ASON自動交換光網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)綜述

　　現(xiàn)代光通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展從PDH算起，經(jīng)過SDH/SONET/OTN到現(xiàn)在的ASON自動交換光網(wǎng)絡(luò)已是第三代，它充分反映了光通信網(wǎng)從低速鏈路到高速、超高速，從點(diǎn)對點(diǎn)拓?fù)涞江h(huán)、MESH，從低速電復(fù)用到高速電復(fù)用、光復(fù)用，從主要面向鏈路、網(wǎng)元的管理到面向端到端服務(wù)的管理的演進(jìn)趨勢。 今天，支持ASON已經(jīng)成為光設(shè)備廠商宣傳推廣其光設(shè)備的必要條件，尤其在中國，隨著ATT采用Ciena推出的智能光設(shè)備，AlCAtel在北京，Lucent在江蘇部署智能光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，國內(nèi)運(yùn)營商普遍表現(xiàn)出了對ASON的熱烈歡迎，ASON之所以如此重要，獲得運(yùn)營商以及制造商的一致推崇，主要是源于：

　　(1)網(wǎng)絡(luò)傳送層面的技術(shù)已日趨成熟，包括虛級聯(lián)，GFP(Generic Framing Procedure通用幀規(guī)程)，LCAS(Link Capacity Adjustment Scheme鏈路容量調(diào)節(jié)方案)等新技術(shù)和RPR(Resilient Packet Ring彈性分組環(huán))，MSPP/MSTP(Multi Service Provisioning Platform/Transport Platform多業(yè)務(wù)配置/傳送平臺)等新平臺為語音/數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)融合提供了多種選擇；

　　(2)不論采用何種產(chǎn)品或平臺，運(yùn)營商對降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營、維護(hù)的復(fù)雜度，減少網(wǎng)絡(luò)故障率，提高資源有效利用率和比對手更快速推出新型、靈活的帶寬業(yè)務(wù)一直是最渴望的；

　　(3)ASON為各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供了統(tǒng)一的控制、管理平臺，技術(shù)上為制造商提供了促使光網(wǎng)絡(luò)智能化的有力工具，同時充分考慮了如何滿足運(yùn)營商的需求。

二、ASON技術(shù)特性與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

　　1.ASON組成與服務(wù)

　　ASON主要由以下三個獨(dú)立的平面組成，即傳輸平面、控制平面和管理平面。(還有一個不常提及的DCN面用來承載控制信號)。類似ATM，ASON支持三種連接，即永久連接PC(Permanent Connection)、交換連接SC(Swithched Connection)和軟永久連接SPC(Soft Permanent Connection)。永久連接也被稱為定制連接，由網(wǎng)管系統(tǒng)或者由人工完成，而交換連接是信令驅(qū)動的連接，終端用戶根據(jù)需要，可在任意兩個連接端點(diǎn)間建立連接。SPC與PC連接都是由管理平面發(fā)起的連接，不同之處在于光網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部是使用信令還是利用網(wǎng)管接口。光網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部使用信令建立連接時，涉及到控制面內(nèi)的信令部分，每個網(wǎng)元的控制實(shí)體相互之間需要動態(tài)交互信令信息，另外控制面內(nèi)的路由部分也要在實(shí)體之間交換路由信息。信令建鏈需要網(wǎng)絡(luò)命名和尋址(Naming and Addressing)策略的支持。

　　2.ASON接口定義與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議族

　　由于AS0N在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上屬于層疊模型(Overlay Model)，ASON網(wǎng)絡(luò)邏輯上分為UNI(User Network Interface用戶網(wǎng)絡(luò)接口)，I-NNI(Inter-Network Network Interface內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)-網(wǎng)絡(luò)接口)和E-NNI(Exterior-Network Network Interface外部網(wǎng)絡(luò)-網(wǎng)絡(luò)接口)三個部分。

