光网络面临三大困扰 集成控制架构有效提升网络性能

之能够高效地实现智能互联与集成控制成为了目前亟需解决的问题，同时也是下一代光网络发展的必然趋势。

此外，网络的结构和功能可能随着网络的需求而随时发生变化。一个可重构的网络可以灵活地根据自己的要求对网络进行配置，这样能够极大地提高网络维护成本，提高生产效率。比如网络的拓扑发生了变化，网络中的域进行了重新划分，或业务应用发生了改变，这时不但要求网络中这些变化能够快速完成，而且需要整个网络能迅速地感知变化，并做出同步调整。当前的网络因为智能化不够，并且缺乏统一的控制机制，还很难做到这一点。因此下一代光网络的发展将朝着网络的高可重构性与控制流归一化方向进行。

所以只有通过全面覆盖承载网的各个层次，使基于不同传送技术的网络实现统一控制，并建设具有更高业务要求和应用能力的业务驱动型传送网，这样才可以推动光网络的全新发展。

基于GMPLS+PCE的控制架构

现在的智能光网络架构可以分为四个平面：传送平面、控制平面、管理平面和业务平面。如图1所示传送平面负责用户数据和一些控制、管理信息的传送；管理平面执行传送平面、控制平面、业务平面的管理功能，并从整体上协调平面间的关系；控制平面主要通过信令网的支持，接收用户网络或者管理平面的要求，控制传送平面进行自动的交叉连接。而业务平面的引入使业务扩展和业务定制成为可能。通过业务平面，可以实现业务交换与业务控制相分离，使业务生成独立于业务运行环境。业务交换与业务控制相分离改变了由交换系统提供不同新增业务的传统方式。交换系统将只负责交换和接入功能，不会为新业务的引入做任何改动，从而实现了业务由业务平面集中提供的要求。业务生成独立于智能光网络的业务运行环境，使得业务的提供不依赖于业务平面相关设备的供应商，独立的业务运行环境为业务的快速提供奠定了基础。

针对基于GMPLS的分布式控制平面的路径计算方面的不足，IETF工作组自2006年提出了路径计算单元（PCE）的概念。同时还规范了一系列与PCE相关的RFC标准，例如PCE发现需求、PCE通信协议（PCEP）、基于PCE的后向回溯路径计算过程等。利用集中式与分布式相协同的优势，PCE适合网络的跨层跨域设计，支持端到端的多约束路径计算能力，在资源分配和选路优化方面具有较强的优势。

然而，当前的智能组网结构在异构网络的控制效能以及业务的灵活接入能力方面仍显不足。随着对下一代互联网络研究的深入，近年来网络虚拟化成为国外研究的热点。通过网络虚拟化技术，可以使人们更好的发挥网络基础设施资源的优势，通过统一的资源管理平台，使网络资源的利用率达到最优化。基于虚拟化的网络体系结构能使业务快速有效的接入并且按照业务需求独立的进行操作，这些过程都是基于同一个物理平台上。在每一个虚拟网络上，赋予业务提供者节点调配的灵活性，既可以减小网络运营者的管理成本，又可以让网络更具活力。因此，面向多业务应用的光网络集成控制将成为未来光网络发展前进的方向。

面向多业务应用的集成控制架构

光网络控制集成化可以将底层异构的物理网络抽象成统一的接口，以供上层应用进行统一的调度和管理。具体来讲，可以将传统的控制平面划分为两部分：一部分功能是与业务控制紧耦合，包括各种丰富的业务策略和各种资源配置协议；另一部分功能是与交换控制紧耦合，主要指实现节点交换必须具备的控制功能。其中，公共功能部分可从控制平面中分离出来，构成集中式的网络控制器，向下通过开放的接口协议与设备节点相连，向上相当于一个"网络操作系统"，了解全网资源信息，支持全网业务策略。在此基础上可灵活实现控制平面功能的可重构性，以及分组与光层的集成控制，能够很方便地扩展各种业务应用和网络运营功能。

集成化控制中心的实现方案可以分为控制中心全集中实现方案和多控制中心协作方案两种。前者是单控制中心对全网做集中式控制，后者是在多控制中心之间实现相互协作，通过控制协议在多控制中心之间进行资源调配。

单控制中心实现方案如图2所示。在这种实现模式下，全网的硬件控制、资源调度与业务解析完全由单控制中心完成，规则简单，能有效控制接口统一。但由于所有的控制功能均集成到了一个控制中心，会造成控制中心的负荷较重，特别是在大规模网络和复杂业务应用情况下会存在效率问题。此外单控制中心方案对网络的安全性存在极大的风险，一旦控制中心受到攻击，将造成整个网络瘫痪。

针对全集成化光网络控制架构存在的问题，基于控制中心集群的光网络控制架构即云控制中心，如图3所示，得到了发