傳輸網引入ASON技術的探討

吳 迪 上海鐵路局電務處

隨著信息時代的來臨，各種通信業務（特別是以IP業務為代表的數據、圖像等傳輸業務）急劇增長，而現有的傳輸網技術由于缺少實時的業務供給能力、業務配置時間過長以及帶寬利用率過低等問題，其發展和運營已越來越不能適應社會的發展進步和通信業務的需求。具備靈活帶寬調配能力和新業務接入能力的自動交換光網絡(ASON)，作為推動下一代光網絡發展的根本動力的新型網絡體系應運而生，如何合理地引入ASON技術，實現傳輸網的平穩演進是本文討論的主要問題。

1 ASON概述

自動交換光網絡ASON(Automatically Switched Optical Network)，又稱智能光網絡，是以SDH和光傳送網（OTN）為基礎，在路由與信令的控制下完成自動交換與連接的新一代智能化光網絡，是具有標準化智能特性的光傳送網。所謂標準化智能特性，是指在路由功能與信令功能支持下，實現自動發現、自動呼叫與連接、動態重路由等功能。

與傳統傳送技術相比，ASON在結構上的最大特點是引入了獨立的控制平面，由控制平面來控制、協調傳送平面的工作，ASON的智能特性都是通過控制平面實現的。技術上，ASON使用了路由技術、信令技術與鏈路管理技術（包括自動發現）。路由技術主要是在全網范圍內為端到端的連接計算、選擇合適的路徑。信令技術一方面控制自動呼叫與連接的進程，另一方面為已選路由選擇相應的網絡資源、建立起符合要求的端到端連接。鏈路資源管理主要是管理網絡的鏈路資源，如控制通路管理、鏈路特性關聯、鏈路故障管理等，還可實現鄰居與網絡資源的自動發現。

ASON擁有新體系結構，采用了新技術，因而具有一些新的功能：①支持多種類型的交換；②自動發現功能。利用路由技術與信令技術，自動建立端到端業務的配置；③保護與恢復功能。采用動態重路由方式，在網絡中發生端到端連接故障時，利用路由協議，在全網范圍內避開故障資源重新計算，在信令的支持下自動選擇、建立新的端到端連接代替發生故障的連接；④網孔形（Mesh）網絡結構。比傳統的環形網、鏈形網、星形網在網絡靈活性、擴展性、可靠性等方面都具有更大的優勢。

2 ASON的典型網絡及優勢

2.1 ASON典型組網方式

在組網方面，ASON的最大優勢就是可以組成網孔形（Mesh）網絡，網孔形網絡比環形和樹形網絡傳送效率更高、業務配置更靈活。

以圖1為例，在某個區域部署了基于ASON的網孔形網，從節點A到節點E，有多條路徑可以通達。假定從A點到E點，原工作路徑為：A→B→C→E，在節點A和節點B間發生故障時，經過路由計算，恢復路由按不同恢復類型可以有多條不同路徑，如：A→D→B→C→E、A→D→E、A→D→C→E等等，網孔形網的結構，使得ASON技術的動態利用網絡備用資源建立恢復連接成為可能。

圖1 基于ASON的網孔形網結構圖

2.2 業務種類

基于ASON的Mesh網具有多種的QoS等級，可以按業務的重要性劃分以下各業務種類：

（1）鉆石級：1＋1＋重路由，即當業務通路中一段光纖中斷后，業務立即倒換到備用通路，切換時間小于30 ms，同時網絡尋找新的保護通路，當光纖二次失效時仍可保證30 ms內切換。

（2）金級：1：1 保護，預置路由保護，切換時間小于50 ms。

（3）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。

（4）銅級：無保護，不保證恢復。

（5）鐵級：額外傳送業務，可能被高優先級業務搶占。

2.3 ASON網孔形網絡的優勢

網孔形的網絡拓樸為靈活組網、網絡的在線擴展、帶寬的共享使用、全網業務的靈活調度都提供了極大方便。其應用優勢主要體現在以下幾個方面：

（1）組網靈活：網孔形網的規劃與實施比較簡單，不存在網絡規模、節點數量等方面的限制，對業務流向與流量變化的適應性強，網絡結構易于擴容和調整。

（2）網絡帶寬利用率高：ASON網絡有利于帶寬的共享使用，使ASON可以采用動態的帶寬分配模式；Mesh網絡的多路由支持ASON的網絡恢復功能，使網絡不需為工作資源預留100%的保護通道，在相同網絡安全條件下所需備用資源少于傳統的環形網。

（3）快速保護恢復機制，抗多點失效：網孔形網絡發生故障時，可自動尋找建立多條迂回路由，保護與恢復能力可實現快速業務恢復以保證業務不中斷，提高網絡的生存性和抗災難能力。

（4）支持多等級業務。針對不同的業務提供不同的保護恢復等級，提高網絡的利用率。

3 在傳輸系統中引入ASON技術的意義

SDH作為一種成熟而嚴密的技術，已經成為現有傳輸網的主要技術，而現有光傳輸網基本上是以SDH環形網、鏈形網及混合組網為主，傳統的SDH環網主要面臨以下幾方面問題：

