1、光傳送網的發展進程

90年代初大家談得較多的是全光網(AON)，但后來人們逐漸發現實現全光的處理非常困難。首先是放大、整形、時鐘提取、波長變換等在電域很容易實現的功能在光域實現卻十分困難，有些雖然經過復雜的技術可以實現，但效果并不理想，且成本高昂。如波長變換，在電域利用光/電/光變換(O/E/O)很容易實現，但是在光域則必須采用半導體放大器，且消光比還不十分理想，可變換的波長范圍也受限，不可能像電域那樣在一個極寬的范圍內進行變換。另外全光網的管理和維護信息處理也是一個重要問題，無法在光域上增加開銷對信號進行監視，管理和維護還必須依靠電信號進行。因此全光網出現了一些挫折，不能組成全球性/全國性的大網以實現全網內的波長調度和傳輸，而僅能組成一個有限區域的子網，在子網內透明傳輸和處理。子網之間的互連通過3R 電再生處理。子網的大小可以改變，隨著光通信的發展子網可以擴大。

1998年，ITU-T 提出光傳送網(OTN)的概念取代過去全光網的概念。從OTN功能上看，OTN的一個重要出發點是子網內全光透明，而在子網邊界處采用O/E/O技術(這與目前WDM 系統有著很大的區別，WDM 系統只采用線路系統傳輸技術，不涉及組網技術)。OTN在光域內可以實現業務信號的傳送、復用、路由選擇、監控，并保證其性能指標和生存性。于是ITU-T開始提出一系列的建議，以覆蓋光傳送網的各個方面。由于OTN 是作為網絡技術來開發的，許多SDH傳送網的功能和體系原理都可以仿效，包括幀結構、功能模型、網絡管理、信息模型、性能要求、物理層接口等系列建議。應該說2000年之前，OTN 標準化基本采用了與SDH 相同的思路，以G.872光網絡分層結構為基礎，分別從物理口、節點接口等幾方面定義了OTN。

2000年以后，由于自動交換傳送網絡(ASTN)的出現，OTN的標準化發生了重大變化。標準中增加了許多智能控制的內容，例如自動路由發現、分布式呼叫連接管理等被引入了控制平面，以利用獨立的控制平面來實施動態配置連接管理網絡。另外，對G.872也作了比較大的修正，針對自動交換光網絡(ASON)引入的新情況，對一些建議進行了修改。涉及物理層的部分基本沒有變化，例如物理層接口、光網絡性能和安全要求、功能模型等。涉及G.709光網絡節點接口幀結構的部分也沒有變化。變化大的部分主要是分層結構、網絡管理。另外引入了一大批新建議，特別是控制層面(Control Plane)的建議。

下面將討論OTN 標準化的情況。考慮到ASTN的引入對于OTN 標準化的重大影響，本文將OTN 標準化內容分為兩個部分：一部分是2000年前開始標準化的建議，后來由于ASTN 的出現，ITU對這部分建議的內容進行了一些修改；另一部分則是與ASTN 有關的建議，這部分建議ITU正在進行標準化，其他標準化組織，例如因特網工程任務組(IETF)、光互聯網論壇(OIF)，也在進行類似建議的標準化，只是側重點不同。

2、2000年以前ITU-T開發的光傳送網建議

2000年以前ITU-T開發的光傳送網建議如下：

(1)G.871建議

G.871建議定義了光傳送網框架結構。其目的是為了協調ITU內對OTN建議的開發活動，以使開發的建議包含OTN的各個方面和保證一致性。該建議提供了用于高層特性定義的參考、OTN各個方面相關建議的說明及相互關系、開發OTN建議的工作計劃等。該建議為滾動型的，主要介紹光傳送網標準化進程，沒有一個穩定文本，建議實時地根據標準化狀態而更新。

(2)G.872建議

G.872建議定義了光傳送網結構。其基于G.805的分層方法描述了OTN的功能結構，規范了光傳送網的分層結構、特征信息、客戶/服務層之間的關聯、網絡拓撲和分層網絡功能，包括光信號傳輸、復用、選路、監控、性能評估和網絡生存性等。G.872建議只限定于支持數字信號。

(3)G.8251和Gotnperf

光傳送網網絡性能要求被分割為兩個建議：G.8251和Gotnperf進行規范。G.8251定義了OTN NNI的抖動和漂移要求，其根據G.709定義的比特率和幀結構來確定，定義了抖動轉移函數、抖動容限和網絡抖動參數，而G.825面向的只是SDH 速率；Gotnperf定義誤碼和可靠性指標，目前正在開發中。

