論ASON技術的應用和實踐：上海電信建成全球最大智能光網絡

張 軍

（中國電信股份有限公司上海分公司 上海 200121）

1 SDH網絡的演變和存在的問題

從1995年起，隨著SDH技術的成熟，北京、上海、泉州等本地網陸續開始建設SDH網絡。縱觀SDH網絡的發展，主要經歷了3個階段。

1.1 第一階段（1995－2000年）

基于當時的SDH技術水平，本地中繼傳輸網中的骨干層主要采用的2.5 Gbit/s SDH二纖（或4纖）雙向復用段保護自愈環，區域層（又稱匯聚層）早期采用的是622 Mbit/s單纖通道保護自愈環，后期采用了622 Mbit/s二纖（或4纖）雙向復用段保護自愈環。上海當時的網絡拓撲結構如圖1所示。

第一階段中的SDH環間電路調度是個大難題，當時主要采用的是2 Mbit/s背靠背連接和STM-1連接兩種。2 Mbit/s背靠背連接，需要配置大量的2/155 Mbit/s終端復用設備和DDF，既過度地占用機房和電源資源，又要花費大量的人工去現場跳接2 Mbit/s電路，效率很低。環間采用STM-1連接，雖然解決了2 Mbit/s背靠背連接帶來的資源浪費和效率低的問題，但又產生了新的矛盾，由于電路需求事先不清楚，低階交叉矩陣容量小、STM-1端口密度不高等原因，很難規劃好環間的STM-1連接，造成了電路配置不靈活、時隙占用率低等問題。

1.2 第二階段（2001-2005年）

20世紀90年代末，朗訊推出了容量為512個VC-4的DXC4/4/1設備，為了解決環間電路間的靈活調度，提高資源利用率，中國電信股份有限公司上海分公司（以下簡稱上海電信）引入了WaveStar DXC4/4/1設備，作為在骨干節點上環間連接的樞紐設備，而此時的骨干層主要采用的是10 Gbit/s二纖（或4纖）雙向復用段保護自愈環，區域層主要采用的是2.5 Gbit/s二纖雙向復用段保護自愈環。其網絡結構如圖2所示。

第二階段的SDH網絡中，環間電路調度主要以STM-1/STM-16接口方式通過DXC4/4/1來作電路的歸并和疏導，從而徹底解決了第一階段SDH環間電路調度中暴露的一系列問題。但隨著SDH技術的大規模應用，業務的不斷增長，第二階段網絡包括SDH技術本身存在的一些問題也開始顯現出來，主要表現在以下幾個方面。

1.2.1 骨干節點單點失效問題

隨著SDH網絡規模的進一步擴大，電路量的急劇增加，8個骨干節點中的DXC設備的端口占用率均超過了80%。由于所有的電路都要經過DXC設備，一旦某套DXC設備故障引起該節點癱瘓，全網平均將中斷1/8的電路，風險極大。同時，隨著DXC設備運營年限的增長，板卡故障率開始上升，而廠家的技術支撐能力逐步開始減弱，網絡安全隱患十分嚴重。

1.2.2 SDH技術本身存在的一些問題

（1）工程建設周期長

SDH采用的是環網技術，因此工程建設中需要按SDH環來建設和驗收，如果一個環上的某個節點存在機房資源不足需要拆除老設備、電力資源和光纖資源不夠需要擴容等問題，勢必將影響整個SDH環的建設和驗收進度。從上海SDH環網建設的經驗來看，從項目立項開始到工程驗收，至少需要大半年的時間。

（2）開環加節點風險大

上海是一個特大型本地網絡，組成該本地中繼傳輸網絡的節點有二三百個（還不包括接入節點），除內部電路需求可以事先規劃和預測外，大量的大客戶電路無法預知。因此，一旦現有網絡資源無法滿足用戶的急切需求時，往往采用的是開環加節點的方式。不中斷業務的開環加節點的條件：摸清該SDH環中的詳細業務，做好詳細的加節點方案；規范化所有的操作步驟，并嚴格執行；做好應急預案，并預先通知好相關業務部門和客戶，做好配合準備；所有的加節點工作都是夜間12點以后實施。上海電信歷史上做過幾十起開環加節點的工作，雖然從未出現過中斷業務的情況，但工程部門、運維部門、業務配合部門怨聲載道，對網絡規劃和技術決策部門帶來很大的壓力。

（3）帶寬利用率低、差異化服務能力差

SDH環網技術中還存在著一個致命的缺點，那就是無論是什么業務，永遠都有一半時隙是拿出來作保護的，針對大客戶需求，無法實現差異化服務。2004年，上海電信在解讀ITU-T的G.841技術標準的情況下，曾采用該標準第6.1節中規定的NUT Chanel技術，實現了端到端的抵抗鏈路和當中節點故障的業務保護，即對于重要客戶，在2.5 Gbit/s環中拿出2個VC-4通道，不參與復用段保護倒換，而采用SNCP保護，進而實現端到端的SNCP保護，避免了在復用段層和子網連接層重復保護的問題，節省了帶寬資源，但需增加環間連接的端口數量。后來由于部分廠商不支持NUT Chanel技術，因而未全面推廣，只是做了部分試點。雖然從試點的效果來看還是不錯的，但從根本上沒能改變SDH本身差異化服務能力不足的問題。

