ASON网络技术现状及组网应用

面对超出想象的巨大通信市场需求，运营商正在寻求一条新的途径以更低的成本建造新型光传送网络，增强网络容量的扩展能力和组网灵活性。自动交换光网络（ASON）的出现，是在充分吸收了IP网络和技术的优点，将其融合到光传送网中实现的。它在设计之初，就充分考虑到分组业务占主导地位的发展趋势，将其设计成与IP网络相似的结构，具有无限扩展性和兼容性，通过标准的接口，不同厂家的设备可实现互通，便于全网的管理。

　　传统的传送网只涉及到信号的传送、复用、交叉连接、监控和生存性处理，不含交换功能，而ASON除了具备以上功能外，还能实现动态、自动传送、交换和建立连接的功能。同时，为了满足目前电路交换和分组交换业务的需求，ASON还引入了信令和路由的概念，以吸取两类网络的优点同时又避免它们各自的缺点。此外，ASON支持多种客户信号，是一种独立于客户和技术的网络。

　　ASON技术特点

　　ASON是符合G.8080框架要求的、通过控制平面来完成自动交换和连接控制的光传送网，它以光纤为物理传输媒质，由SDH和OTN等光传输系统构成。ASON网络的核心是网络智能性，包括呼叫和连接控制、路由和自动发现等功能以实现智能化网络控制功能。ASON网的应用优势主要体现在以下几个方面。

　　1．快速电路指配。ASON技术支持采用标准路由和信令协议实现光网络中的动态端到端连接建立和调度，采用SPC、SC功能可快速进行电路配置。

　　2．网络资源动态分配。采用流量工程将网络资源动态分配给路由，满足网络结构的不断调整和各个地区业务增长的不均衡，同时还可满足各种临时性业务；充分发掘网络潜力，提高网络资源利用率和运营商投入产出比。

　　3．网络结构易于扩容和调整。由于采用网状网结构和分布式网络智能，便于节点的增加和网络结构的调整。

　　4．抗多点失效，增强网络的生存性。提供MESH保护恢复能力，抗多节点失效，当传统的环网出现两处光缆断时，业务已经中断，而网状网可寻找多条迂回路由保证业务不中断。提高网络的生存性和抗灾难能力，特别是分布式恢复能力可实现快速业务恢复。

　　5．快速的保护恢复机制，支持多等级业务。针对不同的业务提供不同的保护恢复等级，提高网络的利用率；同时可支持各种新型业务，以更好地实现用户的定制服务，为重点大客户提供更具吸引力的服务，提升运营商的整体竞争能力。

　　6．提高了网络带宽利用率，节省网络投资，降低CAPEX/OPEX。ASON网络使运营商更好地利用光网络，提高网络的利用率，显著降低每兆比单位成本，简化网络结构，降低运行成本。

　　7．网络易于管理。传统的SDH网管中所有的电路管理和配置等功能均由人工在EM/SNM上来完成，智能性较差。ASON网络采用分布式智能，资源的自动发现和连接的动态配置分配于各个节点来自动实现，减少网管压力，便于网络管理。

　　8．支持多种新型业务。由于其可扩展性好，格式透明，能随新业务的产生而不断推陈出新，便于引入诸如按需带宽业务、波长批发、波长出租、光拨号业务、动态路由分配、光虚拟专用网等新的业务类型，使传统的传送网向业务网演进。

　　总之，ASON网络与传统网络相比其优势在于可对业务在网络的任意节点间灵活部署，网络资源动态分配，提高网络资源利用率，增强了网络的灵活性和生存性。

　　ASON国际标准化情况

　　目前对自动交换光网络（ASON）技术进行跟踪研究的国际标准化组织主要包括国际电信联盟电信工作组（ITU-T）、因特网工程工作组（IETF）、光因特网论坛（OIF）和电信管理论坛（TMF），各标准化组织之间既有重叠，又互为补充。

　　ITU-T是通信行业主要的标准化组织，它在ASON领域的主要工作是定义了一个标准的自动光网络体系结构，与其他标准化组织的不同在于它是从整体结构的角度出发研究光网络，之后再决定如何实现。ITU-T主要负责ASON体系结构方面的内容，另外它在分布式呼叫与连接管理、路由协议、自动发现等方面给出了框架结构与协议规范，还对保护恢复、连接允许控制、管理平面等方面进行了规范。