(4)G.874建議

G.874建議定義了OTN的一層或多層網絡傳送功能中的OTN網元的管理。光層網絡的管理應與客戶層網絡分離，使其可以使用與客戶層網絡不同的某些管理方法。G.874建議描述了網元管理層(EML)操作系統和光網元中的光設備管理功能之間的管理網絡組織模型，內容包括計費、故障、配置、性能和安全管理，還描述了網元層(NEL)操作系統之間和NEL操作系統與NEL之間通信的管理網絡組織模型。

(5)G.8741建議

G.8741建議定義了光傳送網網元信息模型。建議描述了光傳送網管理網元的信息模型。該模型包括被管理的對象等級和它們的特征，這些特征可以用來描述按照M3010 TMN進行交換的信息。與協議無關的管理信息模型可以作為專用協議管理信息模型的基礎，例如CMISE (Common Management Information Service Element)、CORBA(Common Object Request Broker Architecture)和簡單網管協議(SNMP)信息模型，具體方法是根據專用協議信息模型設計。

(6)G.709建議

G.709 建議定義了光網絡的網絡節點接口。建議規范了光傳送網的光網絡節點接口，保證了光傳送網的互連互通，支持不同類型的客戶信號。建議主要定義光傳送模塊n(OTM-n)及其結構，采用了“數字封包”技術定義各種開銷功能、映射方法和客戶信號復用方法。通過定義幀結構開銷，可以實施光通路層功能，例如保護、選路性能監測等；通過確定各種業務信號到光網絡層的映射方法，實現光網絡層面的互聯互通，因為未來的光網絡工作在多運營商環境下，并不僅僅是各業務客戶信號接口的互通。

(7)G.798建議

G.798 建議采用G.806規定的傳輸設備的分析方法，對基于G.872規定的光傳送網結構和基于G.709規定的光傳送網網絡節點接口的傳輸網絡設備進行分析。其功能描述是總體性的、不涉及物理功能的具體分配。與功能塊相關的信息流輸入/輸出主要是為了定義功能塊，是一種概念、而不是物理實體。定義的功能適用于光傳送網用戶網絡接口(UNI)和網絡節點接口(NNI)，也可應用在光子網接口或與光技術相關的接口。

(8)G.959.1建議

G.959.1建議定義了光網絡物理層接口和要求。其采用WDM技術的pre-OTN物理網絡接口，在該情況下不要求OTN網管功能。建議適用于基于G.709接口的光傳送網-域間接口(OTN-IrDI)，主要目的是實現兩個管理域之間接口的橫向兼容性，規范包括不使用線路放大器的局內系統、短距系統和長距系統。

(9)G.664建議

G.664建議定義了光傳送網安全要求。它規定了光網絡中光接口在安全工作狀態下的技術要求，包括傳統SDH系統、WDM系統和光傳送網。建議還規范了光接口自動激光關斷(ALS)和自動功率降低(APR)等光安全進程，確保在光通道上出現故障時激光器功率降到合適的安全功率以下。目前由于喇曼放大器的出現，正對該建議進行進一步修改。

(10)G.671建議

G.671建議定義了光器件和光子系統性能要求。其規范在長途網和接入網中與傳送技術相關的所有類型的光器件特性，涵蓋各種類型的光纖器件。建議定義在所有工作狀態下光器件的傳輸性能，確認各種光器件(主要有寬帶WDM器件、窄帶WDM器件、衰耗器、分路器件、濾光器、隔離器、終端設備、光開關、無源色散補償器、連接器、光接頭、可調濾波器和OADM子系統等)的參數，定義各種系統應用下的相關參數值。

(11)G.7710/Y.1701建議

G.7710/Y.1701建議定義了通用設備管理功能要求。該建議定義的單元管理功能(EMF)對網絡中各種復用傳送技術是通用的，與具體實現技術無關，這些功能包括日期和時間、故障管理、配置管理和性能管理(暫未包括計費管理和安全管理)。網絡中的網元不一定全部支持和具備這些功能，其支持程度應根據該網元在網絡中的位置與連接功能來確定。

(12)G.7042建議

G.7042建議定義了虛級聯信號的自動容量調整。該建議定義的鏈路容量調整(LCAS)方案，采用虛級聯技術用來增加或減少SDH/OTN網絡中的容量。如果網絡中一個單元出現失效(級聯中的某一個VC)，可以自動減少容量。當網絡修復完成后，可以自動增加容量。

(13)G.gps建議

G.gps建議定義了通用保護倒換。建議適用于SDH/ATM/OTN的線性保護倒換，而環保護和雙節點子網保護在其他建議中定義。目前準備將G.gps分為G.gps.1和G.gps.2兩個建議，其中G.gps.1為線性路徑和子網連接保護，G.gps.2為環形網保護。

3、ITU-T與ASTN相關的光傳送網建議

2000年，對于OTN發展是一個重要轉折，由于自動交換光網絡的發展使OTN標準化進程改變了方向，從單純模仿SDH 標準化向智能ASTN標準化方向發展，其中的重點又是控制平面及其相關方面的標準化。

