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智能光網絡是一種具有動態(tài)連接能力、能夠支持多種類型業(yè)務、并可以根據實際的需求對帶寬進行實時分配的光網絡，是傳送網發(fā)展的趨勢，其主要代表是ASON（自動交換光網絡）。路由技術作為智能光網絡控制平面的一項重要的核心技術，是智能光網絡標準化工作的重點和難點，也是國際標準化組織當前的主要研究對象。
1、智能光網絡路由的基本特點
智能光網絡的路由不同于傳統的IP路由，其主要差別表現在如下幾個方面。
（1）IP路由包括控制和數據平面的功能�？刂破矫娴墓δ苡址譃閮刹糠郑簲U散拓撲信息和路由拓撲信息計算轉發(fā)表。數據平面的功能是利用轉發(fā)表來轉發(fā)IP數據包。在轉發(fā)IP數據包之前，連接并沒有建立，數據包是從源到宿一跳一跳的轉發(fā)的。和其它電路交換網絡一樣，光網絡中的數據平面并不參與連接的路由。在這些網絡中，端到端連接是根據網絡拓撲和資源信息來建立的，建立之后，數據就可以在連接上進行傳輸，路由就不需要再進行計算了；
（2）在IP網絡中，路由協議和數據平面的轉發(fā)過程關系密切。一旦出現故障，就必然會有用戶受到影響。而在光網絡中，由于控制平面和數據平面是分離的，路由協議出現故障后，并不會影響到已經建立的連接；
（3）在開始傳輸數據之前，必須先建立連接和預留資源。光網絡中的路由需要知道網絡中不同資源的可用性情況，目前的域內IP路由協議不處理資源可用性信息。而最近的為IP流量工程做了擴展的路由協議則涉及了這個內容。為了路由光網絡中的連接，需要經過加強的路由協議來處理資源的可用性信息；
（4）IP路由是逐跳計算的，而在光網絡中，路由是由源節(jié)點計算的。也就是說，在IP路由中，路徑上的各個節(jié)點會獨立地選擇下一跳來轉發(fā)數據包，因此，所有節(jié)點都必須知道整個網絡的拓撲，并且保持路由算法一致，這樣才能計算得到正確的路由。而在光網絡中，路由計算是由源節(jié)點完成的，只要源節(jié)點擁有正確的網絡拓撲信息就可以了，而不需要所有節(jié)點都擁有網絡拓撲信息以及進行路由計算；
（5）對于保護和恢復的需求。在IP網絡中，業(yè)務一般在最短路徑上進行轉發(fā)。當故障發(fā)生時，路由機制會選擇其它路由，使得數據包可以繞過故障點，也就是說，網絡對故障的處理多少會有一點延遲。然而，在光網絡中，一個基本特征就是大量使用預先計算好的，同時也是常常預先指配好的設備分離備份路徑來實現連接的保護；
（6）鄰居發(fā)現過程是許多域內IP路由協議的基本功能。光網絡中的鄰居發(fā)現則是由其它自動發(fā)現機制來實現的。在光網絡中，鄰居發(fā)現過程除了基本的鄰居發(fā)現外，還包括鏈路相關屬性的發(fā)現。
2、智能光網絡的路由選擇技術
2.1 基于約束（Constrain）的路由
基于約束的選路用于計算受到多個約束條件限制的路由，它從QoS路由發(fā)展而來，但又不同于QoS路由。在基于約束的路由選擇算法中，尋找一條同時滿足兩個或兩個以上度量約束的路徑，是一個NP完全問題。該問題目前在數學上還沒有統一確定的解決方法，這也意味著還沒有標準的基于約束的路由算法。
2.2 QoS路由
2.2.1 QoS路由的基本概念
QoS的概念用來刻畫服務提供者與用戶之間用數量或質量來定義的性能約定，一次連接的服務質量由一系列約束條件給出，如帶寬約束，時延約束，抖動約束等。QoS路由的基本任務是為一次連接尋找一條有足夠資源，能夠滿足QoS要求的可行路徑。QoS路由不同于盡力而為的路由，因為QoS路由通常是面向連接，有資源預留功能，并且能夠提供質量保證的服務；而后者有可能是面向連接的，也可能是無連接的。
2.2.2 QoS路由基本問題
QoS路由問題就是找到一條滿足一個或多個QoS條件的路徑。網絡服務被要求提供的QoS，對于給定路徑相對于其成分鏈路而言一般表現如下3類性質。
（1）可加性：總QoS等于構成這條路徑的所有鏈路QoS值之和（如跳數，時延等）；
（2）可乘性：總QoS等于構成這條路徑的所有鏈路QoS值之積（如誤差率，丟包率等）；
