ASON技術簡介
目前國內電信運營商建設的長途傳輸網采用的主要是基于SDH的環(huán)網保護技術，網絡結構以環(huán)網為主、鏈形為輔，承載業(yè)務主要是傳統(tǒng)的TDM電路業(yè)務，其安全性和QoS均有良好的保障。但隨著數據業(yè)務的迅猛發(fā)展，特別是IP業(yè)務正呈現爆炸式增長態(tài)勢，業(yè)務需求呈現出帶寬越來越多、顆粒越來越大，帶寬提供方式越來越靈活，電路傳輸性能和可靠性要求越來越高等特點。業(yè)務網的發(fā)展和網絡規(guī)模的擴大，使得目前組織模式以環(huán)網為主的傳送網已暴露出自身難以克服的問題。自動交換光網絡（ASON）技術的提出就是為了適應數據業(yè)務的迅猛增長，近年來隨著ASON技術日趨成熟，國外許多運營商已建設了ASON，國內運營商在省內干線網和城域網中引入了ASON技術，其中部分運營商在長途傳輸網中計劃部署ASON節(jié)點。本文結合ASON技術及長途傳輸網特點，探討ASON技術在長途傳輸網中的應用策略。
1.1ASON技術特點
與傳統(tǒng)網絡不同，ASON引入了控制平面，形成了在功能上由傳送平面、控制平面和管理平面構成的體系結構。
3個平面的主要功能分述如下：
a）傳送平面提供從一個端點到另一個端點的雙向或單向信息傳送，完成光信號傳輸、復用、配置保護倒換和交叉連接等功能，傳送平面可以由基于SDH或OTN技術的設備構成。
b）控制平面通過信令提供建立、拆除和維護端到端連接的能力，通過選路為連接選擇合適的路由；網絡發(fā)生故障時，控制平面執(zhí)行保護和恢復功能；控制平面還能自動發(fā)現鄰接關系和鏈路信息，發(fā)布鏈路狀態(tài)信息以支持連接建立、拆除和恢復。
c）管理平面實施對傳送平面、控制平面以及系統(tǒng)的管理功能，確保所有平面之間的協同工作，管理平面提供M.3010規(guī)定的管理功能，包括性能管理、故障管理、配置管理、計費管理和安全管理。
在ASON結構中引入控制平面具有以下特點。
a）支持快速的業(yè)務配置，滿足緊急的業(yè)務需求。
b）支持流量工程，允許網絡資源的動態(tài)分配，滿足網絡結構的不斷調整和業(yè)務增長的不均衡，同時還可滿足各種臨時性業(yè)務，提高網絡資源利用率，發(fā)掘網絡潛力。
c）采用專門的控制平面協議，可適用于各種不同的傳送技術。
d）根據實時的傳送網絡狀態(tài)實現恢復功能，提供Mesh保護恢復能力，抗多節(jié)點失效，提高網絡的生存性和抗災難能力。
e）支持多廠家環(huán)境下的連接控制。
f）可引入新的補充業(yè)務（如封閉用戶組和虛擬專網），可提供SLA網絡，可以更多地實現用戶的定制服務，為重點大客戶提供更具吸引力的服務。
1.2ASON支持業(yè)務類型及分類
由于ASON是構造在各種傳送技術之上的，也就是在傳送平面SDH、光傳送網（OTN）之上增加了獨立控制平面，因此它支持目前傳送網可以提供的各種速率和不同信號特性（如格式、比特率等）的業(yè)務。ASON可以在2個客戶網元之間提供具有固定帶寬的傳輸通道，通道界定在光網絡的輸入接入點和輸出接入點之間。ASON業(yè)務有以下幾個方面。
a）SDH業(yè)務，支持G.707定義的SDH連接顆粒VC-n和VC-n-Xv。
b）OTN業(yè)務，支持G.709定義的OTN連接顆粒ODUk和ODUk-n-Xv。
c）透明或不透明的光波長業(yè)務。
d）10Mbti/s、100Mbti/s、1Gbti/s和10 Gbti/s的以太網業(yè)務。
e）基于光纖連接（FICON）、企業(yè)系統(tǒng)連接（ESCON）和光纖通道（FC）的存儲域網絡（SAN）業(yè)務。
