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文/張成良
隨著業(yè)務(wù)的分組化和IP化趨勢越來越明顯，何種技術(shù)和方案將成為構(gòu)建高效率、高質(zhì)量、高可靠性承載網(wǎng)的最佳選擇？采用單純的IP承載平面，還是IP over ASON？這不僅取決于技術(shù)的成熟度，還要看網(wǎng)絡(luò)所處的發(fā)展階段。
一、ASON技術(shù)的發(fā)展情況
ASON概念的提出是傳送網(wǎng)技術(shù)的一次重要突破和變革。隨著ASON技術(shù)的發(fā)展和ASON設(shè)備的成熟度不斷提高，國內(nèi)外已經(jīng)有很多商用的ASON網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行，如AT&T骨干網(wǎng)、NTT骨干網(wǎng)等。其他很多運(yùn)營商也把ASON網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提上了議事日程。目前ASON單廠商設(shè)備已經(jīng)完全成熟，不同廠家設(shè)備的互聯(lián)互通是ASON走向大規(guī)模應(yīng)用過程中需要解決的重要問題。
OIF互聯(lián)互通測試
OIF 2005互通測試由全球主要的運(yùn)營商和設(shè)備商共同完成，參加的運(yùn)營商有AT&T、中國電信、德國電信、法國電信、NTT、意大利電信和Verizon等；設(shè)備商有Alcatel、CIENA、Sycamore和華為等。測試設(shè)備放置在各個(gè)運(yùn)營商的實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部包括控制平面和傳送平面的連接，實(shí)驗(yàn)室之間通過基于互聯(lián)網(wǎng)的IP VPN實(shí)現(xiàn)控制平面之間的連接。并通過IP VPN連接到SuperComm演示現(xiàn)場，進(jìn)行現(xiàn)場演示。2005年測試的網(wǎng)絡(luò)連接拓?fù)淙鐖D1所示。
圖1 OIF 2005互通測試網(wǎng)絡(luò)連接拓?fù)?/P>
2005年OIF測試依據(jù)的規(guī)范包括OIF UNI2.0（草案）和E-NNI1.0（信令部分），以及路由規(guī)范草案。此次以太網(wǎng)互通測試遵循了UNI2.0中的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)傳輸部分，所采用的E-NNI的信令協(xié)議是在E-NNI1.0基礎(chǔ)上增加了對于以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的處理內(nèi)容。測試主要驗(yàn)證了以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的SC（交換連接）和SPC（軟永久連接）建立和刪除的基本功能。
這次互通測試驗(yàn)證了OIF提出的針對以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的UNI和E-NNI信令的可行性，并且對以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的信令流程和對象參數(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的討論和明確。在測試中，UNI和E-NNI均采用基于RSVP-TE的信令協(xié)議；E-NNI采用基于OSPF-TE的DDRP路由協(xié)議，仍是單級路由。測試中還驗(yàn)證了以太網(wǎng)SC（交換連接）和SPC（軟永久連接）的建立和刪除。
中國電信2005 ASON網(wǎng)絡(luò)測試
2005年10至12月期間，中國電信在北京進(jìn)行了多廠家ASON設(shè)備的評估測試。這次測試是國內(nèi)一次大規(guī)模、全面的ASON設(shè)備與技術(shù)的評估測試。從測試情況看，各廠家ASON設(shè)備在單獨(dú)組網(wǎng)方面的功能已經(jīng)基本成熟，可以滿足現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用的需求，包括傳送平面、控制平面、保護(hù)恢復(fù)和網(wǎng)管系統(tǒng)等方面的功能和性能。
這次測試的另外一個(gè)重點(diǎn)是ENNI互聯(lián)互通。這次測試在國內(nèi)首次成功實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的ENNI互通，包括兩兩互通和三個(gè)廠家的多域互通。與光互聯(lián)論壇（OIF）組織的互通測試相比，這次測試增加了單域多節(jié)點(diǎn)、雙節(jié)點(diǎn)互連、1＋1 MSP、控制節(jié)點(diǎn)失效等測試內(nèi)容，并均成功實(shí)現(xiàn)互通。ENNI的互通意味著可以利用不同廠家的設(shè)備組建多域的ASON網(wǎng)絡(luò)，從而提高網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和設(shè)備的選擇性。