（1）網絡可靠性不夠高：傳統SDH環形網絡主要依賴環保護機制，無法抗拒多點故障。在多環串接或嵌套時，安全性更加下降，對重要業務無法實現完善的保護和恢復。

（2）資源利用率較低：有超過50%的帶寬為備用保護資源；網絡中跨環節點很容易成為瓶頸，資源利用率將更低。

（3）業務端到端調度管理能力差：業務帶寬的動態部署能力較差，難以處理寬帶數據等突發業務的調度需求。

（4）無法實現業務分級管理：無法針對不同業務和用戶來提供相應的保護級別。

ASON技術在傳統SDH技術中引入了動態交換概念，增加了業務的多種保護和恢復方式，能夠有效抵抗網絡多點故障，提供差異化的業務服務等級。并且提高了通道的利用率，增強了電路的快速配置調度能力。同時，有利于網絡的升級和擴容，能夠實現更靈活、更安全的MESH組網。因此，適時地引入ASON技術是很有意義的。

4 ASON技術引入傳輸系統的策略

在既有傳輸系統引入ASON技術應根據不同區域、不同情況、不同特點采用不同的演進策略。

4.1 新建的傳輸系統可以直接建設智能光網絡

新建傳輸系統部署ASON網張絡，應充分考慮目標網絡的安全性、可擴展性和調度的靈活性，對未來的多元化業務和大容量的業務應具有前瞻性，根據業務需求和物理光纜網的情況，合理選擇ASON網絡智能節點，規劃有效的網絡結構，采用統一的ASON智能光網絡設備進行組網。

4.2 現有的傳輸系統上擴容改造

在現有網絡基礎之上引入ASON控制平面與傳統SDH環網聯合組網，利用既有網絡來承載ASON業務。首先在現有網絡中引入ASON集中控制系統，向外提供標準的UNI（User-Network Interface）接口，實現流量工程和帶寬按需自動配置。在現有光傳輸網中選擇幾個核心大節點配置大型OXC交叉連接系統，構建一個基于網孔形網的靈活、強大的智能核心層。也可以在現有傳輸網絡上加載GCP控制平面軟件升級為ASON網絡，將靜態傳統業務無損在線升級為ASON智能業務。

從設備層面來講，首先選點核心節點部署使用交換技術的交叉連接設備，采用ASON的信令、路由協議和NNI（Network-Network Interface）接口，在域內實現ASON的功能；然后在本地網范圍內，采用具有UNI接口的多業務傳輸平臺（MSTP）設備，使MSTP設備可以通過UNI接口，實現端對端智能管理；最后在全網的網絡管理層面，全面采用ASON的信令、路由協議、NNI接口和功能，使用NNI或UNI接口使得不同區域的ASON實現互通。

4.3 引入ASON技術需要注意的問題

4.3.1 容量規劃全局性

傳統的網絡規劃方法一般根據點到點的業務量需求進行通路組織，當業務量達到一定界限時將考慮擴容。然而對于逐漸向ASON過渡的網絡來講，規劃會越來越注重全局性，從全網的角度來組織通路。通過網絡分析，根據網絡瓶頸和業務演進目標提出增加傳輸容量的建議。擴容量的選取不但要考慮現階段業務實現的需要，也要考慮業務保護和未來網絡擴展性的需求。

4.3.2 與舊網兼容性

網絡性能是網絡升級的主要依據，所以在進行網絡規劃之前必須對現有網絡進行詳細的網絡性能評估。需要對網絡的負載強度，尤其是一些重要節點設備的工作狀態有比較確切的了解。如考慮在核心節點部署ASON設備，首先必須考慮ASON節點和普通SDH節點的互聯互通問題。事先要對ASON設備進行全面的測試，包括設備的穩定性和對傳統SDH設備的兼容性。在核心層部署的ASON設備（包括其智能化部分）必須能夠兼容下面匯聚層和接入層的傳統SDH設備或ASON設備。

4.3.3 符合ASON的業務拓撲模型

ASON網絡只在網孔形網絡業務模型中才能發揮其動態路由、保護恢復功能的優勢，而對星型集中式、匯聚式業務沒有意義。

4.3.4 要求光纖物理資源豐富

豐富的光纜資源是實現ASON網孔形組網的基礎，在光纜資源不到位的情況下引入ASON，其保護機制無法發揮作用，反而由于組網同纜、同路徑的隱患而增加了維護成本與管理難度。

5 結束語

ASON網絡代表了下一代光網絡的發展方向，與傳統網絡相比其優勢在于可對業務在網絡的任意節點間靈活部署，網絡資源動態分配，提高了網絡資源利用率，增強了網絡的靈活性和生存性。既有傳輸網向ASON的平滑過渡和演進，在網絡規劃、建設、維護中要充分重視，合理投入，為ASON技術的引入和傳輸網的平滑升級打下基礎。