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文/張成良
隨著業(yè)務的分組化和IP化趨勢越來越明顯，何種技術和方案將成為構建高效率、高質量、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？這不僅取決于技術的成熟度，還要看網(wǎng)絡所處的發(fā)展階段。
一、ASON技術的發(fā)展情況
ASON概念的提出是傳送網(wǎng)技術的一次重要突破和變革。隨著ASON技術的發(fā)展和ASON設備的成熟度不斷提高，國內外已經(jīng)有很多商用的ASON網(wǎng)絡在運行，如AT&T骨干網(wǎng)、NTT骨干網(wǎng)等。其他很多運營商也把ASON網(wǎng)絡的建設提上了議事日程。目前ASON單廠商設備已經(jīng)完全成熟，不同廠家設備的互聯(lián)互通是ASON走向大規(guī)模應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營商和設備商共同完成，參加的運營商有AT&T、中國電信、德國電信、法國電信、NTT、意大利電信和Verizon等；設備商有Alcatel、CIENA、Sycamore和華為等。測試設備放置在各個運營商的實驗室，實驗室內部包括控制平面和傳送平面的連接，實驗室之間通過基于互聯(lián)網(wǎng)的IP VPN實現(xiàn)控制平面之間的連接。并通過IP VPN連接到SuperComm演示現(xiàn)場，進行現(xiàn)場演示。2005年測試的網(wǎng)絡連接拓撲如圖1所示。
圖1 OIF 2005互通測試網(wǎng)絡連接拓撲
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)務傳輸部分，所采用的E-NNI的信令協(xié)議是在E-NNI1.0基礎上增加了對于以太網(wǎng)業(yè)務的處理內容。測試主要驗證了以太網(wǎng)業(yè)務的SC（交換連接）和SPC（軟永久連接）建立和刪除的基本功能。
這次互通測試驗證了OIF提出的針對以太網(wǎng)業(yè)務的UNI和E-NNI信令的可行性，并且對以太網(wǎng)業(yè)務的信令流程和對象參數(shù)進行了進一步的討論和明確。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)絡測試
2005年10至12月期間，中國電信在北京進行了多廠家ASON設備的評估測試。這次測試是國內一次大規(guī)模、全面的ASON設備與技術的評估測試。從測試情況看，各廠家ASON設備在單獨組網(wǎng)方面的功能已經(jīng)基本成熟，可以滿足現(xiàn)網(wǎng)應用的需求，包括傳送平面、控制平面、保護恢復和網(wǎng)管系統(tǒng)等方面的功能和性能。
這次測試的另外一個重點是ENNI互聯(lián)互通。這次測試在國內首次成功實現(xiàn)了大規(guī)模的ENNI互通，包括兩兩互通和三個廠家的多域互通。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、雙節(jié)點互連、1＋1 MSP、控制節(jié)點失效等測試內容，并均成功實現(xiàn)互通。ENNI的互通意味著可以利用不同廠家的設備組建多域的ASON網(wǎng)絡，從而提高網(wǎng)絡的可擴展性和設備的選擇性。
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)互通密切相關的E-NNI規(guī)范還沒有完成，不能實現(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)絡性能問題。
ENNI接口完全兼容還需要時間
ENNI接口互通意味著可以利用不同廠家的設備組建多域的ASON網(wǎng)絡，從而提高網(wǎng)絡的可擴展性和設備的選擇性。OIF在互聯(lián)互通方面已經(jīng)取得了比較大的進展，但要大規(guī)模商用還需要時間。
