智能光网络的业务特征和业务构架

基金项目：国家自然科学基金(60302026)

      业务对于运营商的发展至关重要，在电信网由技术驱动向业务驱动演进的今天，能否以新颖的业务满足客户需求已经成为市场竞争成败的关键。

      长期以来，光网络一直扮演底层传输的角色，承载着话音、数据等各种类型的业务。随着用户需求内容的扩大和网络智能手段的发展，传送网也成为业务网的一部分，在光层直接提供宽带(波长以上)、优质(业务分级)、动态(按需带宽)、灵活(自动交换)、可控(协议智能)的新型业务成为目前光网络发展的必然趋势。本文从多个角度归纳总结了智能光网络的业务特征，并阐述业务提供构架的不同解决方案。

1 智能光网络的业务特征

1.1 典型的业务分类
      智能光网络的出现对于传送网发展有着深远的影响，而自动交换光网络(ASON)技术是智能光网络的主要代表。ASON网络大大缩短了业务的响应时间，显著提高了资源的利用效率，提供业务的种类更加丰富、功能也更加强大。目前智能光网络的典型业务特征如图1所示[1]。

1.2 新的业务模式及特点
      光网络的最大优势是能够直接在光层提供端到端的、波长粒度的宽带业务，ASON的智能性使得光网络的上述优势得到最大程度的发挥。在智能光交换环境下，丰富的控制功能显著增强了业务的生成、管理与维护能力，促使光网络形成特色鲜明、功能新颖的各种新业务，很好地适应了未来的发展趋势。主要的新业务模式包括：

      (1)带宽贸易
      视波长为可交易的带宽资源，首先由运营商将其出租给经营商，再以同步数字体系(SDH)或者包交换形式把带宽分销给客户/零售商的新业务类型。表现为带宽批发、带宽出租等多种形式。

      (2)带宽按需分配
      带宽按需分配(BoD)是一种可根据用户要求直接对所分配的连接带宽容量进行实时、动态无损调整的新业务类型。该业务适合于具有高突发性和不确定性的应用需求。具体分为按呼叫提供带宽、按时间表提供带宽和按客户流量变化自动分配带宽3类情形。

      (3)光虚拟专用网
      光虚拟专用网(OVPN)是一种运行于多个被管理的公共波长之上、可动态组织传送资源构成层一虚拟化专用网络(L1VPN)的新业务类型。它是传统虚拟专用网(VPN)技术向光域延伸的结果。同时，为众多新型应用的开展提供优良的光带宽网络环境。

      (4)增强专线服务
      增强专线服务(PBS)是一种符合光层服务等级约定(O-SLA)的多等级、增强型专线服务。运营商根据双方的O-SLA要求向用户提供区分服务可用率、误码率、时延等指标的端到端专线连接，并相应向用户收取不同费用。

      针对这些丰富多样的光网络新业务，可以从带宽可变度、连接建立的自动化程度、用户感知/控制度等多个方面进一步理解其服务特征[2]。如图2所示，带宽可变度反映了下一代光网络多粒度的特征，自由可变的带宽提供方式可节省用户的资金；连接建立的自动化程度反映了下一代光网络动态的特征，自动化带来了快速的业务提供；用户感知/控制自由度反映了下一代光网络面向用户的特征，针对用户提出的差异化、个性化要求，下一代光网络在提供给用户网络监视能力的同时，还给予用户一定的管理控制能力。总之，正是多种维度的变化，刺激了新业务的产生。

1.3 业务功能的组合
      未来光网络所承载的应用类型复杂多样、特性迥异，如网格应用、流媒体通信等。它们对传送资源的需求各不相同，并且每类业务又可能包含一系列的子业务，都要求光网络给出相应的解决方案。由于业务功能及层次的复杂性，有些业务的实现需要调用其他业务或者由其他业务构成。为了更明晰地表达业务之间的关系，我们可以将业务分为低阶业务和高阶业务。低阶业务是一些可重复利用的功能模块，代表基本的业务属性；高阶业务可以映射为低阶业务的逻辑组合。

      结合业务平面概念，图3表示出一种智能光网络业务功能的组合方案。部分业务的定义参考了全球网格论坛的网格高性能网络研究组相关草案[3]。其中，网络连接业务包括检验远端网元是否可达的可达性业务以及连接建立业务；网络监测业务负责故障和性能监测，它又包括网络监测进度业务、网络监测协商业务以及网络监测预测业务等；网络信息业务相应网络监测结果或者历史数据的查询；网络费用估算业务依据查询的要求估算两个或多个网络节点之间的通信质量。

2 智能光网络的业务构架
      拥有先进的网络控制和增强的管理手段，是智能光网络得天独厚的优势，也是其开展新业务应用的基础条件。只有依托智能化的控制平台、综合化的管理系统，才能够充分挖掘光网络的带宽潜力，直接由光域生成各类新型业务，满足多样化、个性化的用户需求。下面分别从基于管理和扩展业务平面功能的两个角度进行分析。

