光接入网的传输技术有哪几种，接入网传输系统的具体分类，接入传输种网技术有什么特点

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    作者简介

    王 郁

    是中国信息通信研究院技术与标准研究所的高级工程师，主要在光传送网及其管控技术等领域开展研究工作 。

    论文引用格式

    王郁，《光传送网管理技术演进的思考》，发表于《信息通信技术与政策》2020年第12期，第70至74页 。

    ∗基金项目：国家自然科学基金项目（No.）资助

    光传送网管理技术演进的思考*

    王郁

    （中国信息通信研究院技术与标准研究所，北京 ）

    随着光网络持续演进，其网络管理技术也发展变化，从原来面向传送设备的网络管理，逐渐过渡到面向业务、应用层面的网络运营，回顾光传送网网络管理体系和技术近二十年的发展演进历程，探讨推动光传送网管理体系和技术演进的主要驱动力，提出管理技术演进的一些思考。

    关键词：光传送网；智能化；ASON；SDN；管控融合

    1 引言

    光传送网基于光纤链路连接，它为承载干线或城域各类客户业务信号提供面向连接的网络，这种面向连接的网络特性使网管体系成为网络建设的组成部分，网管体系作为传送网的“眼睛”，监控网络的运行状态，与光传送网技术自身的演进速度相比，传送网网络管理技术的演进相对滞后，且演进周期更长。推动光传送网管理技术演进的主要因素是什么？这需要回顾光传送网管理体系和技术变化的发展历程，尤其是光网络智能控制技术的引入过程，还要进一步思考和探讨光传送网管理体系和技术演进的主要驱动力。

    2 推动光传送网管理技术演进的主要驱动力

    回顾过去近二十年光传送网网络管理技术的发展历程，光传送网管理技术演进的主要驱动力可总结如下。

    2.1 网络运营策略调整驱动

    根据管理运营策略的调整，运营商在不同时期的网络运营模式会发生改变，其管理体系架构也会随之改变，目的是适应新的运营管理策略。运营策略调整对管理体系的影响最大，它推进了管理体系架构的革新，也推进了管理技术的革新。

    2.2 光传送新技术驱动

    不同传送技术有着各自的特点，新技术也不断出现，这对网管系统的管理能力提出了新的功能需求，影响着管理体系的各个层面。通常情况下，不同传送技术对管理体系架构的影响不大，只是在管理能力方面存在差异。然而，智能化光传送网的发展方向打破了传统的管理机制，其影响范围还扩大到了管控范畴，产生的影响更为深远。

    2.3 新业务应用驱动

    不断创新的业务应用提出了新的业务管理模式和管理需求，新业务的发放提出了新的业务管理模式和管理需求，端到端管理提出了新的业务管理模式和管理需求，这将会对管理体系中业务管理层产生影响，同时推动业务管理层接口的不断革新。

    本文重点从两个方面来分析，一方面是网络运营策略调整驱动，另一方面是光传送网智能控制技术驱动，这两个方面对光传送网管理体系和技术发展有着影响和推进作用。

    3 网络运营策略调整驱动管理体系架构的演进

    3.1 纵向扁平化、集中化

    早期依据光传送网三层体系结构，传统管理体系和网管系统的设置同样划分成三级架构，其中有省际一级干线网管中心，省内干线网管中心，城域/本地网网管中心。伴随网络的融合演进，传统运营商提出了简化运维管理的策略，管理体系把原来的三级进行扁平化处理，逐渐转化为二级结构。逐渐弱化城域以及本地网网管中心的职责，不再设置网管服务器，通过采用反拉终端的方式来查询城域以及本地网的运行状态。

    在传输网管扁平化、集中化进程中，出现了形成对全网的管理需借助多厂商网管系统分段协同管理的情况。因此在21世纪初，运营商着手大力建设传输综合网管系统，目的是实现不同网络层面的全网集中管理能力，最终构建起二级管理体系结构。