網狀網是ASON的典型網絡結構。網狀網是最接近實際的光纖網結構，理論上比環(huán)形和樹形網絡傳送效率更高、業(yè)務配置更靈活。限于技術實現水平，早期的DXC設備組成的Mesh網業(yè)務恢復時間通常達到分鐘級，無法被運營商所接受。ASON的出現使Mesh網的保護/恢復成為可能，基于ASON的Mesh網具有多種的QoS等級，大部分的設備供應商按以下方法劃分業(yè)務種類，這種業(yè)務的分類并沒有通用的標準，算是一種約定俗成。
a）鉆石級：1+1+重路由，即當業(yè)務通路中一段光纖中斷后，業(yè)務立即倒換到備用通路，切換時間小于30ms，同時網絡尋找新的保護通路，當光纖二次失效時仍可保證30ms內切換。
b）金級：1:1保護，預置路由保護，切換時間小于50ms。
c）銀級：重路由保護，實時計算恢復路徑，恢復時間在百毫秒至秒級。
d）銅級：無保護，不保證恢復。
e）鐵級：額外傳送業(yè)務，可能被高優(yōu)先級業(yè)務搶占。
從業(yè)務類型方面來看，ASON可以提供多種新型業(yè)務，例如按需帶寬分配業(yè)務（BoD）、光虛擬專用網（OVPN）以及指配帶寬業(yè)務（PBS），但是由于標準化和客戶端設備的缺乏，目前尚難完全商用。
1.3ASON的技術優(yōu)勢及存在問題
1.3.1ASON的技術優(yōu)勢
與傳統(tǒng)傳輸技術相比，ASON具有明顯的技術優(yōu)勢，主要有以下幾點。
a）ASON引入交換的概念，核心骨干網中的傳統(tǒng)環(huán)網結構將逐步轉向采用更靈活的網狀網結構。采用網狀網方式組網可以提高網絡保護生存能力，簡化網絡結構，節(jié)省保護通路預留帶寬，從根本上解決傳輸時延和可靠性問題。
b）ASON可以實現動態(tài)按需分配帶寬，提高網絡資源利用率，全面降低組網成本。
c）ASON采用的控制面協議為標準的協議，可以實現在多廠商環(huán)境下業(yè)務的連接、呼叫控制甚至快速恢復，為解決多廠商設備互聯問題和實現快速提供業(yè)務鋪平了道路。
d）ASON可提供更多的新業(yè)務類型。
這些新業(yè)務主要包括波長/子波長出租、批發(fā)、轉售，光撥號業(yè)務，帶寬貿易，OVPN等。
e）ASON技術提供不同的網絡保護恢復方式，從而可根據用戶對不同層面、不同業(yè)務質量級別的要求，按需制定不同的保護恢復方式。與傳統(tǒng)的SDH網絡相比，這種方式顯然更經濟有效。
f）ASON技術支持資源自動發(fā)現、拓撲自動發(fā)現，具有快速建立業(yè)務的能力，可以對網絡進行動態(tài)的優(yōu)化調整。
1.3.2ASON存在的問題
ASON技術的發(fā)展雖然取得了比較大的進展，但還存在著一些問題，主要集中在性能本身的完善和互聯互通上。
1）ASON性能還不盡如人意
理論上，基于分布式的恢復方式可以提供更快速的網絡恢復，但是從目前各廠商提供的產品看，在網絡結構比較復雜的網狀連接拓撲下，業(yè)務承載量比較大，在端到端多條鏈路失效的情況下，系統(tǒng)恢復速度比較慢，有時甚至達到十幾秒的級別。ASON的恢復性能甚至還沒有達到集中式DXC的水平。
在許多廠商的設計中，當出現多條鏈路失效時或系統(tǒng)通過分布式算法重新選路和建立連接時，系統(tǒng)會一條一條地選路和建立連接，這樣當SCN的帶寬不足以保證時（采用帶內DCN，例如SDH復用段DCC開銷），會導致很長的恢復時間。其中重新計算路由的時間可能不是主要的，但建立連接需要信令的來回通信，會占用比較多的時間。
2）多廠商互聯互通仍沒有徹底解決
OIF互通試驗給人們帶來了信心，但要真正實現ASON完全的互聯互通還需要時日（如目前的路由器一樣），主要的難點集中在路由和邏輯信息拓撲抽象上，將來還要實現分層路由。目前的互通是最簡單的，純粹2個孤立節(jié)點的互聯，沒有考慮更復雜的網絡拓撲。如果是復雜的網絡拓撲，必須考慮適當的網絡抽象信息。網絡概貌信息主要是指2個設備廠商網絡相連節(jié)點的數量、位置、網絡容量等，如果不能提供足夠的信息，如業(yè)務能力等，也可能會丟失用戶或無法建立連接。
