自動交換光網(wǎng)絡(luò)

英文縮寫: ASON (Automatic Switch Optical Network)
中文譯名: 自動交換光網(wǎng)絡(luò)
分 類: 網(wǎng)絡(luò)與交換
解 釋: 以光傳送網(wǎng)（OTN）為基礎(chǔ)的自動交換傳送網(wǎng)（ASTN）。
ASON的概念是國際電聯(lián)在2000年3月提出的，基本設(shè)想是在光傳送網(wǎng)中引入控制平面，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的按需分配從而實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的智能化。 使未來的光傳送網(wǎng)能發(fā)展為向任何地點和任何用戶提供連接的網(wǎng)，成為一個由成千上萬個交換接點和千萬個終端構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，并且是一個智能化的全自動交換的光網(wǎng)絡(luò)。
ASON（自動交換光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)及其發(fā)展
1、ASON光網(wǎng)絡(luò)的組成
ASON是指一種具有靈活性、高可擴展性的能直接在光層上按需提供服務(wù)的光網(wǎng)絡(luò)。傳輸設(shè)備是ASON的基本傳輸載體，通常提供線性或環(huán)型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。光交叉連接設(shè)備OXC為ASON的核心硬件設(shè)備，為其提供交換平臺。光交叉連接設(shè)備的引入，使組網(wǎng)拓撲從環(huán)型、線性結(jié)構(gòu)演進成高效的網(wǎng)狀拓撲，從而可為尋找最優(yōu)化的光路由或在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時快速尋找保護路由提供可能，同時也便于在全網(wǎng)共享備用資源。ASON自身的伸縮性與網(wǎng)絡(luò)軟件的結(jié)合可提供全網(wǎng)的伸縮性，各種直接向用戶提供的特色服務(wù)都要通過交換平臺實施。按照ITU-TG.8080建議，ASON分為傳送平面、控制平面和管理平面。
此前，光傳送網(wǎng)只有傳送平面和管理平面，沒有分布式智能化的控制平面，因此，ASON概念的提出，使傳輸、交換和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起，實現(xiàn)了真正意義的路由設(shè)置、端到端業(yè)務(wù)調(diào)度和網(wǎng)絡(luò)自動恢復(fù)，它是光傳送網(wǎng)的一次具有里程碑的重大突破。傳送平面包括提供子網(wǎng)絡(luò)連接（SNC）的網(wǎng)元（NE），它具有各種粒度的交換和疏導(dǎo)結(jié)構(gòu)，如光纖交叉連接，波帶和波長交叉連接；具有各種速率和多業(yè)務(wù)的物理接口，如SDH（STM-N），以太網(wǎng)接口，ATM接口以及其他特殊接口等；具有與控制平面交互的連接控制接口（CCI）。
2、ASON網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)
ASON由智能化的光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點所構(gòu)建的光傳送網(wǎng)以及對光傳送網(wǎng)進行控制管理的光信令控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成．從發(fā)展趨勢來看，網(wǎng)絡(luò)資源管理的智能化將集中在業(yè)務(wù)層上，而光學(xué)資源的管理將通過一個由業(yè)務(wù)層和光傳輸層所共享的集成控制平面提供．ASON的實現(xiàn)依賴于GMPLS等控制協(xié)議所構(gòu)建的控制平面的完善和智能化光層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點如OXC、OADM和波長路由器的真正實現(xiàn)。
在ASON中，提出了全新的CP概念．CP涉及接口、協(xié)議和信令3個方面的問題，負責(zé)連接的提供、維護以及網(wǎng)絡(luò)資源的管理．在網(wǎng)絡(luò)中連接的提供需要路由選擇算法、沿被選路由的請求和建立連接的信令機制．一旦一個連接被成功地建立起來，它就需按照業(yè)務(wù)等級協(xié)議（SLA）進行維護．而獲得網(wǎng)絡(luò)的拓撲（包括網(wǎng)絡(luò)總體情況和連通性）以及可用資源的信息是網(wǎng)絡(luò)操作的基本功能．理想地說，網(wǎng)絡(luò)的拓撲和可用資源應(yīng)該自動發(fā)現(xiàn)，以實現(xiàn)鄰居和終端系統(tǒng)發(fā)起的請求機制、算法以及信息在網(wǎng)絡(luò)中的通告．此外，有效的網(wǎng)絡(luò)資源的利用要求維護一個網(wǎng)絡(luò)總體的當(dāng)前可用網(wǎng)絡(luò)資源信息，這都是完成CP功能、實現(xiàn)連接動態(tài)提供的基礎(chǔ)．ASON正是有了這樣的CP，有了接口，通過協(xié)議和信令系統(tǒng)動態(tài)地交換網(wǎng)絡(luò)拓撲狀態(tài)信息、路由信息及其它控制信息，才具備了實現(xiàn)光通道的動態(tài)建立和拆除的能力，具備了自動交換的能力。