    在省际网管中心集中设置一级干线综合网管系统，一级干线各厂商网管系统通过北向接口集中接入，实现了一级干线跨厂家、跨系统间传输资源的可管可控，提供了端到端管理能力，满足了当时全网集中监控、统一管理的需求，有效提高了全网运维管理效率。

    在省内二级干线网管中心设置二级干线综合网管系统，设置城域/本地网综合网管系统，以此实现省内跨厂家的集中管理，实现省内跨城域的集中管理，实现省内跨系统的集中管理。省内设置的传输厂商网管系统通过北向接口，集中接入二级干线综合网管系统中 。

    3.2 横向不断融合

    与此同时，在多业务和网络融合的趋势下，光传送网的网管系统建设正趋于融合，它逐步与其他专业领域的网络管理融合，然后统一起来，并且被纳入到运营商面向运营与服务的综合业务运营管理平台（OSS）之中。这体现了光网络的管理维护发生了转型，即从“面向设备、面向网络”转变为“面向服务、面向运营”的管理模式。

    近年来，运营商网络管理运营转型持续深入，进而提出新时代网络管理运维云化架构的部署策略，要建立一个开放且集中的云管理平台，该平台需支持超大容量管理能力，借助云端管理系统实现跨专业的全网资源集中、协同调度，以此实现网络资源配置最优化，有效提升网络运维管理效率，满足不断创新的网络业务运营需求 。同时，云化部署将会是一种新的管理模式和手段，它更适应面向5G业务的新管理需求，也适应面向智能化网络的运营服务 。

   

    4 光传送网智能控制技术驱动管控体系的演进

    一般来说，不同的传送技术对网络管理的体系架构影响较小，只是在管理需求方面存在差异。可是，21世纪初提出的光传送网智能控制技术正在持续影响原有的传送网管理体系架构，也在影响原有的传送网管理需求。

    4.1 ASON阶段对管理体系的影响

    在光网络管理技术的发展进程里，光网络智能化是对其有着深远影响、推动其发生变革的关键要素。光网络智能化的历程最初因自动交换光网络（ASON）技术的引入而启动。在光传送平面中引入控制平面，达成光网络的动态化与智能化。ASON以分布式控制为主，其控制平面基于网元进行部署，路由、信令、邻居发现等控制功能集成在网元控制单板里，相应的网管系统会增加控制平面管理对象以及一定的控制功能，此时，管理平面、控制平面、传送平面和DCN是构成ASON系统的主要组成部分。管理平面与控制平面呈现出管理者和管理对象的角色关系，当时的ASON网管系统事实上已具备一定控制能力，比如具备控制平面初始化配置功能，具备业务路径的路由计算和调度功能，具备网络和业务的规划优化功能，具备保护恢复的路由计算功能，具备策略管理等功能，同时，还拥有控制平面的告警和性能管理能力等 。管理和控制两者之间分工相对明确，但边界已不清晰。

    PCE技术出现后，ASON路由功能能支持集中式部署，支持部署在独立的PCE服务器上，以此提高多层多域网络下端到端最优化路由计算能力，以及大规模网络路由计算效率。这时，网管系统与PCE之间可谓趋于一种对等关系。

    4.2 SDN阶段早期对管理体系的影响

    SDN技术源自数据领域，其设备的控制面和数据面相分离，进而达成网络流量的灵活控制。随着SDN技术被引入光传送网，网管系统与“控制”间的关系随即产生变化。不过，数据领域和光传送领域的管控体系背景存在差异，传送网最初直接采用数据领域提出的独立SDN控制器的部署策略存在一定不适应性，具体可参见表1 。

    表1 SDN技术在不同领域背景下引入的考虑

    由此可见，数据设备提供无连接服务，最初不设置网管系统，即便配置了网管系统，其管理功能也很弱。所以，在设备控制功能解耦时，无需考虑与网管系统的协同问题。和数据领域不同，在传送网中，网管系统是面向连接服务天然产生的，是必须配置的独立实体。当时光网络智能化已发展到ASON阶段，尽管受应用限制发展速度减缓，但其网管系统已具备一定控制功能，这致使原有网管系统与SDN控制器之间，在管理与控制功能上存在一定重叠，且两者边界愈发不清晰，如何在两者间进行功能划分成了当时主要考虑的问题。

