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波分复用及现有传输网的局限性
4．智能光网络
智能光网络提供了一种有效解决网络可扩展性和服务快速展开问题的解决方案。这一概念首先由Sycamore公司在1998年12月提出。包含产品，技术和功能上的革新。
智能光网络将SDH/SONET的保护功能、IP的效率、DWDM所产生的容量、网络管理软件的革新有机地结合到光传输系统当中，使在光层中直接提供业务成为可能。
智能光网络可提供丰富的带宽，并且不需象传统传输网络那样在交换时进行光/电转换。业务流在光域中透明的以光的形式穿过网络。
智能光网络是以革新的形式出现，而不是一种变革。电信服务提供商可在继续提供传统传输服务的同时发展智能光网络。智能光网络可与SDH/SONET无缝结合。在传统网络中，SDH/ SONET设备作为物理层；在新的网络体系中，SDH/SONET设备可作为业务接口保留。
（1）智能光网络的要素
智能光网络由四个要素构成：传输平台，交换平台，网络互联智能，网络管理系统。(图1)
传输设备是智能光网络的基本传输载体，通常提供线性或环形组网结构。用来提供波长和端到端的线路，称为光路。
如图2所示，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。
波 长
光 路
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。(图3)
传输平台
交换平台＋传输平台
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。
随着光网络从“管道网络”向服务网络转变，网管功能的革新必不可少。在SDH/SONET网络中，网络管理侧重于可靠性和保护管理。在智能光网络中，网络管理重点升级为服务提供管理。由于SDH/SONET网管是集中式管理、分层管理，从网络管理系统全局管理网络十分复杂。智能光网络管理系统对TMN所定义的故障管理、配置管理、计费管理、性能管理、安全管理5大功能都能有效实现。(图4)
（2）智能光网络的革新
对于已经建立了SDH/SONET系统的电信服务提供商，向智能光网络过渡符合业务发展的需要。这种过渡是一个革新的过程，不需要因为采纳新技术而将现行网络全部抛弃。这也是智能光网络解决方案的优势所在。现行SDH/SONET系统可继续提供服务。
在大多数情况下，智能光网络产品先会被嵌入现行网络系统用于解决网络拥塞问题。随着新技术所覆盖范围的不断扩展，网络将从带宽缺乏的状态变为带宽丰富的状态。电信服务提供商拥有了提供高速光路服务和面向飞速发展的数据业务的解决方案。(图5)
电信服务提供商和用户签订长达10～20年服务合同的年代已经过去，电信服务提供商很难十分准确地预料5年后的业务需求。在竞争的环境中，用户可以在众多的电信供应商间进行选择。具有一个可持续发展的网络、根据用户的需求随时随地的快速展开业务是电信服务提供商保持成功的唯一途径。
（3）智能光网络的创新——以软件为核心
高速铁路系统改变了公共客运系统的面貌。现在，时速超过350公里的高速列车已投入运行，比原来150公里/小时的列车快了近2.5倍。高速铁路系统是建立在诸如红外光束触发器、电气化杠杆、动态刹车系统等新的控制系统技术基础上。依托于这些新的智能控制系统，高速旅行将变得十分舒适和安全。
虽然这些专用技术只对高速铁路系统有用，但新的硬件技术要和智能软件控制系统相结合，这一概念是通用的。Sycamore智能光网络基于同一概念，将扩展网络容量的方式从仅仅采纳先进的光器件技术变为硬件和软件结合的增值服务。
智能光网络采用的核心技术是“soft-optic”。Hard-optics是光器件硬件技术，诸如光放大器和激光器，它使光纤能提供高的带宽和长距离传输。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。
回到高速列车技术的分析，传统火车线路的控制是人为控制，通过人的手势、人工扳道、列车驾驶员看到指令后驾驶列车。随着火车速度的提高，这些人工控制方式变得毫无意义，列车驾驶员很难在看到信号后作出反应，扳道员也很难在短时间内人工扳道。诸如红外光束触发器和接收器等新硬件技术的采用，在铁道系统上提供了高速控制信令，列车上的控制系统分析这些信令后显示给驾驶员，以供作出指令。铁道系统同时可根据指令执行自动扳道动作。