（3）最小最大性：總QoS等于構成這條路徑的所有鏈路QoS值中的最小者（如費用等），或者總QoS等于構成這條路徑的所有鏈路QoS值中的最大者（如流量，帶寬等）。
由于要同時滿足這些性質各異的QoS是比較復雜的，因此對于最小性QoS，進行路徑選擇之前不滿足QoS的鏈路將不作為路徑選擇對象；對于乘法性QoS，可以將各鏈路的QoS值進行對數變化，轉換為加法性QoS，保證在進行路徑選擇時只包括加法性QoS，以便于處理。
2.3 GMPLS路由技術
MPLS對傳統的路由協議進行了擴展用來支持流量工程（TE）。GMPLS在此基礎上又對其進行了擴展和加強，從而支持鏈路狀態(tài)信息的傳送。GMPLS路由協議主要用于I-NNI接口的路由，即ASON域內路由。GMPLS對路由協議的擴展主要包括如下方面。
（1）對未編號鏈路的支持；
（2）鏈路保護類型（LPT）；
（3）共享風險鏈路組信息（SRLG）。如果一組鏈路共享某一種資源，而這種資源的失效可能會影響共享到所有這些鏈路，則稱這一組鏈路為“共享風險鏈路組”；
（4）接口交換能力描述符。GMPLS定義了以下的接口交換能力：PSC（分組交換），L2SC（L2交換），TDM（時分交換），LSC（波長交換），FSC（光纖交換）；
（5）帶寬編碼。
3、智能光網絡的路由算法描述
3.1 路由算法的設計目標
路由算法的設計目標通常包括以下內容。
（1）最優(yōu)化：路由算法選擇最佳路徑位置的能力；
（2）簡單性：路由算法應該被設計成盡可能地簡單，即必須以最少的開銷和使用費用獲得高效的功能；
（3）頑健性：路由算法必須是健壯的，在異常的或者無法預料的情況下（如硬件失敗，高負載條件和不正確的安裝和使用等），要求算法仍能正確運行；
（4）快速收斂性：路由算法必須在短時間內收斂；
（5）靈活性：路由算法應迅速準確的適應各種各樣的網絡狀況。
3.2 受限最短路徑優(yōu)先（CSPF）算法
在通信網絡中，使用Dijkstra和Bellman-Ford算法計算最短路徑是很有效的，但如果要求滿足不同的QoS條件，將約束引入優(yōu)化問題時，算法會變的十分復雜。約束最短路徑優(yōu)先（Constrained SPF）算法屬于啟發(fā)式算法，它是一種改進的最短路徑約束算法，是目前最適應于智能光網絡的路由算法，在網絡中主要用來完成流量工程和快速的重路由。
對于CSPF算法有幾個輸入變量：首先是配置的流量隧道特性（帶寬，資源類所屬關系，優(yōu)先級，恢復性等）；其次是與這些特性相關的資源狀況；第三是網絡的拓撲信息。其中網絡的資源和拓撲信息可以通過IGP來獲得。
CSPF的主要計算步驟如下。
（1）CSPF會排除掉那些鏈路信息不全的鏈路，然后進行鏈路所屬的資源類的檢查，檢查之后，如果發(fā)現有無效的資源所屬關系的鏈路，就把這些鏈路排除掉；
（2）根據刪減后的拓撲計算最短距離的路徑。
3.3 用于CSPF計算的約束條件
通常約束條件分為兩類：鏈路約束和路徑約束。
3.3.1 鏈路約束
鏈路約束是指一條路徑上鏈路的使用限制，即光鏈路的屬性特征。單條成員（TE）鏈路可以包含如下屬性（約束條件）。
（1）最大帶寬：該參數描述了鏈路的容量；
（2）未預留帶寬：該參數描述了鏈路上還沒有被預留的帶寬；
（3）最大、最小連接帶寬：這兩個參數決定了鏈路中可以分配給某條連接的最大和最小帶寬�？煞峙涞淖畲髱捫∮阪溌飞系奈搭A留帶寬；可分配的最小帶寬取決于交換節(jié)點所支持的交叉粒度；
（4）鏈路保護類型：指鏈路的保護能力；
（5）SRLG：一串無序的數字，用于表示和鏈路相關的SRLG標識符；
（6）接口交叉能力：包括交叉能力和交換能力細節(jié)信息。
3.3.2 路徑約束
路徑約束是指在選定路徑上性能度量標準值的加性或乘性組合的界限。
（1）路徑跳數限制：到達目的地路徑的最大跳數；
（2）松散顯示路由：確定給出路徑必須經過的一些中間鏈路或中間節(jié)點；
（3）保護恢復機制：當傳輸鏈路發(fā)生故障時采取哪種備份路徑恢復鏈路。
4、結束語
智能光網絡中的路由技術是當前的研究熱點和重點。由于目前還沒有相關的行業(yè)標準，因此在路徑選擇算法，約束條件選擇上具有相當的靈活性，隨著光傳輸技術的發(fā)展，需要考慮的約束條件也會隨之而發(fā)生變化，根據不同的網絡結構和性能需求來選擇不同的參數，從而更好的適應智能光網絡。