　　UNI主要運(yùn)行在光網(wǎng)絡(luò)客戶端和光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間，是業(yè)務(wù)請求者和業(yè)務(wù)提供者控制平面實(shí)體間的雙向信令接口，主要功能是完成二者間的連接建立、連接拆除、連接修改、狀態(tài)查詢，相互之間不交換路由信息，可選的功能有鄰居發(fā)現(xiàn)，服務(wù)發(fā)現(xiàn)等。UNI1.O版主要針對SDH接口，在下一版UNI2.O中會加上對以太網(wǎng)的支持。UNI2.0對信令的信息完整性、安全性等方面也比1.0有了較大的關(guān)注。目前UNI有三種侯選協(xié)議：PNNI(專有網(wǎng)絡(luò)-網(wǎng)絡(luò)接口Private NNI)，CR-LDP(約束路由的標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議Constrained Routing-Label Distribution Protocol)和RSVP-TE(資源預(yù)約協(xié)議帶流量擴(kuò)展Resource Reservation Protocol--Traffic Extension)。

　　I-NNI是屬于一個域內(nèi)的控制平面實(shí)體間的雙向控制接口。由于在域內(nèi)運(yùn)行，一般是同一個設(shè)備商的設(shè)備，因此沒有建議標(biāo)準(zhǔn)化，每個設(shè)備廠商可以使用專有的接口協(xié)議也可以使用眾所周知的接口協(xié)議。I-NNI接口使用協(xié)議包括路由協(xié)議和信令協(xié)議，路由協(xié)議可以是OSPF-TE(開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議-帶流量工程擴(kuò)展Open Shortest Path First-Traffic Engineering)、IS-IS-TE(中間系統(tǒng)-中間系統(tǒng)路由協(xié)議-帶流量工程擴(kuò)展Intermediate System-Intermediate System-Traffic Engineering)或BGP(邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議Border Gateway Protoco1)協(xié)議，信令協(xié)議主要是CR-LDP和RSVP-TE。

　　E-NNI是屬于域間控制平面的不同實(shí)體間的雙向控制接口，支持呼叫控制、資源發(fā)現(xiàn)、連接控制、連接選擇、連接路由選擇。與I-NNI不同，它是在不同域間交換路由可達(dá)性信息，屏蔽了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的拓?fù)湫畔?。對多層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)間的E-NNI信息交互尤其是標(biāo)準(zhǔn)化的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

　　ASON主要由三個國際化標(biāo)準(zhǔn)組織在推進(jìn)，IETFOIF和ITU-T。

　　(1)IETF

　　IETF的MPLS，到GMPLS是催生ASON產(chǎn)生的基礎(chǔ)。ASON使用的信令協(xié)議CR-LDP，RSVP-TE都是IETF近來標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)果，而ASON的路由協(xié)議包括OSPF-TE，BGP，它們都在原先協(xié)議的基礎(chǔ)上，對光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需求做了相應(yīng)的擴(kuò)展。最新增加的LMP鏈路管理協(xié)議也在不斷修訂中。

　　(2)OIF

　　OIF對ASON最值得肯定的工作是UNI1.0。由于有了UNI1.0，數(shù)據(jù)設(shè)備廠商和電信設(shè)備廠商在設(shè)備自動化互聯(lián)時有了充分可信賴的依據(jù)?，F(xiàn)在有了UNI1.0的第二版，還有正在標(biāo)準(zhǔn)化中的，引入了以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，支持帶寬動態(tài)改變的UNI2.0。0IF另一個重點(diǎn)研究的領(lǐng)域是E-NNI，力圖在設(shè)備域間互聯(lián)上提供互聯(lián)互通的可能。

　　(3)ITU-T

　　ITU-T的優(yōu)勢是在協(xié)議框架搭建，網(wǎng)絡(luò)管理和業(yè)務(wù)提供方面，依照ITU-T的建議，ASON只支持層疊模型，定義了G.8080/Y.ASON結(jié)構(gòu)，區(qū)分了呼叫和連接，用抽象模型抽象化了信令協(xié)議，提出了路由協(xié)議的需求，支持DCN細(xì)化為SCN(信令連接網(wǎng)Signaling Connection Network)和MCN(網(wǎng)管連接網(wǎng)Management Connection Network)仔細(xì)考慮了ASON網(wǎng)管的問題。

