新业务。显然，这些是发展ＷＤＭ系统时所必须注意的。对于开发具体的ＷＤＭ设备来说，标准化、软件和直接的业务接口将是十分重要而且十分有价值的。未来的网络服务远不只是一个更大的波长管道，在光联网技术将智能的波长交换功能引入到网内时，网元之间的接口就必须标准化。经验还表明，开发新硬件的同时还应重视软件对它们的控制和管理。ＤＷＤＭ设备为最终用户提供直接的服务接口将有助于运营商快速有效地将光纤的带宽变成收入。所以，着力开发对运营商有实效的产品，致力于为运营商提供可以创造和递送新业务的平台和手段将光网络中潜在的原始容量变成可为运营商增值的带宽这才是网络运营商所期求的。
４．Ｓｙｃａｍｏｒｅ公司和智能光网络
Ｓｙｃａｍｏｒｅ公司专注于发展适用于端到端的智能光网络的传输平台、交换平台和管理软件和路由协议。Ｓｙｃａｍｏｒｅ的智能光网络以软件为核心，在考虑到传统传输网的局限性时保持了对其的下行兼容性。
（１）智能光网络的要素和Ｓｙｃａｍｏｒｅ的产品系列
智能光网络由传输平台、交换平台、网络互联智能和网络管理系统四个要素构成，在点到点的ＤＷＤＭ系统上提供波长，而光路则是从源点到终点的一条光路，由一个或几个波长组成。随着网内光路的增多，交换设备被引入用来解决网络扩展性问题。交换平台将环形或线性拓扑变为网状拓扑，提供源点到终点光路的优化路由，并在线路发生故障时进行快速迂回，同时并不需要保留相当比例的带宽用于保护。
为了实现智能光网络的智能，需要尖端的网络设备互联协议。智能互联系统基于分布式控制原理，将控制功能模块内嵌到每个网元中。各个网元间能实时、动态地交换相关路由和节点信息。每个网元可从动态路由协议中了解到整个网络的拓扑结构。用户光路路由的建立基于标准的信令，可实现不同厂商间的互通。
Ｓｙｃａｍｏｒｅ ＳＮ８０００和ＳＮ１００００是先进的ＤＷＤＭ系统，在Ｓｙｃａｍｏｒｅ光智能网中属于传输平台。其特点是传输距离超长、带宽超宽，综合了ＤＷＤＭ和ＳＤＨ的功能，可直接提供ＳＴＭ－１接口。ＳＮ８０００／１００００可以完成４０个波 ４００ Ｇｂｉｔ／ｓ、４０００公里全光传输，或者１６０个波１．６Ｔｂｉｔ／ｓ 、８００公里全光传输。ＳＮ１６０００是交换平台，可完成５１２ Ｘ ５１２个波长交换。
Ｓｙｃａｍｏｒｅ系列光智能网产品支持ＯＳＰＦ动态路由协议，网元具有智能性，光路的建立采用标准的ＭＰＬＳ ＣＲ－ＬＤＰ协议。
（２）Ｓｙｃａｍｏｒｅ的Ｓｏｆｔ－Ｏｐｔｉｃｓ智能软件包
Ｈａｒｄ－ｏｐｔｉｃｓ是光器件硬件技术，诸如光放大器和激光器，它使光纤能提供高带宽和长距离传输。Ｓｏｆｔ－ｏｐｔｉｃｓ是智能软件包，通过有效控制各个节点和光路来提供增值服务。智能光网络采用了 “Ｈａｒｄ－Ｏｐｔｉｃｓ” 和“Ｓｏｆｔ－Ｏｐｔｉｃｓ” 核心技术。从功能上划分，Ｓｏｆｔ－Ｏｐｔｉｃｓ由光器件驱动、系统Ｓｏｆｔ－Ｏｐｔｉｃｓ、路由Ｓｏｆｔ－Ｏｐｔｉｃｓ、ＮＭＳ Ｓｏｆｔ－Ｏｐｔｉｃｓ四个主要部分组成：光器件驱动是低等级的软件／固件模块，用于控制相关的光器件并提取相关数据供系统Ｓｏｆｔ－Ｏｐｔｉｃｓ分析；系统Ｓｏｆｔ－Ｏｐｔｉｃｓ负责收集和分析光路完整状态和性能监视数据；路由Ｓｏｆｔ－Ｏｐｔｉｃｓ负责向路由软件提供光通路的相关参数，包括通道类型、ＦＥＣ、传送格式等，这些参数被路由软件用来进行路由计算；ＮＭＳ Ｓｏｆｔ－Ｏｐｔｉｃｓ负责端到端的性能监视和报告、故障分析、光器件运行状态检测等。ＮＭＳ可根据这些信息管理网络。