智能光网络设备基于同样的原理。诸如自动识别网络设备和光器件、判断系统容量、自动电源负载均衡、自动增益均衡、端到端的光路性能监视等功能都能通过soft-optic控制硬件设备实现。
如图6所示，从功能上划分，Soft-optics由4个主要部分组成：光器件驱动、系统soft-optics、路由soft-optics、NMS soft-optics。
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。其中VOA：可变衰耗器，TDC：可调色散补偿，DSGC：动态波谱增益，PMDC：偏振模式色散补偿，OSA：光谱分析仪。
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于路由计算。
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。
在5年以前，智能光网络这一概念是完全不可被理解的。那时传输产品以硬件设计为核心，硬件的开发和生产具有专利性、保密性。我们可以看看70年代的电子元器件工业，那时功能模块通过离散的、没有智能的硬件组合来实现，设计和生产的周期十分长。先进的以软件驱动的微处理器给电子元器件工业带来了本质的革新，研发和生产周期大大缩短，硬件可由多厂商提供，成本大大降低。光网络正在经历着同样的变革，以软件为核心的智能光网络将加速光网络系统的生产和开发，降低成本。
（4）新型的波长服务
第一代的波长服务是以提供“光管道”的形式出现，电信服务提供商将一个或几个波长以“专线”形式出租给ISP或其他电信服务提供商。俗称“电信运营商的运营商”。这种服务可满足飞速发展的数据业务带宽需求。
DWDM系统的广泛采用，越来越多的电信服务提供商可提供这种服务。竞争氛围发生了变化，与众不同的竞争策略会使电信服务提供商免于陷入恶性的价格竞争战。智能光网络的增值服务性能可扩大波长服务的范围，并提供了区分于其他竞争对手的竞争策略。这包括分级的业务线路保护，增强的LSA，光VPN，客户网络管理系统（CNM）等等。
4．智能光网络
智能光网络提供了一种有效解决网络可扩展性和服务快速展开问题的解决方案。这一概念首先由Sycamore公司在1998年12月提出。包含产品，技术和功能上的革新。
智能光网络将SDH/SONET的保护功能、IP的效率、DWDM所产生的容量、网络管理软件的革新有机地结合到光传输系统当中，使在光层中直接提供业务成为可能。
智能光网络可提供丰富的带宽，并且不需象传统传输网络那样在交换时进行光/电转换。业务流在光域中透明的以光的形式穿过网络。
智能光网络是以革新的形式出现，而不是一种变革。电信服务提供商可在继续提供传统传输服务的同时发展智能光网络。智能光网络可与SDH/SONET无缝结合。在传统网络中，SDH/ SONET设备作为物理层；在新的网络体系中，SDH/SONET设备可作为业务接口保留。
（1）智能光网络的要素
智能光网络由四个要素构成：传输平台，交换平台，网络互联智能，网络管理系统。(图1)
传输设备是智能光网络的基本传输载体，通常提供线性或环形组网结构。用来提供波长和端到端的线路，称为光路。
如图2所示，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。
波 长
光 路
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。(图3)
传输平台
交换平台＋传输平台
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。
随着光网络从“管道网络”向服务网络转变，网管功能的革新必不可少。在SDH/SONET网络中，网络管理侧重于可靠性和保护管理。在智能光网络中，网络管理重点升级为服务提供管理。由于SDH/SONET网管是集中式管理、分层管理，从网络管理系统全局管理网络十分复杂。智能光网络管理系统对TMN所定义的故障管理、配置管理、计费管理、性能管理、安全管理5大功能都能有效实现。(图4)
（2）智能光网络的革新