3、ASON的管理
ASON的每個網(wǎng)元都具有智能性，網(wǎng)元間可進行路由信息和鏈路狀態(tài)信息的交換。每個網(wǎng)元依據(jù)動態(tài)路由協(xié)議掌握著整個網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)和相關(guān)鏈路的狀態(tài)。網(wǎng)元知道哪些網(wǎng)元具有可達性，并知道通過哪些路徑可達。智能光網(wǎng)絡(luò)充分簡化了網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，通過一個網(wǎng)管 系統(tǒng)就可實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的有效管理，實現(xiàn)端到端的配置、故障管理和性能管理等功能。
ASON具有自身的網(wǎng)管系統(tǒng)，它是光傳送網(wǎng)網(wǎng)管體系結(jié)構(gòu)的一個組成部分。在邏輯上，ASON網(wǎng)管系統(tǒng)與SDH網(wǎng)管系統(tǒng)、WDM網(wǎng)管系統(tǒng)并行管理光傳送網(wǎng)，它們屬于同一層面。因此，ASON網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)采取以ASON網(wǎng)管系統(tǒng)管理為主，需要時應(yīng)與SDH網(wǎng)管系統(tǒng)相配合來協(xié)調(diào)管理整個傳送網(wǎng)，充分發(fā)揮ASON網(wǎng)在傳送網(wǎng)中的智能化電路調(diào)度作用。烽火通信推出的OTNM2000智能網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)能夠完成對與MSTP基礎(chǔ)平臺和智能控制系統(tǒng)的統(tǒng)一管理功能。
4、ASON組網(wǎng)方案
考慮與實際已經(jīng)存在的DWDM，SDH網(wǎng)絡(luò)融合，ASON組網(wǎng)方案有兩種：
（1）ASON+DWDM組網(wǎng)方案
利用DWDM系統(tǒng)的大容量和長途傳輸能力以及ASON節(jié)點的寬帶容量和靈活調(diào)度能力，可以組建一個功能強大的網(wǎng)絡(luò)。在這樣的網(wǎng)絡(luò)中，尤其在骨干和匯聚層網(wǎng)絡(luò)，ASON節(jié)點可以完成傳統(tǒng)SDH設(shè)備所能完成的所有功能，并提供更大的節(jié)點寬帶容量，更靈活和更快捷的電路調(diào)度能力，同時網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運營費用也比較低。ASON節(jié)點所能提供的單節(jié)點交叉容量可以大大緩解網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的“瓶頸”問題。烽火通信已經(jīng)在河北移動城域網(wǎng)傳輸系統(tǒng)中采用了ASON+DWDM的組網(wǎng)方案。
（2）ASON和SDH混合組網(wǎng)方案
ASON可以基于G.803規(guī)范的SDH傳送網(wǎng)實現(xiàn)，也可以基于G.872規(guī)范的光傳送網(wǎng)實現(xiàn)，因此，ASON可與現(xiàn)有SDH傳送網(wǎng)絡(luò)混合組網(wǎng)。 ASON與現(xiàn)有電信網(wǎng)絡(luò)的融合是一個漸進的過程，先在現(xiàn)有的SDH網(wǎng)絡(luò)形成一個個ASON,然后逐步形成整個的ASON。這一發(fā)展過程與PDH向SDH設(shè)備的過渡非常相似。在遼寧阜新網(wǎng)通本地網(wǎng)工程中烽火通信FonsWeaver 780設(shè)備為阜新網(wǎng)通構(gòu)建核心
網(wǎng)絡(luò)可由MSTP網(wǎng)絡(luò)升級至ASON網(wǎng)絡(luò) ,可由10G環(huán)升級至40G環(huán)
5、ASON的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用
1.40Gbit/s速率的光接口