　　3.ASON技術(shù)優(yōu)勢

　　與現(xiàn)有的SDH組網(wǎng)技術(shù)相比，ASON有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)統(tǒng)一的分布式控制/管理層面，與底層的物理實(shí)現(xiàn)技術(shù)無關(guān)，理論上講支持各種帶寬粒度的交換和管理，無論是IP路由器，ATM交換機(jī)還是光交叉連接設(shè)備都可以應(yīng)用；

　　(2)快速的定制支持不同SLA(Service Level Agreement)級別電路，不僅縮短了業(yè)務(wù)提供時間，提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，還可提供新的帶寬業(yè)務(wù)，如BODS(按需帶寬服務(wù))，OVPN(光虛擬專用網(wǎng))等；

　　(3)支持端到端的連接建立、監(jiān)控、保護(hù)和恢復(fù)，對各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括網(wǎng)狀網(wǎng)的支持，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的流量工程能力。

三、ASON市場未來預(yù)測

　　在ASON出現(xiàn)之前，DWDM技術(shù)以滿足Gilder定律的方式，每六個月翻一番的增長趨勢極大地改善了骨干網(wǎng)長途鏈路上容量短缺的問題，不需要鋪設(shè)新光纖，只需要增加波長路數(shù)，運(yùn)營商就可以充分滿足巨量帶寬的需求，帶寬的極大豐富并不意味著運(yùn)營商可以迅速滿足用戶對帶寬需求的響應(yīng)，在網(wǎng)絡(luò)流量日趨數(shù)據(jù)化，突發(fā)性更大的背景下，對多粒度，動態(tài)帶寬改變，迅速部署電路的強(qiáng)烈需求使得ASON日益重要和普及。當(dāng)前市場上已經(jīng)有Ciena、華為、中興、朗訊、阿爾卡特等眾多廠商宣稱支持ASON的設(shè)備可供選擇。在可預(yù)見的未來，ASON在以下四個方面將有極大的市場需求。

　　1.城域傳送網(wǎng)的換代升級ASON+MSTP

　　在業(yè)務(wù)模式更加數(shù)據(jù)的今天，傳統(tǒng)的SDH根本無法適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，而基于SDH發(fā)展起來的MSTP(多業(yè)務(wù)傳送平臺)正在成為新一代城域網(wǎng)建設(shè)的首先技術(shù)。因?yàn)榘l(fā)展業(yè)務(wù)的需要，ASON與MSTP結(jié)合，由MSTP提供下層的物理傳送通道，由ASON完成網(wǎng)絡(luò)智能的控制和管理是未來必然的選擇。

　　2.長途傳送網(wǎng)的靈活波長業(yè)務(wù)

　　在長途骨干傳輸網(wǎng)上，配置靈活的波長上下路(如通過可重構(gòu)光上下路復(fù)用器(R-OADM)，波長擴(kuò)容或者長途干線鏈路保護(hù)/恢復(fù)，可以由ASON的分布式智能控制來提供，加上提供超長距離傳輸?shù)腢LH技術(shù)，長途大容量的實(shí)時電路指配、調(diào)度和保護(hù)可以在幾分鐘之內(nèi)完成，極大地削減人工配置電路的復(fù)雜性、易錯性和不靈活性。

　　3.對城域接入的靈活支持 如3G基站、企業(yè)網(wǎng)邊緣路由器、網(wǎng)關(guān)、IAD等

　　新一代的MSTP除了原來的SDH接口，增加了對以太、MPLS甚至RPR(彈性分組環(huán))接入的支持，考慮到未來無線3G應(yīng)用的寬帶需求，例如3G基站之間的互聯(lián)，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的速率升級，利用ASON為用戶提供安全高速的二層VPN或者一層VPN滿足互聯(lián)需求是未來可預(yù)見的有吸引力的新業(yè)務(wù)。

