ASON网络的应用和演进

zjol

作者：张国颖　　2004年12月02日 10:50 来源:泰尔网

一、引言

截至2001年底，我国骨干光传送网中的数据业务量已经超过了话音业务量，达到总业务量的50%以上。数据业务的特征是任意点到任意点的连接，业务流量和流向动态的变化。为了适应传送网数据业务的新特点，光传送网开始向支持网状网和带宽动态灵活指配的智能光网络方向发展。自动交换光网络(Automatic Switched Optical Network)技术的出现和快速发展体现了光网络发展的这一新趋势。

ASON是由信令控制实现光传送网内的连接/拆线、交换、传送等一系列功能的新一代光网络。ASON提供一种快速满足用户需求的体系结构，可有效解决网络可扩展性、可管理性和如何快速配置用户带宽、对用户带宽提供端到端保护的问题。ASON概念的提出代表了下一代光网络的发展方向，它将彻底改变当今电信传输网的网络体系、发展模式以及业务配置方式，使光传送网具有智能化。

二、标准化进展　

自1998年智能光网络的概念被提出，到2000年ITU-T正式确定开展ASON的标准化工作，ASON的相关技术研究和标准工作取得了很大进展。涉及ASON标准化工作的主要国际标准组织包括国际电联(ITU-T)、互联网工程任务组(IETF)以及光互联论坛(OIF)。

(1)ITU-T提出了ASON的体系结构和总体要求，以及信令、路由、自动发现等系列建议，其中有关体系结构、信令协议、路由结构等方面的标准已经通过。目前，ITU-T正在进一步开展有关路由协议，自动发现，ASON网络管理等方面的标准化工作。根据ITU-TSGl5的开发进度，预计ASON的大部分建议；降在2005年完成。

(2)ETF提出了面向光网络控制的通用多协议标记交换(GMPLS)体系架构，包含信令、路由、链路管理等规范，其中有关信令方面的三个GMPLS标准草案已经成为了正式的RFC。IETF目前正在对有关链路管理协议LMP、网络保护恢复、域间路由协议等方面的标准草案进行讨论，大部分IETF GMPLS的规范有望在年内完成。

(3)OIF在UNI1.0的成功基础上，进一步开发了UNI2.0草案，根据运营商需求增加了很多新的功能，包括支持呼叫、双归、修改带宽以太网业务和扩展的安全性等。2004年1月，ENNll.0信令规范得到正式表决通过。OIF在2004年的一项重要工作是进行UNI2.O和ENNI的互操作性试验，以全球范围的主要运营商为主体，开展以太网适配(GFP)。VCAT/LCAS，UNIl.0R2，ENNI信令和路由等方面的实验。图1为各个标准化组织有关控制平面的标准化进度。




图1　各标准化组织的工作进度

三、ASON设备情况和国内外应用

近年来，光网络设备制造商大力投入ASON设备的研发工作，ASON有关的关键技术特别是控制平面技术得到了突破，ASON设备也逐步由实验室阶段走向实用化阶段。

在传送平面方面，目前比较成熟的是基于电交叉技术的大容量SDH交叉连接设备，多数厂家都采用OEO交换结构，交叉容量一般可以达到320G以上，并具有平滑扩展到T比特容量的能力。交叉颗粒可以支持VC-4以及VC-4-nc，部分厂家称未来将进一步支持波长、子波带和光纤的交换颗粒。组网能力除了能够支持传统的环网保护和路径保护之外，还能支持网状网恢复。在控制平面方面，光网络设自制造商在OIF UNIl.0和IETF GMPLS规范的基础上，开出了具有分布式智能功能的ASON控制平面，实现了网络拓扑的自动发现、交换连接和软永久连接控制、分布式路自、网状网保护和恢复等功能，支持带内或带外的信令网络、多种业务等级SLA，并能够提供符合OIF UNI 1.0的标准接口。但是，由于相关标准尚未完成，目前的ASON产品还仅实现了部分ASON功能，ASON产品还有待进一步完善。存在的具体问题如下：