目前基于SDH電交叉的智能節(jié)點設備（ASON）已經基本成熟，并且有成功的大規(guī)模商用紀錄。智能節(jié)點設備集骨干、匯聚層面于一體，減少環(huán)間轉接，簡化日益復雜的網絡，同時提供高效靈活的保護恢復方式，滿足大顆粒業(yè)務的保護和恢復需求，使網絡具備足夠的智能，具有高度的靈活性和可靠性。
2ASON技術在長途網中應用策略分析
2.1長途傳輸網存在問題分析
在眾多的保護措施中，環(huán)形結構以其簡單、實用的特點，得到了各運營商的青睞，逐步從接入層面、中繼層面應用擴展至長途傳輸層面。我國電信運營商的長途骨干網廣泛采用的是由鏈形的WDM系統(tǒng)和環(huán)形SDH系統(tǒng)組成的分層結構，這種結構以SDH層簡單的網絡拓撲和快速有效的保護機制，以及WDM層強大的帶寬提供能力，構建了整個電信網絡的傳送平臺。隨著IP數據業(yè)務和大客戶帶寬出租業(yè)務的發(fā)展，導致所需的傳輸帶寬越來越多、顆粒越來越大，要求的帶寬提供方式越來越靈活，電路的傳輸性能和可靠性越來越高。業(yè)務網的發(fā)展和網絡規(guī)模的擴大，使得目前傳送網的組織結構已暴露出自身難以克服的問題。
a）安全性方面：網絡抗多點故障能力差，傳統(tǒng)環(huán)網不能應對多點故障，系統(tǒng)可用性差。目前已建的許多環(huán)網環(huán)長均達到或超過了5000km，雖然各環(huán)均采用了自愈環(huán)功能，但是環(huán)內出現2處故障時，就不可避免地影響現有業(yè)務，為此考慮采用其他保護措施以提高電路安全和可靠性。
b）復雜性方面：傳統(tǒng)的環(huán)網業(yè)務調度復雜，靈活性差，許多端到端電路需經過多個環(huán)進行轉接。跨環(huán)的長途電路要求所經過的環(huán)網中都具有可用通道，環(huán)間電路調度是在配線架上完成的，人工操作、復雜程度高、效率低。
c）效率方面：由于SDH環(huán)網保護方式必須預留50％容量用于保護，因此現有網絡的利用率較低，系統(tǒng)利用率最大才能做到50％。
d）網絡擴展方面：SDH環(huán)網結構難以調整，傳輸通道難以規(guī)劃，無法適應網絡規(guī)模的擴展。
e）維護方面：網絡不斷增大導致維護壓力的增加，維護人員必須對現網有深入的了解，人員流動將對網絡維護的影響很大，并且網絡資源管理比較繁瑣，電路調整耗時較長。
f）業(yè)務提供能力方面：SDH固有的業(yè)務提供方式無法適應IP業(yè)務的突發(fā)性、自相似性、路由和數據流不對稱性的特點。
g）業(yè)務等級方面：現有網絡缺少業(yè)務安全等級的區(qū)分。提供的業(yè)務恢復類型僅為環(huán)/線保護和不保護2種，無SLA；無法滿足流量工程（TE）、區(qū)分業(yè)務（DiffServ）和特定的業(yè)務質量（QoS）的要求，很難支持客戶與網絡間的SLA。
h）業(yè)務保護顆粒方面：SDH層面已無法滿足IP業(yè)務大顆粒（2.5G、10G）的帶寬需求，而WDM層面又缺少快速靈活的保護方式。
長途骨干網ASON引入策略
ASON代表著傳輸網的發(fā)展方向，隨著ASON技術的進一步成熟和數據業(yè)務的迅猛發(fā)展，ASON技術將大規(guī)模地應用。但是，電信運營商已在傳統(tǒng)SDH傳輸網上投入了巨額的資金，現有的運行維護體制也是根據傳統(tǒng)技術組織的；同時，SDH傳輸網對于小顆粒的業(yè)務有很好的適應性，SDH可以實施簡單有效的保護。所以，必須慎重考慮傳送網由現有SDH網絡向ASON平滑演進的策略，以最大限度地保護已有投資，充分利用現有網絡潛力，并保證網絡的發(fā)展。
2.2.1演進策略的選擇
傳送網由現有SDH環(huán)網向ASON的演進有2種策略。
1）ASON與SDH混合組網的單平面結構