作為國際標準化組織，ITU-T主要從網絡的框架結構方面提出要求，定義了自動交換光網絡體系結構。同時參照其他標準化組織的成果，開始對分布式呼叫和管理(DCM)、選路協議、信令等進行規范。ITU-T開發的與ASTN有關的光傳送網建議如下：

(1)G.807(G.astn)

G.807(G.astn)定義了自動交換傳送網要求，描述了ASTN控制平面的網絡級要求。為了跨越傳送網建立和釋放連接，ASTN提供了一套控制功能，在光通路層可以實現自動交換光網絡，使得光網絡具備靈活的業務工程設計能力。ASTN控制平面的主要功能是信令功能，具有建立、刪除、維護端到端連接以及選擇最合適路徑的能力。

(2)G.8080(G.ason)

G.8080(G.ason)建議定義了自動交換光網絡結構。建議提出并描述了自動交換光網絡(ASON)的結構特征和要求，不僅適合于G.803定義的SDH，也適用于G.872定義的光傳送網。建議描述了控制平面的組成單元，這些單元可以通過對傳輸資源的處理來建立、維護、釋放連接。同時將呼叫控制與連接控制分開，選路和信令分開，其組成單元是抽象的實體，而不是實施軟件。

(3)G.7712/Y.1703(G.dcn)

G.7712/Y.1703(G.dcn)定義了數據通信網的體系結構與規范。該建議涉及TMN的分布式管理通信，ASTN網的分布式信令通信，以及包括公務、語音通信和軟件下載在內的其他分布式通信方式。數據通信網(DCN)的結構可以單獨采用IP、OSI或者兩者的結合，其間的互連互通應符合相關規定。DCN支持各種應用，包括TMN要求數據傳輸網來傳輸TMN單元之間的管理信息，ASTN要求組成信令傳輸網來傳送ASTN單元之間的信令信息。G.7712 定義的數據通信功能可以支持多個應用。目前定義的數據通信功能只能支持無連接業務，將來可能支持面向連接業務，以滿足在透明方式下網絡失效時提供快速恢復的需求。

(4)G.7713/Y.1704(G.dcm)

G.7713/Y.1704(G.dcm)定義了分布式呼叫和連接管理。G.807/G.8080定義采用控制平面建立光業務動態光網絡的結構和要求，而G.7713確立了ASON控制層面中協議方式的信令進程的具體要求。該建議定義了ASTN的信令方面，適用于用戶網絡接口(UNI)和網絡節點接口(NNI)之間的連接管理。包括呼叫控制信令(如呼叫建立與釋放)、連接控制和鏈路資源管理信令的要求及格式。但是，這種呼叫僅限于單向連接，包括屬性參數指標、消息參數指標、信號流程、DCM狀態圖，以及DCM的管理。建議沒有定義多方向連接的路由迂回機制、相關參數路由發現和路由尋址等。DCM的信息傳送要通過DCN，一種可能的建議是G.7712/Y.1703(G.dcn)，這反映其折衷處理的思路。關于DCM機制的問題，可以通過人工和自動兩種方式實現，要求對網絡資源有較充分的了解。關于自動發現網絡拓撲和資源的問題，在G.7714/Y.1705(G.disc)中進行規范了。

(5)G.7713.1

G.7713.1基于私有網絡間接口(PNNI)分布式呼叫和管理。該建議提供了基于PNNI/Q.2931分布式呼叫和控制DCM 協議規范，只支持軟永久連接(SPC)，將來的版本可能支持交換連接(SC)。該建議并不包括選路或自動發現，其中的PNNI 除采用ATM外，也可采用IP方式進行傳輸。

(6)G.7713.2

G.7713.2采用GMPLS RSVP-TE的DCM信令。該建議包含了與ASTN相關信令方面的內容，特別是GMPLS RSVP-TE，集中在UNI和E-NNI接口規范，這些協議規范還適用于I-NNI，支持SPC業務，也支持運營者內部的SC業務，但是并不包括名字翻譯/地址業務和呼叫能力設置等，也不包括選路和自動發現。

(7)G.7713.3

G.7713.3采用GMPLS CR-LDP的DCM信令，用受限的路由標簽分發協議CR-LDP來實現分布式呼叫和連接管理DCM的信令機制。CR-LDP是MPLS框架下的協議，在Y.1310中作為IP在ATM傳輸的手段。擴展MPLS包括TDM交換和傳送、光復用等級，稱之為GMPLS。G.7713.3建議描述了在ASON框架內采用GMPLS CR-LDP協議實現DCM的示例，包括采用CR-LDP作為基本呼叫/連接進程、信息、各種參考點信令，而選路、DCN用法、自動發現則不在建議定義中。該建議開始支持SPC業務，對支持SC業務的協議也進行了定義。