(1)厂家对于呼叫和连接分离，连接接纳控制、E-NNI接口等功能支持的较少。

(2)不同厂家的ASON网络还无法通过E-NNI接口实用互联互通。

(3)具有ASON网络实际应用的厂家比较少。

(4)基于控制平面的分布式网络保护和恢复，在大规模网络上的性能还需要试验网络的进一步检验。

在ASON产品应用方面，国外一些主要运营商和设备制造商起步较早。AT&T公司率先在全美范围内敷设了连接约100个城市的智能光网络；沃达丰，西班牙电信，Network等运营商也相继将ASON应用在干线网络中。近两年来，我国的主要电信运营企业对ASON技术投入了极大的关注。2003年，中国铁通在吉林完成了省内智能光网络试验，北京通信首次在国内城域网上采用了智能光网络技术，中国电信、中国联通等也积极开展了相关技术研究和经济性分析，并着手ASON试验网的规划和建设。

四、ASON网络应用和演进的策略及问题　

经过几年来ASON技术的不断进展和国内外运营商在ASON组网方面的积极探索，ASON技术已逐步走向实用化，预计2004-2005年将成为ASON网络应用的分水岭。从以下几个方面探讨ASON网络应用和演进的策略及存在问题。

1.分步骤向ASON网络演进

ASON技术是对现有光传送网的网络结构、业务提供、运行维护体制的巨大改变。同时，市场的迫切需求和标准的不完善，是运营商部署ASON网络面临的最大问题。因此，光传送网络向ASON的演进必须循序渐进，采取统一规划分步实施的策略。

从国内运营商的需求来看，有可能在骨干传送网或城域传送网中首先引入ASON。骨干传送网具有向网状网演进的迫切需求，骨干网对网络资源优化的要求高，需要丰富的保护恢复机制。因此，在长途节点可以首先使用基于OEO交换技术的大容量交叉连接设备，并引入ASON的信令、路由协议和NNI接口，实现ASON的功能。但是，在骨干网引入ASON，对业务和网络整体结构的影响较大，运营商对此比较慎重。城域传送网的业务量大，具有对动态业务调度要求高的特点，而且在城域网中引入ASON对全网的影响较小，因此国内一些运营商考虑首先在城域传送网的核心层面引入ASON。

由于目前ASON接口标准还不成熟，不同厂家之间难以实现互联互通，因此现有的ASON设备还不能构成标准的ASON网络，一般称之为智能光网络。现阶段部署的智能光网络必然选用单一厂家的设备，并且仅需要单控制域的组网应用方式。在这种组网方式下，ASON节点之间采用I-NNI接口互联，对外采用标准UNI接口连接客户网络。由于l-NNI接口属于网络内部接口，不涉及互联互通，因此允许厂家选择自己的控制协议，可以不要求协议和信令机制的标准化。

随着ASON标准化的逐步完善和成熟，通过对ASON节点设备进行软件升级，使之具有符合标准的E-NNI接口，可以实现与其他厂家的ASON设备互通，在单运营商内部构成分层的控制域结构，进而在不同运营商ASON网络之间实现互通，演进成为标准的ASON网络。要保证智能光网络未来向标准ASON网络升级，选择设备要考虑以下要求：

(1)支持或未来支持标准的UNI，E-NNI接口。

(2)智能功能和信令、路由和链路管理等协议必须符合ITU-T/OIF/IETFASON相关标准。

(3)选择广泛使用的信令和路由协议，以便未来和其他设备的互通。

(4)设备必须具有良好的平滑升级能力，应能够不需要更换硬件，仅通过软件升级成为符合标准的ASON网络节点。

2.技术选择和组网方式

(1)控制方式选择。ASON体系结构支持实现的灵活性，允许集中控制方式、分布控制方式或二者混合的方式。分布式控制的控制功能由分布在每个网元中的控制元件实现，完成任何控制功能通常要求不同网元的控制元件进行交互和协调。在集中控制方式下，网络的智能控制通常由集中的网络管理系统来承担。