隨著各種新興電信業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，特別是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用量越來越大，我們在使網(wǎng)絡(luò)變得智能化的同時，也要考慮網(wǎng)絡(luò)寬帶化的問題。對于應(yīng)用于骨干層網(wǎng)絡(luò)ASON節(jié)點設(shè)備來說，能夠提供40Gbit/s的更大速率光接口就顯得非常有必要了。另一方面，各種高端路由器和交換機的接口速率達到了10Gbit/s，這種大容量高端路由器和交換機的出現(xiàn)也大大推動了40G光接口在ASON節(jié)點設(shè)備中的應(yīng)用。烽火通信作為國內(nèi)主要的光通信設(shè)備供應(yīng)商之一，已經(jīng)在40G商用傳輸系統(tǒng)方面取得了重大突破，承擔(dān)的國家“十五”科技攻關(guān)計劃項目“40Gbit/sSDH光纖通信設(shè)備與系統(tǒng)”已經(jīng)順利通過信息產(chǎn)業(yè)部驗收專家委員會的驗收。該項目通過采用精確色散補償、拉曼化摻餌光纖放大器等技術(shù)，成功地實現(xiàn)了40Gbit/s光傳輸系統(tǒng)在G.652和G.655光纖上的560km無電再生無誤碼傳輸，解決了該系統(tǒng)在色散、非線性等方面的關(guān)鍵難題。目前烽火通信FonsWeaver系列ASON產(chǎn)品已經(jīng)全面支持40Gbit/s高速率光接口。
2．基于BitSlice技術(shù)的多播嚴格無阻塞交叉矩陣
交叉矩陣是ASON節(jié)點設(shè)備傳送平面的核心部分，ASON設(shè)備和傳統(tǒng)的SDH/MSTP設(shè)備相比，除了增加控制平面外，在傳送平面硬件方面也有部分改進。例如交叉容量的提升和交叉矩陣的多播嚴格無阻塞特性。為什么ASON節(jié)點設(shè)備需要多播嚴格無阻塞、大交叉能力的交叉矩陣呢？主要是以下三方面的原因：首先，ASON是基于格狀網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的，相對于以往的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)來說，ASON節(jié)點設(shè)備上要提供更多的光接口，要有更強的業(yè)務(wù)調(diào)度和疏導(dǎo)能力。其次，采用多播嚴格無阻塞的交叉矩陣對于ASON網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)時間性能有顯著提高。與之相比，傳統(tǒng)的3級CLOS矩陣方式具有重構(gòu)無阻塞特性，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，ASON節(jié)點設(shè)備的交叉連接要進行內(nèi)部路由搜索，延長了全網(wǎng)恢復(fù)時間。最后，采用多播嚴格無阻塞矩陣可以更好地支持ASON網(wǎng)絡(luò)中的廣播業(yè)務(wù)。若采用重構(gòu)無阻塞交叉矩陣，在廣播業(yè)務(wù)達到25％以上時，會顯示出阻塞特性。目前烽火通信FonsWeaver系列ASON產(chǎn)品已經(jīng)全面支持基于BitSlice技術(shù)的多播嚴格無阻塞交叉矩陣,其最大交叉能力達到1280G。
6、ASON技術(shù)的演進
（1）在光傳輸網(wǎng)完全采用WDM傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)上，首先在長途節(jié)點使用OEO交換技術(shù)的OXC設(shè)備，采用ASON的信令、路由協(xié)議和NNI接口，在域內(nèi)實現(xiàn)ASON的功能；
（2）在城域網(wǎng)范圍內(nèi)，采用具有UNI接口的多業(yè)務(wù)傳輸平臺（MSTP）或OXC設(shè)備，以便使MSTP或OXC設(shè)備可以通過UNI接口，實現(xiàn)端對端智能管理；
（3）在全網(wǎng)內(nèi)，全面采用ASON的信令、路由協(xié)議、NNI接口和功能；
（4）不同運營商的ASON，使用NNI或UNI接口互通。
7、結(jié)束語
對于ASON網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，其標(biāo)準化進程的加快，將實現(xiàn)不同廠商設(shè)備的互通和互操作，同時網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從環(huán)網(wǎng)向網(wǎng)狀網(wǎng)演進，著重了網(wǎng)狀網(wǎng)物理平臺的建設(shè)及系統(tǒng)資源的完善和優(yōu)化，隨著ASON技術(shù)的逐步成熟，未來幾年將進入實用化階段。ASON利用單一的控制平面，可以實現(xiàn)跨廠商、跨運營商管理域OTN/SDH傳送平面的統(tǒng)一控制，完成端到端的電路建立、保護和恢復(fù)，解決了端到端配置、保護和恢復(fù)、電路SLA等問題�？梢韵嘈�，ASON網(wǎng)絡(luò)體系將為網(wǎng)絡(luò)運營商和服務(wù)商帶來新的業(yè)務(wù)增長點，創(chuàng)造巨大的市場機遇與經(jīng)濟效益。

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