構建新一代光網(wǎng)絡的核心技術----ASON

摘要　介紹了構建新一代光網(wǎng)絡的核心技術？自動交換光網(wǎng)絡(ASON)。重點闡述了ASON的總體結構，分析了ASON技術特點和優(yōu)勢以及存在的不足并總結了ASON的發(fā)展前景。

關鍵詞　ASON　智能光網(wǎng)絡　OTN

0、引言

　　以光傳送網(wǎng)OTN(Optical Transport Network)為基礎的自動交換傳送網(wǎng)ASTN(Automatic Switched Transport Network)被稱為自動交換光網(wǎng)絡ASON(Automatic Switched Optical Network)。ASON是指在ASON信令網(wǎng)控制之下完成光傳送網(wǎng)內(nèi)光網(wǎng)絡連接、自動交換的新型網(wǎng)絡，其基本思想是在光傳送網(wǎng)絡中引入控制平面以實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的實時按需分配，從而實現(xiàn)光網(wǎng)絡的智能化，以滿足市場要求，向支持多信道、高容量、可配置、智能型的網(wǎng)絡演進。作為構建新一代光網(wǎng)絡的核心技術，ASON以可兼容、可擴展的硬件系統(tǒng)為支撐，將先進的軟件系統(tǒng)融入硬件平臺，形成一個更具伸縮性、以數(shù)據(jù)為中心的基礎平臺，把光層從一種靜態(tài)的傳輸媒體變成一種動態(tài)的、智能的光網(wǎng)絡結構，并直接從光域提供各種靈活的高速增值業(yè)務，使運營商可以直接從光域快速提供業(yè)務，全面提升傳送效能。

　　1998年，ITU-T提出光傳送網(wǎng)的概念取代過去全光網(wǎng)的概念。2000年之前，OTN標準化基本采用了與SDH相同的思路，以G.872光網(wǎng)絡分層結構為基礎，分別從物理口、節(jié)點接口等幾方面定義了OTN。2000年，對于OTN發(fā)展是一個重要轉(zhuǎn)折，由于自動交換光網(wǎng)絡的發(fā)展使OTN標準化進程改變了方向，從單純模仿SDH標準化向智能ASTN標準化方向發(fā)展，其中的重點又是控制平面及其相關方面的標準化。2000年以后，由于自動交換傳送網(wǎng)絡的出現(xiàn)，OTN的標準化發(fā)生了重大變化。標準中增加了許多智能控制的內(nèi)容，例如自動路由發(fā)現(xiàn)、分布式呼叫連接管理等被引入了控制平面，以利用獨立的控制平面來實施動態(tài)配置連接管理網(wǎng)絡。另外，對G.872也作了比較大的修正，針對自動交換光網(wǎng)絡(ASON、ASTN的一部分)引入的新情況，對一些建議進行了修改。2001年3月9日，發(fā)布了G.satn V0.5.1建議稿。目前，ASTN系列建議還沒有最后完成，只是完成了結構、功能性的抽象描述和對系統(tǒng)分層、分塊及相互關系的描述，每個模塊內(nèi)具體實現(xiàn)的實施方法還沒有定義。預計在要2005年以后才能完成ASTN的標準化。

1、ASON網(wǎng)絡總體結構

　　1.1　ASON網(wǎng)絡的層次結構

　　在ASON網(wǎng)絡的整體結構中，層次模型關系是一個非常重要的方面。ASON網(wǎng)絡設計的目的是為了實現(xiàn)大范圍全局性整體網(wǎng)絡，因此ASON網(wǎng)絡在結構上采用了層次性的可劃分為多個域的概念性結構。這種結構允許設計者根據(jù)多種具體條件限制和策略要求來構建一個ASON網(wǎng)絡。在不同域之間的互作用是通過標準抽象接口來完成的，而把一個抽象接口映射到具體協(xié)議中就可以實現(xiàn)物理接口，并且多個抽象接口可以同時復用在一個物理接口上。