（4）人工配置電路效率低，業務響應速度慢

SDH電路采取人工配置方法，由資源部門按照業務需求，根據SDH網絡資源情況調度全程路由施工單，網控部門則根據工單配置開通電路。這一過程往往消耗大量人力資源，同時開通效率低、差錯率高、響應用戶業務需求較慢。上海電信歷史上的軟交換電路割接和PHS網絡建設，在傳輸資源調度和開通環節上，耗費了大量的人力和財力，工程進展緩慢，其中的傳輸資源調度成為工程建設的瓶頸。

1.3 第3階段（2005年至今）

SDH技術是一個非常好的技術，解決了以前PDH技術時代，標準不統一、網絡互通性差、傳輸容量低、管理和自愈保護能力弱等問題。但同時通過上述分析，也看到了SDH技術本身尚有許多不完美的地方。隨著網絡技術的發展和業務需求的不斷變化，需要考慮和引入新的技術——ASON技術，來進一步完善SDH網絡，節省成本，提高網絡利用率和差異化服務能力，加快業務響應速度，從而增強企業綜合競爭能力。

從2005年起，上海電信就在研究和考慮ASON技術的引入和應用，并在現網中開展了試點，包括從SDH環網平滑升級到ASON的試點等。2008年上海電信與某一設備供應商合作，建成單ASON域能力為150個網元的ASON，2010年，上海電信通過擴容、改造、升級等措施，將原先的單ASON域能力由原來的150個網元升級到350個網元，目前實際部署236個網元，成為全球最大的單域ASON。

2 ASON技術特點分析

早在2000年，ITU-T組織就提出了ASON技術，亦稱智能光網絡技術，并逐步規范和完善了該技術標準。ASON是光傳輸網技術發展過程中的一個重大突破，它最大的特征是在原有的傳輸網中的傳送平面、管理平面基礎上，引入了獨立的智能控制平面（通常采用分布式），并利用這一平面實現了網絡拓撲自動發現、呼叫和連接控制管理、業務保護和恢復（重路由）等功能。與傳統的SDH網絡技術相比，ASON技術具有以下一些優點。

（1）網絡生存性大大提高

在傳統網絡具有的保護能力基礎上，增加了動態路由恢復功能，結合Mesh狀的組網結構，當主用路由中斷，網絡內只要有可達路徑，控制平面會自動計算出一條業務恢復路由，大大增強了網絡的生存性。尤其是可以解決骨干節點DXC設備故障而引起的網絡癱瘓隱患。

（2）提供了SLA差異化服務能力

ASON對不同等級的客戶可以提供不同的保護、恢復方式，為客戶提供差異化的、可選擇的服務。如在ASON域內可以根據客戶需求提供永久“1＋1”保護、重或不重路由“1＋1”保護、重路由恢復等策略。

（3）資源利用率大大提高

SDH網絡采用的是環網保護技術，其中有50%的帶寬是永遠用作保護的。而ASON增加了恢復功能，其備用路由可以相互共享，從而節省網絡資源。并且在Mesh組網結構下，網絡拓撲連通維度越多，資源利用率就越高，從而進一步降低了網絡運營成本。

（4）工程擴容周期明顯縮短

ASON控制平面具有網絡拓撲自動發現功能，只要新裝設備與鄰近網元的光纖連接后，該網元通過OSPF協議能夠自動發現控制鏈路并把自己的控制鏈路向全網泛洪；每個網元都得到全網的控制鏈路信息，也就得到全網的控制拓撲，從而徹底改變了SDH環形網絡建設周期長的問題。2009年初，在Ev-Do基站建設中，上海電信正是采用了ASON+MSAP傳輸網絡擴容解決方案，為2個月內完成2 000個Ev-Do基站的建設創造了條件。

（5）加快了業務響應速度，降低了人工成本

ASON可以采取新型業務調度配置流程，其業務可以通過控制平面自動下發，而不需要再通過傳統的業務需求、資源調度、數據配置這一復雜的人工干預過程，減少了差錯、降低了人力資源成本、加快了業務響應速度。

3 ASON技術在上海電信網絡中的應用

早在10多年前，美國AT&T公司就建成了100多個網元的國內長途ASON。10多年來，ASON技術陸續在國內外運營商的長途網中相繼應用，但在本地傳輸網中，盡管有一些ASON組網應用的案例，但規模都不大，其根本原因有兩點，一是ASON控制平面僅能控制VC-4信號顆粒，與本地網中VC-12業務為主的需求矛盾；二是與長途網相比，本地網局站數量多（尤其是像上海這樣的特大型本地網），網絡結構層次多，業務方向分散，需要從骨干到邊緣的系列化ASON設備。因此，ASON技術更適合在長途網中應用，但上海電信從網絡、技術、業務創新角度出發，在全面分析SDH技術缺點和ASON技術優點的前提下，通過組網結構的調整，建成了一張全球最大的ASON，充分發揮了ASON技術的優勢，提高了傳輸網絡的競爭能力。