首先，ENNI路由功能還需要大規(guī)模驗證，特別是大規(guī)模網(wǎng)絡抽象鏈路的配置與管理， ENNI互通的單域多節(jié)點網(wǎng)絡規(guī)模還是比較小（在OIF測試中是一個節(jié)點表示一個控制和管理域，在中國電信測試中也就4個節(jié)點），未來組網(wǎng)中要實現(xiàn)對幾十個甚至上百個節(jié)點的網(wǎng)絡鏈路的抽象，在這方面還沒有應用的經(jīng)驗。
第二，跨越不同設備商端到端通道的恢復還沒有實現(xiàn)，在鏈路出現(xiàn)故障時，每一個運營商只能實現(xiàn)本段內的保護恢復，并不能實現(xiàn)全網(wǎng)內端到端通路的優(yōu)化恢復，跨越不同設備商ENNI接口的電路還不能實現(xiàn)統(tǒng)一的保護恢復，因而不能最優(yōu)化地使用資源。
最后，還無法實現(xiàn)端到端的管理跨域電路連接和拓撲。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)范才能實現(xiàn)統(tǒng)一管理。
保護恢復時間尚不能保證
由于ASON的規(guī)模應用較少，更多的設備都是在實驗室驗證，因此恢復時間還不能得到保障。許多設備商在幾個節(jié)點的恢復保護時間已經(jīng)達到1秒的級別，而實際部署的ASON網(wǎng)絡節(jié)點至少在上百個以上。但上百個節(jié)點的網(wǎng)絡的恢復時間是否還可以保證在1－2秒數(shù)量級尚存在疑問，運營商對ASON大規(guī)模部署存在一定的疑慮。
ASON保護恢復時間雖然達到幾百毫秒量級，但還是較長。IP網(wǎng)絡已經(jīng)采用各種措施來減少故障監(jiān)測時間、路由收斂時間、鏈路建立時間，當前的技術已經(jīng)可以在輕載的情況下實現(xiàn)幾百毫秒的保護時間。由于ASON剛剛推出，還沒有在鏈路建立、指令分發(fā)上進行優(yōu)化，其保護恢復的時效性還有提高的空間。運營商在當前的寬帶網(wǎng)絡建設中應如何兼顧ASON和IP網(wǎng)絡呢？
三、ASON與IP網(wǎng)絡的保護性能比較
ENNI協(xié)議用于不同廠商設備的互聯(lián)互通正在逐步走向成熟，全球運營商對ASON的大規(guī)模應用充滿信心。ASON業(yè)務平臺是一個通用信號平臺，其面向的對象不單單是IP網(wǎng)絡，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恢復。從目前傳送網(wǎng)上的業(yè)務來看，將來有可能遷移到ASON網(wǎng)絡上承載的業(yè)務有：大客戶專線網(wǎng)、傳統(tǒng)TDM業(yè)務和高質量需求的IP鏈路。
由于ASON設備交叉節(jié)點都是基于SDH VC技術，似乎ASON網(wǎng)絡更適合于TDM VC業(yè)務的調度和保護恢復。因此一些大客戶專線網(wǎng)、傳統(tǒng)TDM業(yè)務遷移到ASON網(wǎng)絡來保護并不存在爭論。但是，如果ASON網(wǎng)絡只是面向TDM業(yè)務，那這就是沒有前途的方向，因為TDM業(yè)務量在業(yè)務總量中急劇下降，目前干線中只占到業(yè)務總量的5%左右。事實上，技術和設備的成熟將使ASON網(wǎng)絡同樣適合于承載IP業(yè)務。
許多研究數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的人認為IP網(wǎng)絡不需要ASON來保護，其理由是IP網(wǎng)絡本身的重新選路功能可以達到與ASON網(wǎng)絡相同的恢復水平。ASON與IP保護屬于同質，雙重恢復沒有必要。ASON網(wǎng)絡與IP網(wǎng)絡都采用了分布式算法，假如同樣實施重路由計算，ASON和MPLS TE沒有本質區(qū)別，兩者的恢復時間目前處于同一個數(shù)量級，都是幾百毫秒－秒級之間。也有人認為IP網(wǎng)絡結構復雜，會帶來業(yè)務恢復慢、時延對業(yè)務QoS影響大、無法動態(tài)調整帶寬等問題。而ASON網(wǎng)絡在解決這些問題方面則具備較強的優(yōu)勢。那么，究竟應該如何選擇呢？
單一IP網(wǎng)絡恢復保護的優(yōu)勢