首先在傳輸網的核心部分建設ASON網狀網，邊緣部分仍采用環(huán)網的方式，新建的ASON域與邊緣環(huán)網共同存在，新增的業(yè)務將穿越智能ASON域和傳統(tǒng)SDH域。同一廠家的ASON域和傳統(tǒng)SDH網絡可通過高層的網管系統(tǒng)實現電路的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調度，而不同廠家的網絡無法統(tǒng)一管理。隨著ASON設備在網絡中的應用規(guī)模不斷擴大，并逐漸從核心部分向邊緣部分延伸，傳統(tǒng)SDH域將不斷縮小，最終全網將統(tǒng)一成為智能化的ASON，不同子網間由跨廠家統(tǒng)一的E-NNI接口互通。
2）ASON單獨組網的雙平面結構
ASON獨立于傳統(tǒng)SDH網絡，組織新的傳送平面，只解決ASON覆蓋區(qū)域的業(yè)務，覆蓋區(qū)域以外的業(yè)務由傳統(tǒng)SDH網絡解決；將覆蓋區(qū)域內的已有業(yè)務從現有SDH網絡割接到ASON中，騰出網絡容量解決覆蓋區(qū)域以外的新增業(yè)務。通過避免業(yè)務穿越智能ASON域和傳統(tǒng)SDH域，以實現業(yè)務的端到端管理。隨著ASON規(guī)模的逐步擴大，將形成ASON與傳統(tǒng)SDH網絡共存的雙平面結構，2個平面各有分工、互為保護。
由于國內運營商均已建設SDH長途傳輸網，建議選用策略1）部署ASON，可以兼顧現有的網絡投入，提高網絡資源的有效利用率和可靠性。
2.2.2網絡模型的選取
雖然IP互聯網作為電信級的承載網絡還存在帶寬消耗過大、設備可靠性低、網絡不夠穩(wěn)定、QoS無法嚴格保證等問題，但從目前的技術現狀和發(fā)展動態(tài)來看，IP技術是唯一有可能成為統(tǒng)一的承載網絡的技術。隨著IP網絡規(guī)模的急劇擴大，在ASON解決IP中繼電路時的影響將越來越顯著，而MPLS在IP網中將會大規(guī)模部署，將使IP網與ASON的協調問題更加突出，這些問題將促使ASON有可能最終采用對等模型以實現與IP網的徹底融合。
但是，根據目前設備廠家對3種模型的支持程度來看，重疊模型已基本成熟并有成功的大規(guī)模商用紀錄，而對等模型尚未進行充分的研究。從網絡的發(fā)展來看，IP網與傳輸網作為2個專業(yè)網分別設計、建設和運行維護仍是合理可行的運營模式。所以，在ASON建設初期及較長的時期內，重疊模型將是有效可行的網絡模型。
2.2.3網絡規(guī)模的選擇
由于E-NNI的標準還沒有完全成熟，各廠家設備對E-NNI的支持能力和標準化程度都存在著較大的差異，這就限制了目前ASON只能采用單控制域的結構。采用單控制域的結構，一方面存在ASON控制平面能否真正有效支持幾百個節(jié)點組建大規(guī)模網絡的疑惑（沒有實例）；另一方面存在采用單廠家設備缺乏競爭性風險。因此采用單控制域的結構建設覆蓋全國、延伸到地級市的大規(guī)模ASON是存在很大風險的。為了避免上述風險，在網絡建設初期運營商可以采取一些折中方案建設ASON，待E-NNI的標準成熟之后再逐漸完善該網絡。比如先期建設覆蓋范圍比較小的ASON，不同控制域間僅采用傳送平面的靜態(tài)互聯，對于少量跨域業(yè)務采用傳統(tǒng)的保護機制實現保護等。
在進行網絡規(guī)劃之前，必須確定網絡中的哪些物理位置有必要部署ASON節(jié)點。通常情況下，長途網絡中業(yè)務量較小的節(jié)點，以及位于網絡邊緣地位的很多節(jié)點，由于光纜、WDM資源不足，在網絡建設初期不宜納入ASON。對于網絡核心節(jié)點，其業(yè)務量較大，同時進出路由一般都超過3條，可以考慮部署為ASON節(jié)點。因此網絡建設初期，在核心重要節(jié)點組織ASON，邊緣一般節(jié)點采用環(huán)網方式接入ASON核心網絡。
2.2.4ASON與現有SDH網的應用定位