二、ASON規(guī)模商用尚存一些問題
但從上面的測試中可以看出，由于與互聯(lián)互通密切相關(guān)的E-NNI規(guī)范還沒有完成，不能實(shí)現(xiàn)多廠家環(huán)境的大規(guī)模組網(wǎng)，其中影響規(guī)模商用的主要問題是ENNI接口問題和網(wǎng)絡(luò)性能問題。
ENNI接口完全兼容還需要時(shí)間
ENNI接口互通意味著可以利用不同廠家的設(shè)備組建多域的ASON網(wǎng)絡(luò)，從而提高網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和設(shè)備的選擇性。OIF在互聯(lián)互通方面已經(jīng)取得了比較大的進(jìn)展，但要大規(guī)模商用還需要時(shí)間。
首先，ENNI路由功能還需要大規(guī)模驗(yàn)證，特別是大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)抽象鏈路的配置與管理， ENNI互通的單域多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模還是比較�。ㄔ贠IF測試中是一個(gè)節(jié)點(diǎn)表示一個(gè)控制和管理域，在中國電信測試中也就4個(gè)節(jié)點(diǎn)），未來組網(wǎng)中要實(shí)現(xiàn)對幾十個(gè)甚至上百個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)鏈路的抽象，在這方面還沒有應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。
第二，跨越不同設(shè)備商端到端通道的恢復(fù)還沒有實(shí)現(xiàn)，在鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，每一個(gè)運(yùn)營商只能實(shí)現(xiàn)本段內(nèi)的保護(hù)恢復(fù)，并不能實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)內(nèi)端到端通路的優(yōu)化恢復(fù)，跨越不同設(shè)備商ENNI接口的電路還不能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的保護(hù)恢復(fù)，因而不能最優(yōu)化地使用資源。
最后，還無法實(shí)現(xiàn)端到端的管理跨域電路連接和拓?fù)�。從管理平面的角度來看，對于端到端電路的管理是“鐵路警察各管一段”。必須增加電路屬性的互通信息和網(wǎng)管互通規(guī)范才能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理。
保護(hù)恢復(fù)時(shí)間尚不能保證
由于ASON的規(guī)模應(yīng)用較少，更多的設(shè)備都是在實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，因此恢復(fù)時(shí)間還不能得到保障。許多設(shè)備商在幾個(gè)節(jié)點(diǎn)的恢復(fù)保護(hù)時(shí)間已經(jīng)達(dá)到1秒的級別，而實(shí)際部署的ASON網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)至少在上百個(gè)以上。但上百個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)時(shí)間是否還可以保證在1－2秒數(shù)量級尚存在疑問，運(yùn)營商對ASON大規(guī)模部署存在一定的疑慮。
ASON保護(hù)恢復(fù)時(shí)間雖然達(dá)到幾百毫秒量級，但還是較長。IP網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)采用各種措施來減少故障監(jiān)測時(shí)間、路由收斂時(shí)間、鏈路建立時(shí)間，當(dāng)前的技術(shù)已經(jīng)可以在輕載的情況下實(shí)現(xiàn)幾百毫秒的保護(hù)時(shí)間。由于ASON剛剛推出，還沒有在鏈路建立、指令分發(fā)上進(jìn)行優(yōu)化，其保護(hù)恢復(fù)的時(shí)效性還有提高的空間。運(yùn)營商在當(dāng)前的寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中應(yīng)如何兼顧ASON和IP網(wǎng)絡(luò)呢？
