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波分复用及现有传输网的局限性
5.Sycamore和智能光网络
Sycamore是智能光网络市场的倡议者和领导者,目标是通过创造一个智能光网络来提高电信传输网络的性能和改造电信传输网络的运行模式。
Sycamore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。
SycamoreSN8000和SN1000是先进的DWDM系统,在Sycamore光智能网中属于传输平台。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可以做到40个波(400Gbps),4000公里不需光再生。或者160个波(1.6Tbps)800公里不需要进行光再生。
SN16000是交换平台,可做到512×512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MPLSCR-LDP协议。
(1)Silvx光网络管理系统简介
SilvxONMS用来管理Sycamore系列智能光网络产品,并可管理第三方产品,是一个创新的、分布式的网管系统,由SilvxManger和SilvxSource组成。Slivx与传统的集中式管理的传输网管理系统有本质的区别。
图1SilvxONMS
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OpticalControlChannelCard(OCC)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。
图2SilvxManager体系结构
SilvxManager是基于元数据驱动的、Client-server型网络管理系统。由一系列共同协作的、管理和功能软件模块(可放在不同的服务器上)构成。为了最大限度的达到灵活性和可扩展性,服务器间以点对点的方式工作。
元数据定义了数据目标类、类之间的关系、类可进行的对用户数据的具体操作。元数据和用户数据存储在关系数据库中。用户数据是真正表现被管理的网络单元的数据目标类。各个Slivx功能服务器通过对元数据的访问而访问用户数据。通过定义元数据,可将用户数据加以保护。这样,SlivxManager可支持同时运行多个设备软件版本,并可在线将节点软件降级。Slivx数据库接入服务器控制Slivx各个功能服务器对元数据和用户数据的访问。分离的软件服务器有助于网络管理进程的高效性。SlivxManager通过和SlivxSource的合作,可完成端到端的网络故障管理、性能管理、配置管理。
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+1,1:1,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。
(2)OSPF光路由协议
智能光网络的网元具有智能性,是指网元能够主动和其他网元交换链路和容量信息,从而掌握全网状态。网络状态时时刻刻在发生变化,网络的节点数可能很多,甚至达到数千个,波长和中继线路达到数万条。因此网元间交换信息时,信息数据库必须具有实时动态性、可扩展性、可收敛性。
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。OSPF(OpenShortestPathFirst)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。
OSPF网的广播信息叫LSA-链路状态广播,LSA分为Type1、2、3/4、5、7等几类,分别用于不同类型的路由器(一般路由器、ABR、ASBR等)间交换信息。光网络上的光链路情况和路由器上的链路情况有所不同。因此,Sycamore拓展了标准的OSPF路由协议,使之更适用于光路信息的交换。表现在以下两点:
◆使用OSPFOpaque-LSA(链路状态广播)来描述Sycamore网元和网元间的链路,以供OSPF链路状态数据库适用;
◆生成Sycamore路由选择算子作为光路路由计算的因素。
当Sycamore使用这种拓展的、适用于光路计算的OSPF协议时,可做到和标准OSPF路由协议域互通。
如上所说,Sycamore使用Opaque-LSA来描述Sycamore网元和网元间的链路。Opaque-LSA有两种:
◆交换容量LSA:描述了交换机的具体信息。包括交换机的IP地址,VPNs,软件版本,节点类型等;
◆中继群LSA:描述一对交换机间的链路信息。包括管理开销、保护模式、可用带宽,中继透明度、trenchID、OVPNs等等。
两种LSA所描述的信息在同一OSPF域内广播。带有MPLSTLV(Type、Length、Value)信息。
光路在两节点间的最短路径建立。这条光路的开销为途经的所有中继的管理开销之和。每条中继的管理开销可手工配置,或者由网管软件根据可用带宽等因素自动配置。Sycamore的路由软件在计算光路的最短路径时充分考虑了链路的各种链路状态来自动配置不同的链路管理开销,链路状态包括:
◆链路没有足够带宽;
◆链路上有VPN的配置。VPN链路只能供VPN用户专用,其他用户不可用;
◆链路没有充足的保护;
◆链路的比特误码率超过了光路的要求;
◆MPLS通过背压机制通告的不可用链路。
当有多条路径管理开销相同时,交换设备根据以下原则选择最短路径:
◆经过节点数最少的光路为最优路径,这条路径耗费的网络资源最少。Sycamore提供逻辑光链路——expresstrunk,即这条光链路可能经过多个物理节点和物理线路。节点数最少的原则使expresstrunk被优先使用;
◆消耗波长总带宽量最小的路由优先。因为业务线路可能小于一个波长,如果一个业务线路占用一个波长,对波长是很大的浪费。因此将多个业务线路捆绑在一起封装在波长中有利于节省波长;
◆经过的路径有更高的可用带宽的路径优先。这样是每条中继都可用来承纳新的业务。