ASON網絡技術現(xiàn)狀及組網應用 - 全文

面對超出想象的巨大通信市場需求，運營商正在尋求一條新的途徑以更低的成本建造新型光傳送網絡，增強網絡容量的擴展能力和組網靈活性。自動交換光網絡（ASON）的出現(xiàn)，是在充分吸收了IP網絡和技術的優(yōu)點，將其融合到光傳送網中實現(xiàn)的。它在設計之初，就充分考慮到分組業(yè)務占主導地位的發(fā)展趨勢，將其設計成與IP網絡相似的結構，具有無限擴展性和兼容性，通過標準的接口，不同廠家的設備可實現(xiàn)互通，便于全網的管理。

　　傳統(tǒng)的傳送網只涉及到信號的傳送、復用、交叉連接、監(jiān)控和生存性處理，不含交換功能，而ASON除了具備以上功能外，還能實現(xiàn)動態(tài)、自動傳送、交換和建立連接的功能。同時，為了滿足目前電路交換和分組交換業(yè)務的需求，ASON還引入了信令和路由的概念，以吸取兩類網絡的優(yōu)點同時又避免它們各自的缺點。此外，ASON支持多種客戶信號，是一種獨立于客戶和技術的網絡。

　　ASON技術特點

　　ASON是符合G.8080框架要求的、通過控制平面來完成自動交換和連接控制的光傳送網，它以光纖為物理傳輸媒質，由SDH和OTN等光傳輸系統(tǒng)構成。ASON網絡的核心是網絡智能性，包括呼叫和連接控制、路由和自動發(fā)現(xiàn)等功能以實現(xiàn)智能化網絡控制功能。ASON網的應用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

　　1．快速電路指配。ASON技術支持采用標準路由和信令協(xié)議實現(xiàn)光網絡中的動態(tài)端到端連接建立和調度，采用SPC、SC功能可快速進行電路配置。

　　2．網絡資源動態(tài)分配。采用流量工程將網絡資源動態(tài)分配給路由，滿足網絡結構的不斷調整和各個地區(qū)業(yè)務增長的不均衡，同時還可滿足各種臨時性業(yè)務；充分發(fā)掘網絡潛力，提高網絡資源利用率和運營商投入產出比。

　　3．網絡結構易于擴容和調整。由于采用網狀網結構和分布式網絡智能，便于節(jié)點的增加和網絡結構的調整。

　　4．抗多點失效，增強網絡的生存性。提供MESH保護恢復能力，抗多節(jié)點失效，當傳統(tǒng)的環(huán)網出現(xiàn)兩處光纜斷時，業(yè)務已經中斷，而網狀網可尋找多條迂回路由保證業(yè)務不中斷。提高網絡的生存性和抗災難能力，特別是分布式恢復能力可實現(xiàn)快速業(yè)務恢復。

　　5．快速的保護恢復機制，支持多等級業(yè)務。針對不同的業(yè)務提供不同的保護恢復等級，提高網絡的利用率；同時可支持各種新型業(yè)務，以更好地實現(xiàn)用戶的定制服務，為重點大客戶提供更具吸引力的服務，提升運營商的整體競爭能力。

　　6．提高了網絡帶寬利用率，節(jié)省網絡投資，降低CAPEX/OPEX。ASON網絡使運營商更好地利用光網絡，提高網絡的利用率，顯著降低每兆比單位成本，簡化網絡結構，降低運行成本。

　　7．網絡易于管理。傳統(tǒng)的SDH網管中所有的電路管理和配置等功能均由人工在EM/SNM上來完成，智能性較差。ASON網絡采用分布式智能，資源的自動發(fā)現(xiàn)和連接的動態(tài)配置分配于各個節(jié)點來自動實現(xiàn)，減少網管壓力，便于網絡管理。

　　8．支持多種新型業(yè)務。由于其可擴展性好，格式透明，能隨新業(yè)務的產生而不斷推陳出新，便于引入諸如按需帶寬業(yè)務、波長批發(fā)、波長出租、光撥號業(yè)務、動態(tài)路由分配、光虛擬專用網等新的業(yè)務類型，使傳統(tǒng)的傳送網向業(yè)務網演進。

　　總之，ASON網絡與傳統(tǒng)網絡相比其優(yōu)勢在于可對業(yè)務在網絡的任意節(jié)點間靈活部署，網絡資源動態(tài)分配，提高網絡資源利用率，增強了網絡的靈活性和生存性。

　　ASON國際標準化情況

　　目前對自動交換光網絡（ASON）技術進行跟蹤研究的國際標準化組織主要包括國際電信聯(lián)盟電信工作組（ITU-T）、因特網工程工作組（IETF）、光因特網論壇（OIF）和電信管理論壇（TMF），各標準化組織之間既有重疊，又互為補充。