三、ASON與IP網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)性能比較
ENNI協(xié)議用于不同廠商設(shè)備的互聯(lián)互通正在逐步走向成熟，全球運(yùn)營商對ASON的大規(guī)模應(yīng)用充滿信心。ASON業(yè)務(wù)平臺是一個(gè)通用信號平臺，其面向的對象不單單是IP網(wǎng)絡(luò)，也可以是其它信號，如TDM和ATM信號，它可以為任何信號提供承載和保護(hù)恢復(fù)。從目前傳送網(wǎng)上的業(yè)務(wù)來看，將來有可能遷移到ASON網(wǎng)絡(luò)上承載的業(yè)務(wù)有：大客戶專線網(wǎng)、傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)和高質(zhì)量需求的IP鏈路。
由于ASON設(shè)備交叉節(jié)點(diǎn)都是基于SDH VC技術(shù)，似乎ASON網(wǎng)絡(luò)更適合于TDM VC業(yè)務(wù)的調(diào)度和保護(hù)恢復(fù)。因此一些大客戶專線網(wǎng)、傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)遷移到ASON網(wǎng)絡(luò)來保護(hù)并不存在爭論。但是，如果ASON網(wǎng)絡(luò)只是面向TDM業(yè)務(wù)，那這就是沒有前途的方向，因?yàn)門DM業(yè)務(wù)量在業(yè)務(wù)總量中急劇下降，目前干線中只占到業(yè)務(wù)總量的5%左右。事實(shí)上，技術(shù)和設(shè)備的成熟將使ASON網(wǎng)絡(luò)同樣適合于承載IP業(yè)務(wù)。
許多研究數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的人認(rèn)為IP網(wǎng)絡(luò)不需要ASON來保護(hù)，其理由是IP網(wǎng)絡(luò)本身的重新選路功能可以達(dá)到與ASON網(wǎng)絡(luò)相同的恢復(fù)水平。ASON與IP保護(hù)屬于同質(zhì)，雙重恢復(fù)沒有必要。ASON網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)絡(luò)都采用了分布式算法，假如同樣實(shí)施重路由計(jì)算，ASON和MPLS TE沒有本質(zhì)區(qū)別，兩者的恢復(fù)時(shí)間目前處于同一個(gè)數(shù)量級，都是幾百毫秒－秒級之間。也有人認(rèn)為IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，會帶來業(yè)務(wù)恢復(fù)慢、時(shí)延對業(yè)務(wù)QoS影響大、無法動態(tài)調(diào)整帶寬等問題。而ASON網(wǎng)絡(luò)在解決這些問題方面則具備較強(qiáng)的優(yōu)勢。那么，究竟應(yīng)該如何選擇呢？
單一IP網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)保護(hù)的優(yōu)勢
在過去幾年，IP網(wǎng)絡(luò)得到了許多改進(jìn)和發(fā)展，正在慢慢成為語音、數(shù)據(jù)、視頻等多業(yè)務(wù)的統(tǒng)一核心承載平臺，具有一定的QoS保證機(jī)制。在發(fā)生故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)具有快速、高效的路由切換和恢復(fù)能力，能達(dá)到實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)要求的網(wǎng)絡(luò)可靠性，保證業(yè)務(wù)流量的QoS指標(biāo)。相對于ASON網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)恢復(fù)，單一IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)在如下方面具有一定的優(yōu)勢：
●解決鏈路和路由器失效問題：對于ASON節(jié)點(diǎn)，雖然格狀MESH組網(wǎng)可以防止斷纖情況下的業(yè)務(wù)傳送失效，但是對節(jié)點(diǎn)失效的保護(hù)作用卻不大，在路由器失效時(shí)無法保護(hù)相關(guān)的業(yè)務(wù)。由于路由器的可用性只能達(dá)到0.999，因此必須考慮路由器失效而帶來的影響。
IP網(wǎng)絡(luò)則采用了鏈路備份、節(jié)點(diǎn)備份的策略來解決這一問題，可以解決路由器失效、突發(fā)業(yè)務(wù)、鏈路故障等多方面的問題。