对于已经建立了SDH/SONET系统的电信服务提供商，向智能光网络过渡符合业务发展的需要。这种过渡是一个革新的过程，不需要因为采纳新技术而将现行网络全部抛弃。这也是智能光网络解决方案的优势所在。现行SDH/SONET系统可继续提供服务。
在大多数情况下，智能光网络产品先会被嵌入现行网络系统用于解决网络拥塞问题。随着新技术所覆盖范围的不断扩展，网络将从带宽缺乏的状态变为带宽丰富的状态。电信服务提供商拥有了提供高速光路服务和面向飞速发展的数据业务的解决方案。(图5)
电信服务提供商和用户签订长达10～20年服务合同的年代已经过去，电信服务提供商很难十分准确地预料5年后的业务需求。在竞争的环境中，用户可以在众多的电信供应商间进行选择。具有一个可持续发展的网络、根据用户的需求随时随地的快速展开业务是电信服务提供商保持成功的唯一途径。
（3）智能光网络的创新——以软件为核心
高速铁路系统改变了公共客运系统的面貌。现在，时速超过350公里的高速列车已投入运行，比原来150公里/小时的列车快了近2.5倍。高速铁路系统是建立在诸如红外光束触发器、电气化杠杆、动态刹车系统等新的控制系统技术基础上。依托于这些新的智能控制系统，高速旅行将变得十分舒适和安全。
虽然这些专用技术只对高速铁路系统有用，但新的硬件技术要和智能软件控制系统相结合，这一概念是通用的。Sycamore智能光网络基于同一概念，将扩展网络容量的方式从仅仅采纳先进的光器件技术变为硬件和软件结合的增值服务。
智能光网络采用的核心技术是“soft-optic”。Hard-optics是光器件硬件技术，诸如光放大器和激光器，它使光纤能提供高的带宽和长距离传输。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。
回到高速列车技术的分析，传统火车线路的控制是人为控制，通过人的手势、人工扳道、列车驾驶员看到指令后驾驶列车。随着火车速度的提高，这些人工控制方式变得毫无意义，列车驾驶员很难在看到信号后作出反应，扳道员也很难在短时间内人工扳道。诸如红外光束触发器和接收器等新硬件技术的采用，在铁道系统上提供了高速控制信令，列车上的控制系统分析这些信令后显示给驾驶员，以供作出指令。铁道系统同时可根据指令执行自动扳道动作。
智能光网络设备基于同样的原理。诸如自动识别网络设备和光器件、判断系统容量、自动电源负载均衡、自动增益均衡、端到端的光路性能监视等功能都能通过soft-optic控制硬件设备实现。
如图6所示，从功能上划分，Soft-optics由4个主要部分组成：光器件驱动、系统soft-optics、路由soft-optics、NMS soft-optics。
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。其中VOA：可变衰耗器，TDC：可调色散补偿，DSGC：动态波谱增益，PMDC：偏振模式色散补偿，OSA：光谱分析仪。
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于路由计算。
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。
在5年以前，智能光网络这一概念是完全不可被理解的。那时传输产品以硬件设计为核心，硬件的开发和生产具有专利性、保密性。我们可以看看70年代的电子元器件工业，那时功能模块通过离散的、没有智能的硬件组合来实现，设计和生产的周期十分长。先进的以软件驱动的微处理器给电子元器件工业带来了本质的革新，研发和生产周期大大缩短，硬件可由多厂商提供，成本大大降低。光网络正在经历着同样的变革，以软件为核心的智能光网络将加速光网络系统的生产和开发，降低成本。
（4）新型的波长服务
第一代的波长服务是以提供“光管道”的形式出现，电信服务提供商将一个或几个波长以“专线”形式出租给ISP或其他电信服务提供商。俗称“电信运营商的运营商”。这种服务可满足飞速发展的数据业务带宽需求。
DWDM系统的广泛采用，越来越多的电信服务提供商可提供这种服务。竞争氛围发生了变化，与众不同的竞争策略会使电信服务提供商免于陷入恶性的价格竞争战。智能光网络的增值服务性能可扩大波长服务的范围，并提供了区分于其他竞争对手的竞争策略。这包括分级的业务线路保护，增强的LSA，光VPN，客户网络管理系统（CNM）等等。