3.1 組網思路

相比原來的SDH組網，在本地ASON組網思路中，作了以下一些創新。

·將原來的SDH環網結構改為Mesh組網，增加網元間的連接維度，增強網絡保護、恢復能力，提高資源利用率和網絡生存能力。

·由于本地傳輸網中的業務主要是2 Mbit/s電路需求，那么需要將低階交叉矩陣由原來的骨干節點下沉到邊緣節點，解決骨干節點故障造成的本地傳輸網中大面積區域網絡癱瘓的問題。

·根據不同的網絡位置選擇不同容量的ASON設備，以便降低建設成本。同時，上海屬于特大型本地網絡，骨干節點需要特大容量的MADM傳輸設備來組網（所謂特大，一是要有足夠容量的交叉矩陣容量，二是要有足夠的高速線路端口用于組網），才能保證建成覆蓋二三百個節點的本地傳輸網絡，通常需要的容量在640 GB以上。

·通過智能VC-4隧道來裝載低階VC-12業務，賦予VC-12顆粒同樣的智能保護特性。這一點非常重要，因為主要還是由2 Mbit/s電路傳輸業務。

·在ASON中，控制平面和管理平面都需要數據通信網絡（DCN)來傳遞各種信令、路由，維護及管理信息，因此，相比傳統的SDH網絡，在信息的傳輸量上將大大增加。當帶內DCN容量不夠的情況下應考慮增加帶外DCN通道容量。

·要考慮并試點傳統SDH網如何在線升級到ASON，環網如何在線升級到Mesh網，PC電路如何升級到SPC電路等。

圖3為上海電信建成的ASON拓撲示意。其中，骨干層節點采用OSN 9500設備，區域轉接點采用OSN 7500設備，一般區域節點采用OSN 3500設備。OSN 9500設備不配置低階交叉矩陣，VC-12電路的歸并和疏導工作由OSN 7500設備來完成。

3.2 業務配置規范化

網絡建得好，還要用得好，要充分發揮ASON技術的優勢，業務配置規范化是一項十分重要的工作。

業務配置應根據用戶電路等級實現差異化的配置，由于ASON僅僅建立在本地網的骨干層和區域層，而接入層并沒有納入ASON域范圍，所以差異化的業務配置應該端到端地考慮，而不僅僅是考慮ASON域本身。比如：一條等級最高的電路，在用戶接入點需要安裝兩套傳輸接入設備分別接入ASON域內的兩套區域節點設備，電信網絡內提供兩條端到端的電路，由用戶設備自己來選擇主備路由，此時在ASON域內的兩條電路沒有必要采用級別最高的永久“1＋1”保護方式，均采用重路由恢復方式即可。上海電信針對不同電路等級，制定了差異化的端到端的《ASON網絡建設業務配置及資源調度規范》，利用ASON技術優勢，實現了對客戶業務的差異化服務。

4 展望ASON技術的發展

隨著對ASON技術的研究、應用和實踐，也發現了ASON存在的一些不足之處。

（1）ASON技術標準尚不夠完善

鑒于ASON域內的E-NNI接口和UNI接口技術標準尚不夠完善，給網絡的互通性帶來了很大的問題。其中，E-NNI接口技術標準不完善，將影響多ASON域的應用，也將無法建成從長途到本地的端到端的ASON。UNI接口技術標準不完善，將影響實時、動態的帶寬按需分配（BOD）和光虛擬專用網（OVPN）的新業務應用。

由于ASON標準中未對保護、恢復的方式、方法做嚴格的定義，使得跨廠家的ASON保護、恢復無法端到端的實現。

（2）設備供應商尚有完善的空間

雖然ASON技術增加了業務自動恢復功能，已經可以滿足大部分需求，但針對少數網絡節點多、智能業務鏈路多的超大ASON傳輸網絡，每次鏈路故障下，業務自動恢復時間要控制在2 s以內有一定的難度，尚不能完全滿足運營商的高標準要求，重路由算法有進一步優化的空間。

（3）運營商的資源管理手段需要完善

在ASON中，共享風險鏈路組（SRLG）是一個非常重要的參數，需要運營商在網絡建設中配置，SRLG參數中包括共享的物理節點、端口、光纜路由等信息，它是影響ASON的保護和恢復算法的最重要的依據。但鑒于我們的資源管理系統還夠不完備，未來ASON優化的空間還很大。

ASON控制平面技術并不僅僅是應用在SDH網絡中，它還可以應用在今后的OTN、PTN中。當前中國電信集團公司提出了智能管道主導者的建設目標，因而ASON技術的發展前景將非常美好。讓大家攜起手來，共同推動ASON技術的進一步成熟和發展，爭取早日真正實現傳輸網絡的智能化。