●解決流量突發(fā)問題：ASON網(wǎng)絡(luò)都是基于VC-4以上大顆粒的恢復(fù)，無法解決由于突發(fā)流量增加而導(dǎo)致的丟包問題，也就是無法解決鏈路容量的突發(fā)增加和由于路由器本身處理故障能力帶來的丟包問題。而采用鏈路備份、路由器備份的輕載IP網(wǎng)絡(luò)是按照統(tǒng)計(jì)復(fù)用和負(fù)載分擔(dān)的原則來設(shè)計(jì)，可以解決流量的突發(fā)問題。
此外，路由器POS端口的端到端VC-4-64C封裝對ASON恢復(fù)也帶來一定的不靈活性，在鏈路出現(xiàn)故障時(shí)必須在傳送網(wǎng)中找到一個(gè)端到端的VC-4-64C電路，比較困難。IP網(wǎng)絡(luò)卻可以采用多方向負(fù)載恢復(fù)。
●實(shí)現(xiàn)細(xì)顆粒業(yè)務(wù)類型的感知和保護(hù)：在故障情況下，IP網(wǎng)絡(luò)能實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)類型感知的保護(hù)，將有限的資源留給簽訂了SLA協(xié)議的業(yè)務(wù)，而這是ASON傳輸層保護(hù)不能實(shí)現(xiàn)的。ASON網(wǎng)絡(luò)只能對某一通道所有的業(yè)務(wù)顆粒進(jìn)行同樣的保護(hù)恢復(fù)，不能根據(jù)其業(yè)務(wù)等級進(jìn)行細(xì)致區(qū)分。
IP over ASON恢復(fù)保護(hù)的優(yōu)勢
采用單一層面的IP網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥^于復(fù)雜。單一層面的保護(hù)會導(dǎo)致路由表過于龐大。對于龐大的IP網(wǎng)絡(luò)，其路由表無限制擴(kuò)大會大大影響路由表的更新和路由收斂的速度，繼而影響業(yè)務(wù)恢復(fù)的速度。而如果采用IP over ASON技術(shù)，則可以帶來如下好處。
●提供小于50ms的保護(hù)：從保護(hù)機(jī)理上講，物理層的保護(hù)要快于IP網(wǎng)絡(luò)層。因?yàn)樽钤绲木W(wǎng)絡(luò)故障首先反映在物理層面，這種故障不需要解析上層業(yè)務(wù)信號，直接啟動保護(hù)，所以越接近于物理層保護(hù)速度越快。雖然采用了FRR快速重路由等新技術(shù)后，IP網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)恢復(fù)速度也可以提高到50ms左右。但是FRR的實(shí)施條件十分苛刻，F(xiàn)RR的實(shí)施和配置過程也過于復(fù)雜，必須分段（每個(gè)Span）去尋找保護(hù)路由。因此，ASON網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)速度依然是IP路由器所無法比擬的。另外，ASON網(wǎng)絡(luò)在1＋1的保護(hù)上具有相當(dāng)優(yōu)勢，速度可以達(dá)到遠(yuǎn)小于50ms，而且擁有實(shí)施十幾年的豐富經(jīng)驗(yàn)。
●解決大業(yè)務(wù)量中斷恢復(fù)：光纜切斷等突發(fā)事件會導(dǎo)致80波以上IP的10Gb/s鏈路中斷。這種中斷對IP網(wǎng)絡(luò)造成很大的沖擊。對于負(fù)載量巨大的IP網(wǎng)絡(luò)，線路切斷會導(dǎo)致成千上萬的IP包丟失，引起許多路由器的重新選路，容易引發(fā)路由振蕩，造成恢復(fù)時(shí)間長，其保護(hù)恢復(fù)時(shí)間存在較大不確定性。而ASON網(wǎng)絡(luò)比較容易解決這些問題。ASON網(wǎng)絡(luò)相對來說路由表比較小，在保護(hù)恢復(fù)時(shí)間上有比較強(qiáng)的規(guī)律性，一般可以保證在秒數(shù)量級。
●降低IP網(wǎng)絡(luò)成本：現(xiàn)在的IP網(wǎng)構(gòu)建方案是將數(shù)據(jù)網(wǎng)分級，由DWDM承載或通過光纖直連，IP分組包的源和宿之間需要多臺路由器轉(zhuǎn)接，會產(chǎn)生大量的直通業(yè)務(wù)，即不在本地上下而直接中轉(zhuǎn)的業(yè)務(wù)，這會產(chǎn)生大量的額外成本，即使最大容量的核心路由器也很快會面臨擴(kuò)容的問題。目前IP路由器的擴(kuò)容使用堆簇（cluster）方式，同一地點(diǎn)的設(shè)備互連代價(jià)昂貴，且往往導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部阻塞。另外，核心IP網(wǎng)中采用了雙路由備份（鏈路備份、節(jié)點(diǎn)備份）的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，也使運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)投資倍增。