(8)G.7714/Y.1705(G.disc)

G.7714/Y.1705(G.disc)建議定義了ASTN/ASON中的自動發現技術，其目的在于幫助進行網絡資源管理和選路。但建議中并未定義自動交換傳送網中連接的建立和拆除操作，以及連接的路由等。建議中引入了兩個新的重要概念，即“層鄰接(Layer Adjacency)發現”和“物理介質鄰接(Physical Media Adjacency)發現”，它們都用來描述控制平面中不同控制實體之間的邏輯相鄰連接關系。OIF UNI 1.0可以作為討論G.7714.1特定協議適配工作的起點，在采用部分現行IETF LMP時做適當修改。

(9)G.7715/Y.1706

G.7715/Y.1706建議定義了在ASON網絡中建立SC和SPC連接選路功能的結構和要求。主要內容包括ASON選路結構、通路選擇、路由屬性、抽象信息和狀態圖轉移等功能組成單元，該建議提供中性協議來描述ASON選路，通過DCN傳輸選路信息作為其中的一個選項。為了提供選路業務，需要知道網絡資源的優先級別，這些網絡資源可以為人工指配或自動發現。

(10)G.7716(G.lm-Link Management)

G.7716(G.lm-Link Management)定義ASON鏈路管理。目前正在開發之中。

4、與ASTN相關的其他標準化活動

目前智能(自動)光網絡受到越來越多的重視，除ITU-T外，其他標準化組織也紛紛提出類似的標準草案或提議，其中最引人注目的是OIF和IETF。

光互聯網論壇主要從用戶節點接口方面提出業務和相關信令的要求。OIF在光網絡信令方面最重要的貢獻是O-UNI。O-UNI支持在光網絡的客戶之間快速建立連接，并提供不同等級的保護和恢復能力，其信令包括用于建立連接的信令，自動鄰接發現信令，自動服務發現信令，故障監測、定位和通告信令等。2001年基于OIF UNI1.0版本的幾家通信公司已經進行了成功的互連。目前光互聯網論壇正在開發新的版本。IETF主要從信令和選路方面對自動交換光網絡進行要求，一個重要的內容是GMPLS協議。 GMPLS是基于MPLS可以用于不同交換技術的控制平面這一假設而提出的，包括分組交換(如IP、以太網、ATM)、時分交換(如TDM)、波長交換(如WDM)和空間交換(如OXC)等。需要說明的是，GMPLS是一套協議而不是一個協議，它是IETF關于MPLS用于IP網絡流量工程相關工作的擴展。由于GMPLS對MPLS的信令協議進行了擴展，從而可以同時控制光交換和分組交換。GMPLS協議族包括：鏈路管理協議、擴展的開放最短路徑優先(OSPF)協議和中間系統-中間系統(ISIS)路由協議、資源預留協議流量工程擴展(RSVP-TE)和路由受限-標記分配協議(CR-LDP)。

從幾大標準化組織的共同動作，可以看出ASTN的重要性。由于 MPLS的標準化工作還沒有完成，有些功能特別是網間互連信令功能還在進一步研究中，要完全完成標準化還需要一段時間。目前聲稱能夠實現 ASTN功能的公司很多，但無法實現互連互通，特別是I-NNI、E-NNI接口還沒有標準化，基本上都是基于私有的選路協議和信令，不能基于標準的NNI 實現互通。值得注意的是有些廠商實現了OIF UNI的互連互通，可以利用已有的網絡管理系統來實現ASTN功能，但是電路的建立仍然是利用網管系統來建立和下發的。

5、總結

OTN是光網絡的重要進展。1998年開始的對OTN類似于SDH網絡標準化的進程已經基本完成，特別是物理層相關的內容(如G709、G.798、G.8251等建議)。但是即使已經標準化的內容，具體應用還需要實踐檢驗，例如G.709中的許多字節內容是開放的，由運營者進行定義。而多重TCM串聯連接監視，哪些節點需要終結相應TCM開銷等則需要運營商之間相互協調。

ASTN系列建議還沒有最后完成，目前只是完成了結構、功能性的抽象描述和對系統分層、分塊及相互關系的描述，但每個模塊內具體實現的實施方法還沒有定義，特別是對于選路，GMPLS依然有許多工作要做。ASTN標準化借鑒了許多IP網絡行之有效的方法，增加了適應于光網絡的特殊約束條件。樂觀的估計要完成ASTN的標準化至少要在2003年以后。ASTN智能光網絡標準化還涉及到對G.872等結構性建議進行新的修改，因此OTN最后的標準化還需要一段時間。

摘自《通訊世界》

總結

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