    鉴于光网络智能化在不断演进，且存在网管系统，光传送领域要提出一种有别于数据领域的SDN技术引入思路，在引入SDN技术时，要考虑当时光网络智能化的现状，还要考虑与网管系统的协同问题，这也是致使SDN技术在光传送网领域应用减缓的一个缘由。

    4.3 SDN管控一体化更符合可持续发展的演进方向

    近期，新修订的ITU-T G.7701和G.7718建议中，已明确规范管理与控制是融合关系，呈现出集中、统一的管控一体化平台，按逻辑模块划分不同管理、控制功能（见图1），以适应光传送网的智能化演进思路。

    图1 管控融合下的管理体系架构

    光传送网管控融合系统把传统的基础管理功能与智能控制功能有机结合，实现统一数据库，有效避免了原有网管系统和控制器两个实体间功能划分、信息协同、互操作以及可能存在的数据不一致等诸多问题。网管系统原本管理与控制就有一定重叠，将其进一步融合直至一体化，这符合传送网管理与控制体系的演进趋势。

    综上所述，在光网络智能化演进过程中，要尽可能继承原有的智能化管控体系，还要拓展这一体系，在此基础上引入SDN控制技术，从而实现光传送领域管控体系的可持续发展。

    5 光传送网管控融合需求分析

    光网络智能化一体化管控呈现出发展趋势，在此趋势下，现有网管系统被提出了新的需求。

    5.1 SDN管控融合系统新需求

    5.1.1 系统功能需求

    对于SDN光传送网，提出了管控需求，该管控需求面向SDN技术特性，主要包括以下方面。

    支持SDN控制组件的配置管理，支持其故障管理，支持其性能管理，支持其安全管理，比如控制组件初始化配置，比如告警和状态监视，比如运行性能等 。

    控制接口管理，比如接口类型，协议，地址，标识符，还有接口访问控制策略等 。

    面向业务路径进行控制和管理，比如进行业务连接管理，开展策略管理，实施虚拟网络拓扑管理，进行性能和告警管理，以及进行事件/告警通知等 。

    面向业务层，存在应用服务管理，它涵盖新业务应用服务的控制和管理需求，涵盖客户应用服务的控制和管理需求，涵盖运营商应用服务的控制和管理需求。

    5.1.2 系统接口融合需求

    传统光传送网网管系统主要对厂商网管系统EMS与运营商综合网管系统NMS之间的网管系统北向接口（NBI）进行规范，接口协议主要是CORBA、XML等，通过网管系统北向接口能将各厂家EMS纳入到上层运营商综合网管中，实现集中统一管理。EMS南向接口没有统一要求，其采用的接口有TL1、Qx，还有其他协议，并且存在厂家私有接口的情况。

    在SDN融合管控趋势下，引入了控制接口，其中包括控制器南向接口（SBI），还包括北向接口（NBI）。随着传送网管理体系朝着管控融合方向逐步发展，管控融合系统的管理接口和控制接口也会逐步融合并统一，原管理系统的北向接口会逐渐被新的管控接口以及协议取代。但在系统演进过程中，一段时期内会出现多种接口协议并存的情况，这些接口协议共同实现全部接口功能（见图2）。

    图2 管控系统接口融合过程

    另外，网管系统和管控接口升级后，能实现传统传送网向支持SDN的光传送网迁移。G.7702给出一种升级方案，对EMS/NMS升级方式引入SDN控制和CPI代理，借助具有CPI的SDN控制或应用服务，实现原有传统网络的SDN升级，此处的CPI接口可被新管控融合接口替代。EMS/NMS升级之后，能够重新运用专有接口TL1、Qx，或者运用其他接口，与传统传输网元开展通信，并且不需要对现有的传输网元做任何升级改造。

