IP+Optical全光网络网管平台－－UCP

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肖永华　浙江广联信息网络有限企业
     　　摘要：本文简要分析了目前IP+Optical全光网络网管系统的基本组成、特点和发展趋势以及目前所面临的问题，并对Cisco企业IP+Optical统一控制网管平台－－UDP分步实现策略进一步作了详细探讨。
     
     　　关键词：　IP+Optical　OTN　UCP　UNI1.0
     
     　　1　引言
     
     　　由于ＩＰ业务和网络在全球的迅猛发展，如何解决ＩＰ网和基于电路概念的传统电信网的综合管理问题是目前网管技术发展研究的一个重要课题。1998年9月ＩＴＵ-Ｔ在美国奥兰多举行了ＩＰ技术研讨会，并召开了ＴＳＡＧ会议，一致通过为满足日益增长的ＩＰ业务和技术标准化的需求而加强对ＩＰ网管理的标准化的建议。最近，全球领先的互联网设备供应商Cisco企业，在ＳＵＰＥＲＣＯＭＭ通讯展的光纤网络论坛（ＯＩＦ）展示了其具有全面ＯＩＦ　ＵＮＩ1.0协议良好的兼容性产品，并为IP+Optical网络而设计了先进的、基于标准的统一控制平台（Unified Control Plane）----UCP。Cisco UCP策略是实现光传输网管平台（OTN）与ＩＰ智能网管平台融合，并简化、加速目前IP+Optical网络监控过程，使ＩＰ智能在下一代高带宽、高增值业务中体现得更为突出，逐步实现在复杂的、多供应商设备和多技术网络网管之间无缝融合。
     
     　　2　目前IP+Optical网管平台基本组成、特点及发展趋势
     
     　　网络管理即通过规划、监视、分析、扩充和控制网络来保证网络服务的有效实现，它是整个网络系统不可缺少的重要部分。随着许多网络规模的扩大和复杂性的增加，如今的网络已发展到多媒体、多业务、高速度、多种交换技术以及不同的协议，这就要求网络管理员要有坚实的网络技术常识、丰富的网络管理经验和应变能力。由于网络具有实时性、动态性和瞬变性等特点，即使有丰富经验的网络管理人员也有力不从心之感。目前现有的网络通常由许多独立的专用网和公用网互连组成，它们支撑不同的管理协议，从而导致了一个网络中存在不同的网络管理功能和标准。这种差异使得网络的管理问题更加复杂，网络管理人员只能通过不同的网络管理工作站实施管理，而各个网络管理系统之间的信息交换很难实现。目前复杂的电信网络包含许多层网络（包括ＩＰ、ＡＴＭ、ＳＯＮＥＴ/ＳＤＨ和光层），对这些层网络的监控和管理需要不同的网管平台。而对网络运营商来说，管理者希翼通过一个管理工作站就能提供对不同网络实施各种操作和控制，达到一个管理工作站就能实现对互连的多个网络的管理。
     
     　　为此，现代网络管理正朝着具有综合化和智能化方向发展。未来的网络管理系统是通过一组相同的网络管理工作站管理所有互连的网络，而不论其结构和协议如何，这就是综合网络管理系统（ＩＮＭＳ）的基本出发点。它包含如下功能：
     
     　　（1）管理各个子网内的所有网元设备，从低级到高级层次；
     
     　　（2）提供统一的网络接口和标准；
     
     　　（3）提供单一的管理语法；
     
     　　（4）具有统一的公共管理功能集；
     
     　　（5）不同受管对象定义之间自动翻译；
     
     　　（6）自动维护各受管对象之间的联系等。
     
     　　1.综合化。网络的综合化管理包含三层意思：一是对于同一子网，必须包含组成网络的各种网元设备。如电信网管理必须包含交换设备、传输设备和用户的管理，此外还应包括支撑体系（信令系统、同步系统等）到各种业务管理，如电信网、计算机网、广播电视网以及它们的互连网，对于一个行业、部门建立能覆盖秘涉及的全部网络。三是与网络直接相关的系统也应是综合管理的一部分，如网络所处环境、供电系统等。
     