在過去幾年，IP網(wǎng)絡得到了許多改進和發(fā)展，正在慢慢成為語音、數(shù)據(jù)、視頻等多業(yè)務的統(tǒng)一核心承載平臺，具有一定的QoS保證機制。在發(fā)生故障時，網(wǎng)絡具有快速、高效的路由切換和恢復能力，能達到實時業(yè)務要求的網(wǎng)絡可靠性，保證業(yè)務流量的QoS指標。相對于ASON網(wǎng)絡的保護恢復，單一IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡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，雖然格狀MESH組網(wǎng)可以防止斷纖情況下的業(yè)務傳送失效，但是對節(jié)點失效的保護作用卻不大，在路由器失效時無法保護相關的業(yè)務。由于路由器的可用性只能達到0.999，因此必須考慮路由器失效而帶來的影響。
IP網(wǎng)絡則采用了鏈路備份、節(jié)點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、鏈路故障等多方面的問題。
●解決流量突發(fā)問題：ASON網(wǎng)絡都是基于VC-4以上大顆粒的恢復，無法解決由于突發(fā)流量增加而導致的丟包問題，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)絡是按照統(tǒng)計復用和負載分擔的原則來設計，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恢復也帶來一定的不靈活性，在鏈路出現(xiàn)故障時必須在傳送網(wǎng)中找到一個端到端的VC-4-64C電路，比較困難。IP網(wǎng)絡卻可以采用多方向負載恢復。
●實現(xiàn)細顆粒業(yè)務類型的感知和保護：在故障情況下，IP網(wǎng)絡能實現(xiàn)業(yè)務類型感知的保護，將有限的資源留給簽訂了SLA協(xié)議的業(yè)務，而這是ASON傳輸層保護不能實現(xiàn)的。ASON網(wǎng)絡只能對某一通道所有的業(yè)務顆粒進行同樣的保護恢復，不能根據(jù)其業(yè)務等級進行細致區(qū)分。
IP over ASON恢復保護的優(yōu)勢
采用單一層面的IP網(wǎng)絡拓撲過于復雜。單一層面的保護會導致路由表過于龐大。對于龐大的IP網(wǎng)絡，其路由表無限制擴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)務恢復的速度。而如果采用IP over ASON技術，則可以帶來如下好處。
●提供小于50ms的保護：從保護機理上講，物理層的保護要快于IP網(wǎng)絡層。因為最早的網(wǎng)絡故障首先反映在物理層面，這種故障不需要解析上層業(yè)務信號，直接啟動保護，所以越接近于物理層保護速度越快。雖然采用了FRR快速重路由等新技術后，IP網(wǎng)絡的保護恢復速度也可以提高到50ms左右。但是FRR的實施條件十分苛刻，F(xiàn)RR的實施和配置過程也過于復雜，必須分段（每個Span）去尋找保護路由。因此，ASON網(wǎng)絡的保護速度依然是IP路由器所無法比擬的。另外，ASON網(wǎng)絡在1＋1的保護上具有相當優(yōu)勢，速度可以達到遠小于50ms，而且擁有實施十幾年的豐富經(jīng)驗。
●解決大業(yè)務量中斷恢復：光纜切斷等突發(fā)事件會導致80波以上IP的10Gb/s鏈路中斷。這種中斷對IP網(wǎng)絡造成很大的沖擊。對于負載量巨大的IP網(wǎng)絡，線路切斷會導致成千上萬的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，造成恢復時間長，其保護恢復時間存在較大不確定性。而ASON網(wǎng)絡比較容易解決這些問題。ASON網(wǎng)絡相對來說路由表比較小，在保護恢復時間上有比較強的規(guī)律性，一般可以保證在秒數(shù)量級。
●降低IP網(wǎng)絡成本：現(xiàn)在的IP網(wǎng)構建方案是將數(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接，會產(chǎn)生大量的直通業(yè)務，即不在本地上下而直接中轉的業(yè)務，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容的問題。目前IP路由器的擴容使用堆簇（cluster）方式，同一地點的設備互連代價昂貴，且往往導致網(wǎng)絡內部阻塞。另外，核心IP網(wǎng)中采用了雙路由備份（鏈路備份、節(jié)點備份）的組網(wǎng)結構，也使運營商網(wǎng)絡投資倍增。