運營商在長途傳輸網層面建設的ASON是架構在現有WDM網之上的多業(yè)務承載網，它和現有的SDH網屬于傳輸層的同一層面。智能光網絡技術的概念雖然是由基于全光網絡的自動交換傳送網結構（ASTN）演變而來的，但其面臨的物理層仍然是已存在的成熟的SDH網絡，適合于現有SDH傳輸通道的接入。智能光網絡技術的物理層仍然是基于SDH技術的傳輸通道（VC），其交換的顆粒也是各階VC和VC-XC，SDH性能監(jiān)視和告警特性也仍然是智能光網絡在物理層進行保護恢復的基礎，因此可以說智能光網絡是在SDH技術基礎上的發(fā)展和延伸。在業(yè)務承載方面，可承載現有SDH網的所有業(yè)務；在網絡的靈活性和可靠性方面，比SDH網更加完善；在網絡管理方面，通過控制平面的引入，比SDH的網絡能力更為強大，網絡的智能化進一步提高。
綜上所述，智能光網絡是從SDH等原有的網絡技術發(fā)展而來。它是一種創(chuàng)新的發(fā)展而不是革命。因此運營商在長途傳輸網中采用智能光網絡設備開發(fā)新業(yè)務平臺時，可以繼續(xù)利用已有的SDH網絡基礎設施。由于目前ASON技術僅支持VC4（155M）級別以上的業(yè)務傳送，因此新建ASON主要用于承載新增VC4級別以上的IP業(yè)務、專線業(yè)務等新業(yè)務，對于新增VC12（2M）級別的語音業(yè)務仍由原有環(huán)網承載。隨著ASON的技術發(fā)展，也可將目前承載在環(huán)網內的一部分VC4級別以上的租線或者數據業(yè)務按照一定的原則填充到ASON中，空余出的時隙則可用于低階業(yè)務的承載。對于部分非常重要的整顆粒的2M業(yè)務也可采用先匯聚成VC4以上級別的業(yè)務，然后進入ASON。采用此方式要保證復用設備與ASON之間能夠互通。
2.3ASON引入需注意的問題
a）目前國內運營商的傳送網絡分為省際干線、省內干線和本地/城域網絡3層結構，因此在長途傳輸網中引入ASON技術時首先需要提前做好統(tǒng)一規(guī)劃，明確省際、省內ASON節(jié)點的設置，避免后期調整給網絡造成較大的影響。
b）由于ASON技術適合于網狀網絡結構下的應用，因此運營商需根據業(yè)務網絡的發(fā)展需要，增加傳輸路由，逐漸將現有的網絡結構從環(huán)網逐步的向網狀網絡過渡。
c）長途網引入ASON技術還需充分考慮與網絡其他層面的ASON互聯互通問題，盡量避免網絡中的各個層面自行進行ASON組網。
d）有的網絡在引入ASON設備后，并不是馬上開通其智能化功能，而是等到業(yè)務達到一定規(guī)模或進行試驗網驗證后，再將傳輸設備升級至真正的ASON設備。在這種情況下，一定要事先對ASON設備進行全面的測試，包括設備的穩(wěn)定性和對傳統(tǒng)SDH設備的兼容性。
e）由于ASON技術尚未完全成熟，因此引入ASON的過程中需要有策略分步驟地進行。鑒于UNI接口技術和E-NNI接口技術等標準化還不完善，可采取分階段逐步引入的方式，其中，對于UNI接口的應用，在ASON建設初期，由于業(yè)務網設備大部分還不具備UNI接口能力，應主要采用軟永久連接（SPC）方式為業(yè)務網提供固定連接。隨著業(yè)務網和ASON的不斷融合發(fā)展，UNI相對成熟，可采用業(yè)務網直接通過UNI接口動態(tài)發(fā)起請求的方式控制ASON，提供BoD、OVPN等新型網絡業(yè)務。
3結束語
ASON代表了下一代光網絡的發(fā)展方向，盡管其在現階段的應用中還受到標準化、產品成熟度等方面的限制，但在長途傳輸網中引入ASON技術已成為必然的趨勢。由于長途傳輸網網絡覆蓋較廣、承載的業(yè)務種類較多、業(yè)務量較大，因此運營商在長途傳輸網建設ASON時還需考慮借助網絡規(guī)劃軟件來實現全局規(guī)劃，并選擇應用標準化程度較高的廠家設備，以便運營商最大限度地減少初期投資成本，比較迅速和安全穩(wěn)妥地實現向ASON演進，從而在競爭中取得優(yōu)勢。