    5.2 5G新业务管控需求

   

    TMN定义的网络管理分层结构自下而上，包含网元管理层，网络管理层，业务管理层。传统网管系统更着重于下面两层，达成对传送网设备和网络的传统基础管理，涵盖配置管理，告警管理，性能管理和安全管理等。伴随光传送网新业务和智能化的发展，除传统管理功能外，还提出了更多面向新业务的管控需求。特别是在近些年，5G新业务的应用场景逐渐清晰，5G业务的分类也日益明确，鉴于此，可以考虑把5G业务当作SDN光传送网的一种新的应用服务，进而提出以下新的管控需求。

    端到端网络切片存在全生命周期管理，其包括切片建立，切片修改，切片查询，切片删除等 。

    业务时延管理包括业务时延性能测量，将时延作为选路参数参与路径计算策略，对业务运行的时延性能变化进行监视等 。

    （3）业务带宽管理：带宽性能监视、动态带宽调整和优化等。

    （4）海量业务连接管理等。

    5.3 后续标准化建议

    目前，ITU-T、ONF等标准化组织都在积极开展传送网SDN控制和管理的标准化研究工作。ITU-T最新完成了G.7701、G.7703、G.7718等规范的修订工作。G.7702也正在修订中。它主要规范了传送网通用控制架构和要求、SDN控制、管理架构和要求等方面内容。其中，G.7703是原G.8080的换版，G.7718的修订版本更侧重于面向SDN的管理要求，其较原版本内容变动较大，与传送技术相关的管理建议OTNG.875、以太网G.8052等近期也做了相应的修订。

    国内CCSA工作组工作重点主要放在传送网设备规范的制定上，还涉及相关设备管理和控制要求，在传送网SDN标准化方面，目前已在SPN/SPTN、SDOTN等设备规范中提出相关管控要求，还制定了大量SDN控制器和接口技术要求，工作组重点放在NMS网管系统和北向接口的规范制定上。目前，SPN管控融合系统的规范正在制定。然而，国内在光传送网SDN的管控体系方面，还缺乏系统化的体系要求和设计。在架构方面，同样缺乏系统化的体系要求和设计。在总体需求等方面，也缺乏系统化的体系要求和设计。为更好地指导国内SDN光网络管控系统的功能设计和研发，从管控一体化视角出发，有必要系统地开展相关的标准化工作。

    6 结束语

    网络运营策略发生调整，光传送出现新技术，新业务得到应用，在这些因素的作用下，传送网网络管理体系和技术持续演进。特别是引入了光网络智能化控制技术，这使得光传送网管理体系扩大到管理和控制一体化的更大范畴。光网络SDN管控融合的发展思路更符合可持续发展的演进方向，基于此提出了新的管控需求。目前，国内相关标准更侧重于智能化控制方面。在管控融合大趋势下，未来会重点关注管控融合体系架构的设计工作。未来还会重点开展管控融合体系架构的标准化工作。这么做是为了适应光网络智能化发展的需要。

    参考文献

    国际电信联盟电信标准化部门G.7701，2020年第2版

    ITU-T G.7702，适用于[S]的软件定义网络，发布于2018年。

    国际电信联盟电信标准化部门G.7718，适用于媒体中心及[S]，2020年。

    ITU-T G.875，是2020年的视图模型 。

    ITU-T G.8052，是2018年的[S]模型 。

    工业和信息化部，发布了切片分组网络（SPN）总体技术要求（报批稿），时间为2020年。

    工业和信息化部，发布了软件定义光传送网（SDOTN）总体技术要求（报批稿），时间为2019年。

    IMT-2020（5G）推进组，发布了5G承载网络架构和技术方案，时间为2018年 。

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    WANG Yu

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    关键词：ASON，SDN 以及

    本文刊于《信息通信技术与政策》2020年第12期

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