考慮到同樣的I/O端口核心路由器的市場價是SDH設備的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)務的三層處理轉移到一層，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/恢復，三層路由器不需要為業(yè)務恢復預留大量容量，無須雙平面（鏈路、節(jié)點）的保護模式，避免出現(xiàn)路由器堆疊和超級核心節(jié)點�，F(xiàn)在，ASON面臨的一個問題是，許多IP網(wǎng)絡都是按照輕載50%以下設計的，ASON不能減少POS端口的應用。
●提高IP業(yè)務QoS：傳統(tǒng)IP網(wǎng)多層結構引入了多跳和附加時延，時延對某些業(yè)務的QoS影響很大，特別是全球的VoIP通信（150 ms）。而端到端業(yè)務要求更高的骨干網(wǎng)可靠性，現(xiàn)在的IP網(wǎng)很難達到要求。ASON承載IP網(wǎng)能夠提高業(yè)務QoS。ASON網(wǎng)絡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)多個迂回路由），一般都選在最短路徑，可以減少端到端的延時。另外如果在中間節(jié)點采用光網(wǎng)絡連接處理，可以減少三層的處理時間、一層（而不是三層）處理減少時延（節(jié)點和鏈路）、抑制抖動、降低丟包率，從而達到減少端到端時延的目的。
ASON能夠提供更強大的故障檢測能力，使網(wǎng)絡維護更加簡便，維護成本降低。ASON網(wǎng)絡還可以提供端到端的通道調度能力，使業(yè)務開通更加快捷。
●實現(xiàn)帶寬動態(tài)調整：ASON網(wǎng)絡提出了UNI接口的概念，可以把客戶路由器或其它網(wǎng)絡作為自己的客戶端，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，可以動態(tài)地改變用戶帶寬，直接提供BoD（Bandwidth on Demand）業(yè)務。IP網(wǎng)絡并不能提供這種功能，用戶要動態(tài)修改自己需要的鏈路帶寬。
應實施IP與ASON雙層恢復
如何處理好未來的ASON網(wǎng)絡與已經(jīng)運營的IP網(wǎng)絡之間的關系是運營商面臨的一個重要挑戰(zhàn)。從網(wǎng)絡分層上看，把任何問題都集中在一個層面來解決是不太現(xiàn)實的。單一層面的保護會導致路由表過于龐大，而更新相關的路由信息會影響恢復速度。采用IP和ASON物理層分別進行保護和維護符合網(wǎng)絡的分層分割和各自網(wǎng)絡獨立演進原則。未來網(wǎng)絡將分為光網(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡兩層，端到端IP包業(yè)務分成兩個層面處理，分別進行選路和恢復保護。這樣既可以保證恢復速度，又減小了對路由器吞吐量的需求，同時改進了IP的時延性能。
ASON網(wǎng)絡主要解決光纜切斷等大容量切斷事件，IP網(wǎng)絡主要解決路由器失效和流量的突發(fā)增大。在層間保護上可以通過對IP網(wǎng)絡設置一定的Hold-off來實現(xiàn)。此外，ASON物理層可以提供保護，IP網(wǎng)絡可以適當?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。當然流量超出負載時可能會丟棄一部分業(yè)務，但是只要業(yè)務等級的QoS設置得當也不會影響正常的運營。
由于業(yè)務的分組化和IP化發(fā)展迅速，將來的ASON光網(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡可以兩者共同采用一個控制平面。目前采用分離的平臺演進則比較合適，但是如何最優(yōu)化地實現(xiàn)IP over ASON并實行雙層恢復仍有許多具體問題需要研究。