由于ASON需要支持大量的动态连接，因此采用分布式控制方式能够提供更高的执行效率和可靠性，使网络的局部故障对全网的影响降低到最小程度。分布式控制方式中，每个网元节点具有完备的信令连接功能，使网元组织和不同厂家设备共同组网的实现变得简单易行，比较符合网状网的特点。

集中控制方式的网络性能受到管理系统的处理能力的限制，连接建立和保护恢复的时间比较长。网络控制对于管理系统的依赖性比较强，管理系统故障会影响全网的控制。但是，由于管理系统掌握全网资源和状态的动态信息，对于路由优化、恢复的预计算等工作，虽然可以由控制平面独立完成，但是在管理系统的指导下，可以得到全网范围最优的解决方案。因此，对于新建ASON网络应采用分布式控制方式，可适当结合管理系统的网络优化功能，实现优化的网络智能。

(2)控制域的组织。根据现有ASON产品的技术水平，智能光网络组网应采用单厂家设备，单控制域的组网方式，即所有ASON设备在一个控制域内。为满足网络的可扩展性，控制域内可以根据需要划分若干路由区，设备间采用I-NNI信令接口进行互联。未来进行网络扩容时，可以采用两种方式，即在原有控制域内扩容，但要求必须采用相同厂家的设备；组建新的控制域，并通过E-NNI信令接口进行控制域之间的互联，这种方式允许选择不同厂家的设备。

ASON网络对客户网络应提供标准的UNI接口。由于目前支持UNI接口的客户层网络设备比较少，应要求ASON网络提供UNI代理功能，客户可以通过UNI代理的终端，向DXC网络申请动态连接的建立、删除和查询。

(3)网络保护恢复方式的选择。网状网的动态连接恢复机制与SDH线性和环网保护机制相比，具有较高的网络资源利用率。但是，其恢复时间相对较长，一般在几百毫秒到秒级。由于目前传送网仍承载大量话音业务，要求50ms以内的保护倒换时间。因此，ASON网络应采取传统的SDH保护和MESH网络，恢复相结合的生存性机制。

·对于话音等对业务损伤时间敏感的业务，仍采用传统的SNCP保护、复用段或者环网等保护机制，保证50ms的业务倒换时间。同时，可以结合ASON的网状网恢复能力，提高话音业务在多重故障下的生存能力。

·对于IP业务、数据租线业务等可以采用网状网共享保护和动态恢复。利用ASON丰富的业务级别服务(SLA)功能，针对各种业务采取不同的保护恢复策略和差异化服务。

3.与现有网络的兼容

现有网络中已经建设了大量SDH环网和WDM系统，这些网络不具备智能，使得网络端到端连接动态控制无法实现，成为全网智能化的瓶颈。因此，必须解决ASON如何兼容现有网络的问题。对旧的光网络设备的兼容，存在以下两种升级方案：

(1)对每个设备增加智能控制单元。这种方案需要对每个设备的软、硬件进行复杂的升级工作，技术上有一定难度，而且不经济。

(2)对管理系统进行升级，使它成为具有智能的集中控制平面，原来的传送网络就成为ASON网络中的一个集中控制域。管理系统利用集中控制方式，实现控制域内连接的自动建立。在该控制域内部使用私有控制协议，对外通过在管理系统中增加标准的信令接口(UNI和E-NNI)，实现与其他控制域的配合，从而最终达到全网内的自动交换。

采用管理系统升级为集中控制的方式，兼顾了智能网络建设的迫切需求与传统网络技术的现状，可以实现旧的传送网络与ASON网络的兼容和平滑演进。

五、结束语　

相信随着ASON标准化进展的加快和ASON设备的进一步成熟，ASON技术即将步入实用化阶段。现有光网络逐步向ASON网络演进是光传送网发展的趋势。ASON网络的部署将深刻地改变光传送网的体系和功能，ASON这种新的网络体系将为网络运营商和服务提供商带来新的业务增长点，并将创造巨大的市场机会。