     　　2.智能化。随着网络规模的扩大，网络所跨越的地域范围越来越大，结构也越来越复杂，这就要求不断地发展更多更新的网络管理技术，以保证网络安全可靠、高效、稳定的运行。人工智能技术是一种模仿高级智能的推理和运算技术，在很多实际的控制和管理问题上都显示出具有很强的优势，如果能把人工智能科学中的一些算法与思想应用到网络管理技术中，将会提高网络的可靠性和鲁棒性。网络管理的智能网化发展趋势主要表现在以下两个方面：一是随着电信技术的发展，网元的“智能性”增强，网元自动控制的能力会加强；二是人工智能技术的引入。人工智能的发展将会进步解决因日益复杂的网管系统所带来的问题。未来的网络管理将引入专家系统常识，它可以处理不完整和不确切的数据和网络状态，以捕获间歇和偶然出现的复杂问题，并提供对处理结果合理的说明，甚至可以自动学习和积累经验。可见，网络管理系统的智能化有着广阔的研究和应用前景。在一个大网中，网管系统需要同时处理大量的网络状态数据，而且往往这些数据是不完善的、不连续的或无规则的。要实现网管的智能化。目前由于ＩＰ业务和网络在全球的迅猛发展，解决ＩＰ网和基于电路概念的传统电信网的综合管理问题是目前网管技术发展的重点。现在ＩＴＵ-Ｔ各研究组都已经开展对电路交换和包交换综合网络的统一管理框架、统一的ＩＰ和电路交换网络的控制管理等问题进行标准化研究。
     
     　　3　Ｃｉｓｃｏ统一控制平台ＵＣＰ及其发展策略与实现步骤
     
     　　为了实现在ＯＴＮ之间建立连接，而与网络及其业务类型无关，也同时为了保证（这种网管技术转变能够进行，Ｃｉｓｃｏ企业采用了一个分阶段策略的解决方案，使得ＩＰ智能能够融入到下一代高带宽、高智能ＯＴＮ网络中，这也就是ＵＣＰ－－统一控制平台。在ＵＣＰ统一控制网管平台下，IP+Optical网络的所有网元将会在一个共同的、基于标准的光网络管理平台下进行管理。该网管平台将包括下面优点：
     
     　　－－－－可以在多运营商网络中提供快速、全分布式基于ＩＰ的端到端的维护和管理；
     
     　　－－－－简化新业务的提交速度，例如光虚拟专用网Ｏ－ＶＰＮ、波长出租等新业务；
     
     　　－－－－使网络管理更加自动化和智能化；
     
     　　－－－－可以提供方便、有效的多层保护倒换方案；
     
     　　－－－－可以利用流量工程，为端到端的业务提供有效地使用网络带宽资源；
     
     　　1.第一阶段目标－－－－在单域系统中实现端到端光传输网监控
     
     　　在该阶段，可以在一个ＯＴＮ域中提供网络监控和自动拓扑发现技术。运营商目前一直在寻求直接的解决方案，用于帮助他们加快业务提交速度。如使用Ｃｉｓｃｏ　ＯＮＳ　15000光网络系统平台，运营商能够使用ＩＰ（ＯＳＰＦ协议）使端到端的监控过程自动化，而不需要逐段地进行监控。这个阶段的目标是使得在一个单域系统中实现端到端的监控过程自动化，而不是传统的逐段监控。例如在光城域网传输系统中，通过使用ＯＳＰＦ协议来自动发现节点和建立网络拓扑图。端到端的ＯＴＮ监控请求可以通过网管系统的点击操作来完成，这样加快了业务监控过程，减少人为操作过错。
     
     　　电路创建记录通常是手工录入到不同的数据库中，这是一个耗时且容易出错的过程。端到端的监控使得整个电路创建记录的工作实现自动化、降低了运行成本和更完善的电路创建记录。
     