　　IETF的工作主要是定义用于智能光网络的控制协议，与ASON技术研究有关的工作组包括CCAMP、MPLS和IPO等三个工作组，它们主要的工作是提出了通用多协议标记交换（GMPLS）一系列标准草案，包括信令协议（RSVP-te/CR-LDP）、路由协议（OSPF/IS-IS）、链路管理协议（LMP）等。

　　OIF目前主要关注的是IP客户端，OIF已经规范了智能光网络的用户接口（UNI）。对于外部网络到网络接口（E-NNI），OIF也有了一个初步的定义。

　　TMF主要解决不同技术的管理方面的问题，它关注ITU-T的G.7718，支持ASON控制平面的管理。TMF的很多定义可以用于ASON管理方面，它提供关于控制平面的信息模型。ITU-T目前的作法是将ASON管理问题进行划分，只对管理平面的功能和需求进行定义，而管理对象和管理信息模型等定义交由TMF来完成。

　　国内中国通信标准协会传送网工作组在自动交换光网络的标准制定工作中，主要依据ITU-T的框架结构和相关建议，同时兼顾IETF和OIF的相关规范。2003年，传送网工作组开始制定《自动交换光网络标准（ASON）技术要求》系列标准，在该系列标准中，将整个ASON技术要求划分为体系结构与总体要求、术语和定义、DCN、信令、路由、自动发现、保护恢复、管理平面、UNI、E-NNI等几个部分，目前已经完成体系结构、术语定义、DCN、信令、UNI、管理平面、自动发现等部分标准的制定。

　　综上所述，目前对ASON的标准化工作已经基本完成，ASON各个方面的功能都已基本成熟，仅在E-NNI接口的互通方面还存在不完善的地方，基于域间的保护恢复还不能很好的互通，这将是下一步标准化工作需要解决的问题。

　　ASON设备现状

　　ASON设备正逐步走向成熟。总的来说，在传送平面目前关注基于SDH的ASON设备，其交换颗粒在VC4粒度之上，另外部分厂家实现了基于VC12颗粒的ASON调度，同时在WDM网络中具备了基于波长的智能调度；在控制层面，基本的控制层面功能已经具备，如连接管理、路由等，在控制层面的接口方面，对E-NNI接口已经实现了厂家间的互通，能够通过E-NNI接口实现端到端的业务调度，但是E-NNI接口的保护恢复机制还不完善；对于ASON管理系统，对传送层面的设备管理比较成熟，对于控制层面的管理基本完善；对于信令网络，带内和带外方式都有提供，但是带内方式下的互通存在一定的问题；对于保护恢复，已经提供了比较完善的保护恢复机制。

　　具体来说，目前ASON设备现状的以下几个主要特点。

　　1．提供大容量的交叉矩阵，实现多光口方向的业务疏导，可以支持320G/640G交叉容量，甚至可以达到1.28T。

　　2．提供丰富的业务接口，包括供STM-1、STM-4、STM-16、STM64和GE接口。

　　3．支持分布式控制，包括分布式信令、路由和自动发现功能。可以实现软永久连接（SPC）和交换连接（SC）的创建、查询、删除；支持路由信息发布和更新、通道路由计算功能；支持邻居自动发现等功能。

　　4．支持类型丰富多样的网络保护和恢复功能，包括比较成熟和完善的SDH网络保护功能、基于控制平面的保护功能、分布式动态重路由恢复功能以及保护与恢复的结合。多种保护恢复技术，可实现抵抗多重故障的生存能力，增强了网络的健壮性。

　　5．在ASON信令通信网方面，支持带内和带外两种信令通信方式。部分厂家支持带内信令信道的扩展。

　　6．通过ASON网管系统实现端到端、跨越ASON网络的业务统一调度。

　　ASON网络组网应用

　　ASON网络结构的选择主要需要考虑以下因素：光传送网的现网结构和规模；光传送网的规划建设、运行维护体制；业务网的结构和业务需求；网络安全性和多厂商竞争性；ASON多域技术的成熟性。