　　通過引入域的概念，使ASON網(wǎng)絡具備了良好的規(guī)模性和可擴展性，保證了將來網(wǎng)絡平穩(wěn)升級。通過標準接口的引入，使多廠商設備的互聯(lián)互通成為可能。因此，標準的接口就成為ASON網(wǎng)絡中一個非常關鍵的方面。另外通過E-NNI、I-NNI的引入，使得ASON具備良好的層次性結構；通過E-NNI接口來傳遞網(wǎng)絡消息，滿足不同域之間的消息互通的要求；通過對外引入I-NNI，屏蔽網(wǎng)絡內(nèi)部的具體消息，保證了網(wǎng)絡安全性需求；標準的UNI接口的引入，使得用戶具備統(tǒng)一的網(wǎng)絡接入方式。

　　1.2　ASON的功能性結構

　　ASON功能層面上可視為由控制平面CP(Control Plane)、管理平面MP(Management Plane)和傳送平面TP(Transport Plane)所組成。同傳統(tǒng)的光傳送網(wǎng)相比較，明顯的不同就是控制平面的引入，這一平面的引入給整個光網(wǎng)絡帶來了前所未有的變化。

　　可以看出，三個平面分別完成不同的功能。同傳統(tǒng)網(wǎng)絡類似，傳送層仍然負責業(yè)務的傳送，但這時傳送層的動作卻是在管理面和控制面的作用之下進行的�？刂泼婧凸芾砻娑寄軐�傳送層的資源進行操作。這些操作動作是通過傳送面與控制面和管理面之間的接口來完成的。同時管理面在結構中作為高層管理者出現(xiàn)，在管理面中存在著三個管理器，分別是控制面管理器、傳送面管理器和資源管理器，這三個管理器是實現(xiàn)管理面同其它平面之間實現(xiàn)管理功能的代理。此外，在控制面和其它層面之間也存在著不同的接口，通過這些接口，可以實現(xiàn)同管理面之間功能的協(xié)調(diào)，實現(xiàn)對傳送面資源的管理動作。

　　ASON支持的連接有三種類型：(1)指配方式：這種方式的連接，通過對沿所要求的端到端連接的通道上的每個網(wǎng)元進行配置來完成。指配是由網(wǎng)管系統(tǒng)或人工參與實現(xiàn)的，網(wǎng)管系統(tǒng)需要接入網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)庫，要首先找出最適宜的路由，然后發(fā)送命令給支持連接的網(wǎng)元實現(xiàn)連接。這種連接又稱為硬永久性連接。(2)信令方式的連接由通信端點的命令來完成。這些通信端點在控制平面內(nèi)，以信令消息的形式進行動態(tài)協(xié)議消息互換，消息流通過控制平面內(nèi)的I-NNI或E-NNI。這種方式的連接需要網(wǎng)絡命名和編址方案，以及控制平面協(xié)議。(3)混合方式的連接是在網(wǎng)絡的邊緣，由網(wǎng)絡提供者提供永久性連接，在網(wǎng)絡邊緣的永久性連接之間，提供交換連接，以實現(xiàn)總的端到端的連接。連接是通過網(wǎng)絡產(chǎn)生的信令和選路協(xié)議完成的，并取決于NNI的定義，指配只是完成邊緣的連接。這種方式的連接沒有定義UNI，所以又稱之為軟永久性連接(SPC)。從端到端來看，與指配、網(wǎng)管控制、永久性連接沒有什么區(qū)別。

　　三種連接的最重要區(qū)別是由誰來建立連接。指配的連接建立的責任在網(wǎng)絡運營者，信令連接建立的責任在終端用戶，必須支持第三方信令通過UNI。實際上，不同的連接類型，對計費系統(tǒng)有不同的影響。ASON體系結構屬于客戶/服務器(Client/Server)模型或重疊網(wǎng)絡模型。這種模型顯著的特點是在客戶網(wǎng)絡與提供商域之間存在清晰易辨的邊界，即網(wǎng)絡中第三層和第一層的設備的所有權可能屬于不同的組織。這種客戶/提供商域的分離要求在各自域運行不同的路由協(xié)議實例，因此，在運營商及客戶之間沒有必要共享網(wǎng)絡拓撲信息。