　　4.對NGN的支持

　　NGN是下一代的未來通信網(wǎng)絡(luò)，是基于分組的，基于控制與呼叫分離的，呼叫與承載分離的軟交換、業(yè)務(wù)驅(qū)動型的，開放型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系。ASON從本質(zhì)上講，它在業(yè)務(wù)傳送環(huán)境里采用的交換技術(shù)不是分組，而是電路型的，但是它本身是和設(shè)備的物理傳輸/交換技術(shù)獨(dú)立的，而且滿足兩個分離的特性，對將來的業(yè)務(wù)是開放的。ASON必然要符合NGN的框架約定，而且應(yīng)是滿足這個約定的重要的示范網(wǎng)絡(luò)。

四、ASON局限性

　　迄今為止，還沒有任何一項(xiàng)技術(shù)可稱為完美無缺的，正在發(fā)展中的ASON也是一樣。ASON的缺陷主要存在于：

　　1.標(biāo)準(zhǔn)有待完善

　　ASON的標(biāo)準(zhǔn)到目前為止有很大的進(jìn)展，但是在互聯(lián)互通，網(wǎng)絡(luò)管理和管理平面本身的健壯性等方面還有許多工作要做。而且由于是多個標(biāo)準(zhǔn)化組織在參與，標(biāo)準(zhǔn)的溝通工作也比較麻煩。

　　2.測試設(shè)備不成熟

　　設(shè)備的成熟首先要依賴測試設(shè)備的成熟，當(dāng)前號稱推出GMPLS/ASON協(xié)議測試的公司，實(shí)際上都還沒有成熟定型的產(chǎn)品推出，受標(biāo)準(zhǔn)不斷更新的影響，也很難在當(dāng)前拿出實(shí)際的產(chǎn)品。

　　3.流量工程、保護(hù)/恢復(fù)等特色功能的有效性

　　運(yùn)營商在運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)時，對實(shí)時監(jiān)控能力、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，提高網(wǎng)絡(luò)的生存性永遠(yuǎn)是不斷的追求，ASON號稱可以解決這些問題，可是其真實(shí)有效性還沒有經(jīng)過真正的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場測試，究竟是徹底解決問題還是僅僅減輕問題還沒有也暫時不可能定論。

　　4.新業(yè)務(wù)的支持

　　ASON支持的業(yè)務(wù)種類很多，如SDH、OTN、以太網(wǎng)、存儲網(wǎng)等，它對新業(yè)務(wù)也具有擴(kuò)展性，其實(shí)ASON主要就是推銷可快速部署的帶寬，無論是波長出租，波長撥號，OVPN等都是如此。ASON宣稱支持可保證QoS或者SLA的業(yè)務(wù)連接，包括點(diǎn)到點(diǎn)單向/雙向連接，點(diǎn)到多點(diǎn)的單向連接。但是對后者，象在IP網(wǎng)中一樣的多播機(jī)制(Multicast)還沒有明確定義出來并加以驗(yàn)證，因此對某些應(yīng)用，如觀眾所在地域分散的視頻廣播還沒有特別高效的節(jié)省帶寬的辦法。

　　5.綜合網(wǎng)管

　　ASON提供了新的網(wǎng)絡(luò)控制管理平臺，當(dāng)然滿足TMN的框架，但并不是排斥或完全代替已有的傳輸網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)，或者ATM網(wǎng)管，在涉及到底層的管理時還要與現(xiàn)有管理系統(tǒng)的相互配合，集成，在實(shí)際運(yùn)營時，會產(chǎn)生比較繁瑣的問題。

五、結(jié)論

　　目前各標(biāo)準(zhǔn)化組織正在加速ASON標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，運(yùn)營商也紛紛組織ASON的測試。對于ASON網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)趨勢，專家也有不同的理解，但是無論如何，ASON的出現(xiàn)代表了光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的趨勢，能夠解決帶寬快速部署、端到端配置和保護(hù)/恢復(fù)等問題，提供QoS/SLA和分布式的網(wǎng)絡(luò)控制能力，雖然在某些方面還有其局限性，其先天帶來的優(yōu)異的性能必將成為運(yùn)營商管理未來光網(wǎng)絡(luò)的首選技術(shù)。