　　ITU-T是通信行業(yè)主要的標準化組織，它在ASON領域的主要工作是定義了一個標準的自動光網絡體系結構，與其他標準化組織的不同在于它是從整體結構的角度出發(fā)研究光網絡，之后再決定如何實現(xiàn)。ITU-T主要負責ASON體系結構方面的內容，另外它在分布式呼叫與連接管理、路由協(xié)議、自動發(fā)現(xiàn)等方面給出了框架結構與協(xié)議規(guī)范，還對保護恢復、連接允許控制、管理平面等方面進行了規(guī)范。

　　IETF的工作主要是定義用于智能光網絡的控制協(xié)議，與ASON技術研究有關的工作組包括CCAMP、MPLS和IPO等三個工作組，它們主要的工作是提出了通用多協(xié)議標記交換（GMPLS）一系列標準草案，包括信令協(xié)議（RSVP-te/CR-LDP）、路由協(xié)議（OSPF/IS-IS）、鏈路管理協(xié)議（LMP）等。

　　OIF目前主要關注的是IP客戶端，OIF已經規(guī)范了智能光網絡的用戶接口（UNI）。對于外部網絡到網絡接口（E-NNI），OIF也有了一個初步的定義。

　　TMF主要解決不同技術的管理方面的問題，它關注ITU-T的G.7718，支持ASON控制平面的管理。TMF的很多定義可以用于ASON管理方面，它提供關于控制平面的信息模型。ITU-T目前的作法是將ASON管理問題進行劃分，只對管理平面的功能和需求進行定義，而管理對象和管理信息模型等定義交由TMF來完成。

　　國內中國通信標準協(xié)會傳送網工作組在自動交換光網絡的標準制定工作中，主要依據(jù)ITU-T的框架結構和相關建議，同時兼顧IETF和OIF的相關規(guī)范。2003年，傳送網工作組開始制定《自動交換光網絡標準（ASON）技術要求》系列標準，在該系列標準中，將整個ASON技術要求劃分為體系結構與總體要求、術語和定義、DCN、信令、路由、自動發(fā)現(xiàn)、保護恢復、管理平面、UNI、E-NNI等幾個部分，目前已經完成體系結構、術語定義、DCN、信令、UNI、管理平面、自動發(fā)現(xiàn)等部分標準的制定。

　　綜上所述，目前對ASON的標準化工作已經基本完成，ASON各個方面的功能都已基本成熟，僅在E-NNI接口的互通方面還存在不完善的地方，基于域間的保護恢復還不能很好的互通，這將是下一步標準化工作需要解決的問題。

　　ASON設備現(xiàn)狀

　　ASON設備正逐步走向成熟?？偟膩碚f，在傳送平面目前關注基于SDH的ASON設備，其交換顆粒在VC4粒度之上，另外部分廠家實現(xiàn)了基于VC12顆粒的ASON調度，同時在WDM網絡中具備了基于波長的智能調度；在控制層面，基本的控制層面功能已經具備，如連接管理、路由等，在控制層面的接口方面，對E-NNI接口已經實現(xiàn)了廠家間的互通，能夠通過E-NNI接口實現(xiàn)端到端的業(yè)務調度，但是E-NNI接口的保護恢復機制還不完善；對于ASON管理系統(tǒng)，對傳送層面的設備管理比較成熟，對于控制層面的管理基本完善；對于信令網絡，帶內和帶外方式都有提供，但是帶內方式下的互通存在一定的問題；對于保護恢復，已經提供了比較完善的保護恢復機制。

　　具體來說，目前ASON設備現(xiàn)狀的以下幾個主要特點。

　　1．提供大容量的交叉矩陣，實現(xiàn)多光口方向的業(yè)務疏導，可以支持320G/640G交叉容量，甚至可以達到1.28T。

　　2．提供豐富的業(yè)務接口，包括供STM-1、STM-4、STM-16、STM64和GE接口。

　　3．支持分布式控制，包括分布式信令、路由和自動發(fā)現(xiàn)功能。可以實現(xiàn)軟永久連接（SPC）和交換連接（SC）的創(chuàng)建、查詢、刪除；支持路由信息發(fā)布和更新、通道路由計算功能；支持鄰居自動發(fā)現(xiàn)等功能。

　　4．支持類型豐富多樣的網絡保護和恢復功能，包括比較成熟和完善的SDH網絡保護功能、基于控制平面的保護功能、分布式動態(tài)重路由恢復功能以及保護與恢復的結合。多種保護恢復技術，可實現(xiàn)抵抗多重故障的生存能力，增強了網絡的健壯性。

　　5．在ASON信令通信網方面，支持帶內和帶外兩種信令通信方式。部分廠家支持帶內信令信道的擴展。

　　6．通過ASON網管系統(tǒng)實現(xiàn)端到端、跨越ASON網絡的業(yè)務統(tǒng)一調度。

　　ASON網絡組網應用

　　ASON網絡結構的選擇主要需要考慮以下因素：光傳送網的現(xiàn)網結構和規(guī)模；光傳送網的規(guī)劃建設、運行維護體制；業(yè)務網的結構和業(yè)務需求；網絡安全性和多廠商競爭性；ASON多域技術的成熟性。