（３）ＳＩＬＶＸ光网络管理系统－ＮＭＳ ｓｏｆｔ－ｏｐｔｉｃｓ
Ｓｉｌｖｘ ＯＮＭＳ用来管理Ｓｙｃａｍｏｒｅ系列的智能光网络产品，并可管理第三方产品，是一个创新的、分布式的网管系统，由ＳｉｌｖｘＭａｎａｇｅｒ和ＳｉｌｖｘＳｏｕｒｃｅ组成，如图２所示。Ｓｌｉｖｘ与传统的集中式管理的传输网管理系统有本质的区别。
ＳｉｌｖｘＳｏｕｒｃｅ贮存在网元上，网元内软件体系结构是ｃｌｉｅｎｔ－ｓｅｒｖｅｒ型。Ｓｙｃａｍｏｒｅ智能光网络节点的每个板卡上运行客户端软件，节点控制卡Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ ＣａｒｄＯＣＣ运行服务端软件。
ＳｌｉｖｘＳｏｕｒｃｅ负责向板卡发送指令、存储元数据、和ＳｉｌｖｘＭａｎａｇｅｒ通信、与其他网元交换信息等。ＳｌｉｖｘＳｏｕｒｃｅ具有ＴＬ１，ＨＴＭＬ，ＳＮＭＰ接口。ＳｌｉｖｘＳｏｕｒｃｅ使网元具有了智能性，每个网元实时掌握着整个网络的拓扑结构和相关链路状态。
Ｓｉｌｖｘ网管系统提供基于Ｗｅｂ的、鼠标点击的图形界面，支持多等级的线路保护。例如１＋１、 １１、动态迂回等。传统网管需要数天完成的配置在Ｓｉｌｖｘ仅需数分钟完成。 将来光网络的服务范围不仅仅限于带宽服务，还包括灵活的按需服务和服务质量等级。Ｓｉｌｖｘ的ＣＮＭ功能使用户可以通过客户端的网管观看自己租用的线路的情况。
（４）ＯＳＰＦ光路由协议－路由Ｓｏｆｔ－ｏｐｔｉｃｓ Ｓｙｃａｍｏｒｅ智能光网络系统的传输设备、交换设备使用基于ＩＰ的、标准的链路状态路由协议和ＭＰＬＳ相结合来决定如何优化配置光路和如何选择路径传送网络管理信息。Ｓｙｃａｍｏｒｅ的每个网元具有路由表和标记交换表。
链路状态路由协议是一种分布式的、同步的数据库。这个数据库通过计算管理路径和业务线路路径，具有一张描述整个网络的拓扑图。ＯＳＰＦＯｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ利用Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法计算两个网络节点间最有效的路径，是一种链路状态协议。
Ｓｙｃａｍｏｒｅ每个节点的路由表中存有各个节点的路由走向。为了减少广播信息和加速路由表的收敛和同步，每个节点仅掌握与邻节点间的链路状态，定期向邻节点发出握手Ｈｅｌｌｏ信息以判断链路状态。当链路发生中断或新增加链路时，网元向所有网络节点发出事件广播。各个节点收到信息后，重新计算各个节点可达性的最佳路由，进行路由表的更新。为了能减少节点间广播信息，管理更多的网元，Ｓｙｃａｍｏｒｅ支持多ＯＳＰＦ域。
（５）ＭＰＬＳ ＣＲ－ＬＤＰ协议－信令Ｓｏｆｔ－ｏｐｔｉｃｓ
在智能光网络中，每个网元的动态路由表掌握着网元的可达性和最佳路由。用户光路的建立通过标准的ＭＰＬＳ信令协议进行，这就是ＣＲ－ＬＤＰ。
使用受限路由－标记分配协议建立具有清晰路由的标记交换通道。例如，如果在Ａ和Ｄ之间为用户建立一条光路。智能光网络的边缘交换机Ａ从动态路由表中知道到达终点的最佳可达路由＜Ｂ、Ｃ、Ｄ＞。Ａ随即向Ｂ发出ＬＳＰ的申请消息，这个消息中有详细的通道参数描述ＴＬＶ，诸如承诺速率、峰值速率、突发速率、峰值速率使用频率等。Ｂ随即向Ｃ申请，Ｃ向Ｄ申请。Ｄ产生标记映射消息，依次回传直至Ａ。在光网络内为用户建立一条标记通道，这条通道上有严格ＱｏＳ和带宽定义。 (美国光桥科技有限公司 陈云志 成煊)