2.1 基于管理的业务提供方案
      目前，集中式的网络管理结构已经成为运营商的主要管理结构。从网络运营的角度来看，同样需要建立一个集中式的业务管理平台，主要针对各类新业务提供业务生成、策略服务和权限管理。在未来光网络中，面向网络与面向业务的两个集中管理平台，给出了3种新业务管理的实现方案[2]，它们的区别就在于上述业务管理平台和网络管理平台的连接关系不同。

      (1)业务和网络管理平台的分离方案
      业务管理平台和网络管理平台的功能完全独立。前者负责提供对新业务的策略服务，后者负责光网络基本连接类型的管理。客户网管系统(CNM)向光网络的业务管理平台提出新业务申请，业务平台执行对该申请的解释功能并将其转化为一组基本连接业务的请求，由客户设备接口直接或者以业务管理平台作为用户网络接口-客户侧(UNI-C)代理，向光网络提出连接服务申请。该方案支持交换式连接(SC)方式。与新业务管理相关的功能都集中在业务管理平台，网络管理平台只是负责连接配置与维护等。

      (2)业务和网络管理平台的互通方案
      业务管理平台和网络管理平台之间提供接口互通。和前一方案的区别在于，新业务的生成策略及对基本连接的功能需求可以直接由业务管理平台传达给网络管理平台，由后者以永久连接(PC)或者软永久连接(SPC)的方式提供连接给客户。这样降低了对客户端设备的功能要求。

      (3)业务和网络管理平台的集成方案
      业务管理平台和网络管理平台实现功能的集成。在集成方案下形成统一的业务/网络管理平台，既负责新业务管理又负责基本连接业务管理，与新业务相关的管理信息可以迅速在业务平台和网管平台之间交互，并可支持PC、SC和SPC等多种方式的应用。

2.2 基于业务平面的业务提供方案
      基于业务平面的业务提供方案能够灵活处理更为复杂的业务逻辑，实现快速的业务提供能力，是智能光网络的重要发展方向之一[4-5]。ASON框架本身缺少业务扩展的功能，引入新业务往往意味着需要增加新的设备或者提出新的解决方案，必然会对网络的整体规划与维护管理带来许多不便的影响。

      如图4所示，参照ITU-T在Q.1200系列建议中描述的智能网概念模型(INCM)，本文扩展了基于G.8080的ASON网络构架，增加了业务平面及相应接口。通过业务平面，可以实现业务交换与业务控制相分离和业务生成独立于业务运行环境。业务交换与业务控制相分离改变了由交换系统提供不同新增业务的传统方式，交换系统将只负责交换和接入功能，不会为新业务的引入做任何改动，从而实现了业务由业务平面统一提供。业务生成独立于智能光网络的业务运行环境使得业务的提供不依赖于业务平面相关设备的供应商，独立的业务运行环境为业务的快速提供奠定了基础。具体增加的接口功能包括：用户业务接口(USI)，USI是用户网络和业务平面的接口；业务网络接口(SNI)，SNI是业务平面与网络的接口；网管X接口，X接口提供管理平面对业务平面的管理功能。

3 结束语
      业务问题以及围绕业务提供的各种解决方案，是研究未来智能光网络发展的主要课题。本论文从多个角度分析了智能光网络的业务特征，提出和比较了基于管理和基于扩展业务平面功能的两类业务构架实现方案。基于业务平面的业务提供方案能够灵活处理更为复杂的业务逻辑，实现快速的业务提供能力。

4 参考文献
[1] 张成良．ASON网络业务及要求 [J]．电信科学, 2003,19(8):26-28.
[2] 张杰, 黄善国, 等．光网络新业务与支撑技术 [M]．北京: 北京邮电大学出版社, 2005.
[3] Global Grid Forum. Grid network services [EB/OL]. [2004-02-12]. http://www.cnaf.infn.it/~ferrari/ghpn/ draft-ggf-ghpn-netservices-1.0.pdf.
[4] 王加莹, 赵继军, 刘赛．自适应光传送网[J]．光通信技术, 2005,29(7):4-7.
[5] 李健, 王加莹, 张杰, 等．自适应光网络的研究 [J]．电信科学, 2006,22(5):53-57.

收稿日期：2006-09-24

[摘要] 在光网络上直接提供宽带、优质、动态、灵活、可控的新型传送业务是智能光网络未来发展的重要方向之一。依托智能化的控制平台、综合化的管理系统，能够充分挖掘光网络的带宽潜力，直接由光域生成各类新型业务，满足多样化、个性化的用户需求。有两类业务提供构架：基于管理的业务提供方案和基于扩展业务平面的业务提供方案。基于业务平面的业务提供方案是智能光网络的重要发展方向之一。

[关键词] 智能光网络；业务特征；业务提供；业务构架

[Abstract] It is the main development trend for intelligent optical networks to provide broadband, quality, dynamic, flexible, and controllable new types of transfer services directly in optical networks. Based on the intelligent control platform and integrated management system, the bandwidth potential of optical networks can be fully utilized and various new services can be generated directly in the optical domain, thus meeting diversified and customized user demands. There are two types of service provision schemes: one is based on management and the other is based on extended service plane. And the latter represents the trend of intelligent optical networks.

[Keywords] intelligent optical network; service characteristic; service provision; service architecture