2、技術優(yōu)點及發(fā)展前景

　　作為一種新興的通信技術，ASON具有許多優(yōu)點：可以進行實時的流量工程控制，根據(jù)業(yè)務需求實時動態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡的邏輯拓撲結構和實現(xiàn)資源的最佳配置；可以提供更加靈活完善的端到端的保護和恢復能力；可以將光網(wǎng)絡資源與數(shù)據(jù)業(yè)務分布自動聯(lián)系在一起，形成一個響應快速且成本低的光傳送網(wǎng)；可以為用戶提供各種帶寬的服務與新型應用。當然，ASON技術目前也存在不足之處。主要體現(xiàn)為：對設備要求高，不僅需要具備很高的業(yè)務吞吐量、豐富的軟件功能和控制特性，還要具備IP路由器的選路功能、光交換的快速交換功能以及帶寬資源的動態(tài)分配和管理能力，同時還要提供網(wǎng)絡故障時的保護/恢復能力。

　　目前進行ASON標準研究工作的國際標準組織有國際電信聯(lián)盟標準部(ITU-T)、光互聯(lián)網(wǎng)論壇(OIF)、互聯(lián)網(wǎng)工程任務組(IETF)、光域業(yè)務互連(ODSI)和IEEE803.3ae等各組織分別側重于ASON的不同領域，以形成一個統(tǒng)一的通用ASON標準。在國際上，各大公司和研究機構也紛紛投入巨大精力進行研究，有些早期非標準的ASON產(chǎn)品已經(jīng)問世并開始網(wǎng)絡運行。在國內(nèi)，一些高等院校和業(yè)內(nèi)公司也正在對ASON進行跟蹤研究。ASON的最終實現(xiàn)將依賴于控制平面的完善和智能化光網(wǎng)絡節(jié)點，如OXC、OADM和波長路由器的真正實現(xiàn)。從全局的角度來看，圍繞ASON技術主要有幾個方面的研究內(nèi)容：控制平面的研究、管理功能的研究、生存性機制的研究、智能節(jié)點技術的研究。

　　針對ASON的目前發(fā)展狀況和下一步的發(fā)展策略，專家指出，雖然各廠商對于控制平面的研制工作有了很大發(fā)展，但由于標準化工作還未最終完成，在實現(xiàn)多廠商環(huán)境的大規(guī)模組網(wǎng)時仍會遇到很大困難。對于不同廠商無法實現(xiàn)接口互聯(lián)互通的情況，目前建設ASON網(wǎng)絡有兩種選擇：第一是繼續(xù)等待標準化，待E-NNI接口標準化完全完成后再建設網(wǎng)絡，這樣風險性比較小，并且可以很容易實現(xiàn)多廠商互通；第二種選擇是建設ASON網(wǎng)絡，不同區(qū)域采用不同控制層面和路由算法，域間采用固定連接，等到域間路由成熟后再在域間引入路由。這種模式要求設備廠商必須保證自己的E-NNI接口可以升級到符合互聯(lián)互通的標準接口，存在一定的風險。

3、結束語

　　自動交換光網(wǎng)絡的概念源于智能光網(wǎng)絡，它實際上是智能光網(wǎng)絡標準化的結果。動態(tài)的帶寬調(diào)整是智能光網(wǎng)絡技術所具有的主要特征之一。智能光網(wǎng)絡的發(fā)展目前還未成熟且沒有得到具體應用。但我國多個運營商已經(jīng)對ASON進行前期研究以及相關實驗網(wǎng)的工作。近幾年來，對智能光網(wǎng)路解決方案的跟蹤一直沒有停止，ASON將是主攻方向。