考慮到同樣的I/O端口核心路由器的市場價(jià)是SDH設(shè)備的5倍，可以由ASON提供VC4層面的直連通道，路由器組成邏輯網(wǎng)狀網(wǎng)，將直通業(yè)務(wù)的三層處理轉(zhuǎn)移到一層，節(jié)省路由器的容量和端口（尤其是長距端口）。ASON提供一層的保護(hù)/恢復(fù)，三層路由器不需要為業(yè)務(wù)恢復(fù)預(yù)留大量容量，無須雙平面（鏈路、節(jié)點(diǎn)）的保護(hù)模式，避免出現(xiàn)路由器堆疊和超級核心節(jié)點(diǎn)�，F(xiàn)在，ASON面臨的一個(gè)問題是，許多IP網(wǎng)絡(luò)都是按照輕載50%以下設(shè)計(jì)的，ASON不能減少POS端口的應(yīng)用。
●提高IP業(yè)務(wù)QoS：傳統(tǒng)IP網(wǎng)多層結(jié)構(gòu)引入了多跳和附加時(shí)延，時(shí)延對某些業(yè)務(wù)的QoS影響很大，特別是全球的VoIP通信（150 ms）。而端到端業(yè)務(wù)要求更高的骨干網(wǎng)可靠性，現(xiàn)在的IP網(wǎng)很難達(dá)到要求。ASON承載IP網(wǎng)能夠提高業(yè)務(wù)QoS。ASON網(wǎng)絡(luò)可以提供確定的端到端的通道（例如北京－武漢－廣州，而不是經(jīng)多個(gè)迂回路由），一般都選在最短路徑，可以減少端到端的延時(shí)。另外如果在中間節(jié)點(diǎn)采用光網(wǎng)絡(luò)連接處理，可以減少三層的處理時(shí)間、一層（而不是三層）處理減少時(shí)延（節(jié)點(diǎn)和鏈路）、抑制抖動、降低丟包率，從而達(dá)到減少端到端時(shí)延的目的。
ASON能夠提供更強(qiáng)大的故障檢測能力，使網(wǎng)絡(luò)維護(hù)更加簡便，維護(hù)成本降低。ASON網(wǎng)絡(luò)還可以提供端到端的通道調(diào)度能力，使業(yè)務(wù)開通更加快捷。
●實(shí)現(xiàn)帶寬動態(tài)調(diào)整：ASON網(wǎng)絡(luò)提出了UNI接口的概念，可以把客戶路由器或其它網(wǎng)絡(luò)作為自己的客戶端，并根據(jù)UNI-C發(fā)起的請求而改變對客戶的帶寬。這給予客戶很大的自主權(quán)，可以動態(tài)地改變用戶帶寬，直接提供BoD（Bandwidth on Demand）業(yè)務(wù)。IP網(wǎng)絡(luò)并不能提供這種功能，用戶要?jiǎng)討B(tài)修改自己需要的鏈路帶寬。
應(yīng)實(shí)施IP與ASON雙層恢復(fù)
如何處理好未來的ASON網(wǎng)絡(luò)與已經(jīng)運(yùn)營的IP網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系是運(yùn)營商面臨的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。從網(wǎng)絡(luò)分層上看，把任何問題都集中在一個(gè)層面來解決是不太現(xiàn)實(shí)的。單一層面的保護(hù)會導(dǎo)致路由表過于龐大，而更新相關(guān)的路由信息會影響恢復(fù)速度。采用IP和ASON物理層分別進(jìn)行保護(hù)和維護(hù)符合網(wǎng)絡(luò)的分層分割和各自網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立演進(jìn)原則。未來網(wǎng)絡(luò)將分為光網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)兩層，端到端IP包業(yè)務(wù)分成兩個(gè)層面處理，分別進(jìn)行選路和恢復(fù)保護(hù)。這樣既可以保證恢復(fù)速度，又減小了對路由器吞吐量的需求，同時(shí)改進(jìn)了IP的時(shí)延性能。
ASON網(wǎng)絡(luò)主要解決光纜切斷等大容量切斷事件，IP網(wǎng)絡(luò)主要解決路由器失效和流量的突發(fā)增大。在層間保護(hù)上可以通過對IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)置一定的Hold-off來實(shí)現(xiàn)。此外，ASON物理層可以提供保護(hù)，IP網(wǎng)絡(luò)可以適當(dāng)?shù)闹剌d，而不是像現(xiàn)在這樣低于50%的輕載，這樣可以減少路由器的端口數(shù)目。當(dāng)然流量超出負(fù)載時(shí)可能會丟棄一部分業(yè)務(wù)，但是只要業(yè)務(wù)等級的QoS設(shè)置得當(dāng)也不會影響正常的運(yùn)營。
由于業(yè)務(wù)的分組化和IP化發(fā)展迅速，將來的ASON光網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)可以兩者共同采用一個(gè)控制平面。目前采用分離的平臺演進(jìn)則比較合適，但是如何最優(yōu)化地實(shí)現(xiàn)IP over ASON并實(shí)行雙層恢復(fù)仍有許多具體問題需要研究。