     　　2.第二阶段目标－－－－实现基于信令的监控
     
     　　ＯＩＦ　ＵＮＩ标准规范为下一步Ｃｉｓｃｏ企业的ＵＣＰ开发进一步提供了基础，也就是利用ＩＰ智能来加速网络之间的业务监控。在没有ＯＩＦ　ＵＮＩ1.0标准以前，对于像这样一条跨城域网的一个ＯＣ-48通道的监控管理请求，运营商不得不在ＯＴＮ网络和ＩＰ网络同时发出基于ＩＰ的监控请求。在这种情况下将极大简化多运营商环境下ＯＴＮ网络和ＩＰ网络之间监控和协调工作。
     
     　　3.第三阶段目标－－－－实现多域端到端光传输网监控
     
     　　第三阶段ＵＣＰ是将ＯＩＦ　ＵＮＩ信令与端到端的监控结合起来。其目的是实现在一个运营商网络跨多个传输域的端到端的监控（如在城域网－骨干网－城域网之间）。这种功能为可配置的业务提供了极大的灵活性。通过将ＯＩＦ　ＵＮＩ信令与ＩＰ外部网关协议融合，业务运营商将能够进一步简化ＯＡＭ＆Ｐ过程。它也允许运营商提供具有Ｏ－ＶＰＮ能力的新业务。使用增强的ＵＣＰ监控过程使运营商能够比单独的、集中化的网管解决方案更有效、准确的提交业务。网络运营商能够使用这些功能来开展灵活的专线业务，同时整个网络的端到端的业务监控功能都能在一个网管平台内同时进行。
     
     　　4.第四阶段目标－－－－实现ＩＰ网和ＯＴＮ网管平台完全融合
     
     　　由于经济利益、技术发展的驱使，在下一步ＵＣＰ的开发将会包括ＵＣＰ版本的全部实现。ＯＴＮ网络系统将具有ＩＰ的智能，此时的ＯＴＮ网络与ＩＰ系统将作为对等的伙伴关系。这种模型的基本思路是将ＯＴＮ网的智能与ＩＰ网络结合，由ＩＰ层来实施端到端的控制，此时ＯＴＮ网和ＩＰ网可以看作一个集成的网络。随着ＩＰ和ＯＴＮ网络共享共同的网管平台和拓扑信息，运营商将能够实现功能强大的监控和保护倒换方案。从长远的观点来看，对等模型能够实现网络监控功能的分布化，减少对集中化ＯＳＳ/ＥＭＳ系统的依赖，同时也将简化新业务的提交过程。由于这种模型需要在ＩＰ网和ＯＴＮ网之间交换大量的状态和控制信息，从标准化的角度来看，需要较长的时间才有可能实现它们之间互操作性。简言之，这是一种理想化的纯技术方案，短期是很难实现的。
     
     　　4　结束语
     
     　　ＵＣＰ统一控制平台是Ｃｉｓｃｏ企业为了加快实现IP+Optical网络业务提供速度的网管技术平台。通过为ＯＴＮ网络本身提供某种监控功能，增强和扩展传统网络管理功能，地降低运营开销成本，为运营商将来新增值业务打下基础。虽然ＵＣＰ是Ｃｉｓｃｏ为降低运营商网管成本提供一套解决方案，但从长远的观点来看，在不久的将来运营商能够建立端到端IP+Optical网络系统。在这个IP+Optical网络系统，每一个网远都能够充分实现基于ＩＰ管理的智能，进而为由ＩＰ网与ＯＴＮ网络实现无缝融合。该融合网络的管理平台必将实现基于分布式的、端到端的监控和管理，同时为网络提供灵活的多层保护与倒换保护功能。目前主要两大国际标准化组织ＩＥＴＦ和ＯＩＦ正努力制定与ＵＣＰ有关的标准。ＩＥＴＦ正努力对ＧＭＰＬＳ制定框架和协议标准，ＯＩＦ正注重于开发这些协议的互操作性规范标准。Ｃｉｓｃｏ企业作为一个全球电信设备供应商，以其在ＩＰ网络设备领域的雄厚研究实力，必然会在全力推进这一重要领域的标准化进程中起领导作用。