　　根據(jù)以上各種因素的不同，ASON網絡結構可以采用不同的分層結構和組網方案，主要考慮網絡分層、網絡分域以及單平面和雙平面等幾個方面的因素。

　　1．ASON網絡分層

　　網絡分層結構主要涉及省際、省內、本地光傳送網的組織結構和網絡扁平化。針對運營商現(xiàn)有的三層網絡結構和未來網絡扁平化的發(fā)展趨勢，目前ASON網絡可采用三層組網的模式，即和現(xiàn)有運營商的網絡分層保持一致，如圖所示。

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　　圖 ASON網絡結構

　　ASON網絡分為三個層面，即ASON省際干線傳輸網、ASON省內干線傳輸網和ASON本地傳輸網絡。

　　省際ASON網除了包括現(xiàn)有的省會節(jié)點外，還可以將國際出口節(jié)點、省內網的第二出口點、業(yè)務需求較大的部分沿海發(fā)達城市納入，進行統(tǒng)一的調度管理。各層ASON網絡獨立組織控制域，各層網絡之間通過E-NNI進行互連，以實現(xiàn)跨層的端到端調度。

　　省內ASON傳送網覆蓋各省內的二干節(jié)點，為省內主要城市間提供傳輸電路，連接各本地ASON網絡。省內ASON傳送網采用網狀網結構，采用單控制域結構。

　　本地/城域光傳送網建設ASON網絡，應根據(jù)城市或地區(qū)的規(guī)模及業(yè)務發(fā)展的情況。國內運營商把城市類型大體分為以下四種：特大型城市、大型城市、中型城市、小型城市?，F(xiàn)階段，ASON網絡主要應用在特大型或者大型城市的城域核心層網絡。未來隨著業(yè)務的開展和技術的成熟，再逐步延伸到匯聚層和接入層。本地/城域ASON傳送網以網狀網結構為主，初期也可采用環(huán)網結構。

　　在業(yè)務調度顆粒方面，對于省際和省內層面，ASON網絡的調度顆粒為VC4或VC4-nc/v，提供STM-1/4/16/64、GE/10GE業(yè)務的調度和傳送。少量STM-64、10GE業(yè)務可以通過ASON傳送，10G業(yè)務量較大時，應通過WDM系統(tǒng)承載。2M/34M業(yè)務應在業(yè)務落地點進行匯聚后，在ASON網絡內進行傳送。對于本地/城域ASON網絡的調度顆粒為VC4、VC4-nc/v、VC12、VC12-nv，提供E1、E3、STM-1/4/16/64、GE/10GE業(yè)務的調度和傳送。

　　初期ASON采用單廠家單平面結構?？紤]到網絡安全性和廠家競爭性因素，在網絡容量需求較大時，可以引入不同廠家建設第二平面。

　　2．ASON網絡分域

　　ASON通過引入控制域的概念，可以允許運營商根據(jù)多種策略來構建ASON網絡，使網絡具備了良好的規(guī)模性和可擴展性。根據(jù)ASON網絡的分層結構，可以對各層面ASON網絡劃分控制域。多個控制域之間通過E-NNI接口進行互聯(lián)，實現(xiàn)跨ASON域的端到端資源管理。

　　目前E-NNI標準化情況尚不成熟，只能實現(xiàn)跨域的業(yè)務調度，但不能實現(xiàn)跨域的保護恢復，目前可行的跨域保護方式主要是靜態(tài)的1+1MSP保護。從國內外多域應用情況來看，世界范圍內組建的ASON網絡，都采用的是單控制域的方案，最大的ASON網絡是AT&T的國家骨干網，共包含150個左右的節(jié)點。ASON建設初期暫不進行多域組網。未來根據(jù)E-NNI標準的成熟情況，在適當時候進行E-NNI多域組網的互操作性試驗，逐步引入多控制域的組網結構。

　　總結

　　ASON技術的出現(xiàn)，極大地改變了光傳送網的概念和運作模式，將對傳送網產生深遠影響。本文對ASON網絡的技術特點、現(xiàn)狀以及組網應用進行了分析研究，得出的結論如下。

　　1．從標準化現(xiàn)狀來看，ASON網絡的各項標準工作已經基本完成，僅在E-NNI接口的保護恢復方面還不完善。

　　2．從ASON設備現(xiàn)狀來看，基于SDH的ASON設備已基本成熟，具備大容量的交叉矩陣，支持分布式的智能控制，提供多種多樣的保護恢復技術。

　　3．對于ASON網絡組網應用，目前運營商可針對現(xiàn)有的分層結構，在省際、省內和城域三個層面分別組網。另外由于E-NNI接口尚不成熟，在各個層面內宜采用單一ASON域的組網方式，待E-NNI接口成熟后再逐步引入多控制域的組網結構。

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