　　根据以上各种因素的不同，ASON网络结构可以采用不同的分层结构和组网方案，主要考虑网络分层、网络分域以及单平面和双平面等几个方面的因素。

　　1．ASON网络分层

　　网络分层结构主要涉及省际、省内、本地光传送网的组织结构和网络扁平化。针对运营商现有的三层网络结构和未来网络扁平化的发展趋势，目前ASON网络可采用三层组网的模式，即和现有运营商的网络分层保持一致，如图所示。

 

 

　　图 ASON网络结构

　　ASON网络分为三个层面，即ASON省际干线传输网、ASON省内干线传输网和ASON本地传输网络。

　　省际ASON网除了包括现有的省会节点外，还可以将国际出口节点、省内网的第二出口点、业务需求较大的部分沿海发达城市纳入，进行统一的调度管理。各层ASON网络独立组织控制域，各层网络之间通过E-NNI进行互连，以实现跨层的端到端调度。

　　省内ASON传送网覆盖各省内的二干节点，为省内主要城市间提供传输电路，连接各本地ASON网络。省内ASON传送网采用网状网结构，采用单控制域结构。

　　本地/城域光传送网建设ASON网络，应根据城市或地区的规模及业务发展的情况。国内运营商把城市类型大体分为以下四种：特大型城市、大型城市、中型城市、小型城市。现阶段，ASON网络主要应用在特大型或者大型城市的城域核心层网络。未来随着业务的开展和技术的成熟，再逐步延伸到汇聚层和接入层。本地/城域ASON传送网以网状网结构为主，初期也可采用环网结构。

　　在业务调度颗粒方面，对于省际和省内层面，ASON网络的调度颗粒为VC4或VC4-nc/v，提供STM-1/4/16/64、GE/10GE业务的调度和传送。少量STM-64、10GE业务可以通过ASON传送，10G业务量较大时，应通过WDM系统承载。2M/34M业务应在业务落地点进行汇聚后，在ASON网络内进行传送。对于本地/城域ASON网络的调度颗粒为VC4、VC4-nc/v、VC12、VC12-nv，提供E1、E3、STM-1/4/16/64、GE/10GE业务的调度和传送。

　　初期ASON采用单厂家单平面结构。考虑到网络安全性和厂家竞争性因素，在网络容量需求较大时，可以引入不同厂家建设第二平面。

　　2．ASON网络分域

　　ASON通过引入控制域的概念，可以允许运营商根据多种策略来构建ASON网络，使网络具备了良好的规模性和可扩展性。根据ASON网络的分层结构，可以对各层面ASON网络划分控制域。多个控制域之间通过E-NNI接口进行互联，实现跨ASON域的端到端资源管理。

　　目前E-NNI标准化情况尚不成熟，只能实现跨域的业务调度，但不能实现跨域的保护恢复，目前可行的跨域保护方式主要是静态的1+1MSP保护。从国内外多域应用情况来看，世界范围内组建的ASON网络，都采用的是单控制域的方案，最大的ASON网络是AT&T的国家骨干网，共包含150个左右的节点。ASON建设初期暂不进行多域组网。未来根据E-NNI标准的成熟情况，在适当时候进行E-NNI多域组网的互操作性试验，逐步引入多控制域的组网结构。

　　总结

　　ASON技术的出现，极大地改变了光传送网的概念和运作模式，将对传送网产生深远影响。本文对ASON网络的技术特点、现状以及组网应用进行了分析研究，得出的结论如下。

　　1．从标准化现状来看，ASON网络的各项标准工作已经基本完成，仅在E-NNI接口的保护恢复方面还不完善。

　　2．从ASON设备现状来看，基于SDH的ASON设备已基本成熟，具备大容量的交叉矩阵，支持分布式的智能控制，提供多种多样的保护恢复技术。

　　3．对于ASON网络组网应用，目前运营商可针对现有的分层结构，在省际、省内和城域三个层面分别组网。另外由于E-NNI接口尚不成熟，在各个层面内宜采用单一ASON域的组网方式，待E-NNI接口成熟后再逐步引入多控制域的组网结构。