ASON自動交換光網(wǎng)絡的技術綜述

　　現(xiàn)代光通信網(wǎng)絡的發(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，從點對點拓撲到環(huán)、MESH，從低速電復用到高速電復用、光復用，從主要面向鏈路、網(wǎng)元的管理到面向端到端服務的管理的演進趨勢。 今天，支持ASON已經(jīng)成為光設備廠商宣傳推廣其光設備的必要條件，尤其在中國，隨著ATT采用Ciena推出的智能光設備，AlCAtel在北京，Lucent在江蘇部署智能光網(wǎng)絡產(chǎn)品，國內(nèi)運營商普遍表現(xiàn)出了對ASON的熱烈歡迎，ASON之所以如此重要，獲得運營商以及制造商的一致推崇，主要是源于：

　　(1)網(wǎng)絡傳送層面的技術已日趨成熟，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)等新技術和RPR(Resilient Packet Ring彈性分組環(huán))，MSPP/MSTP(Multi Service Provisioning Platform/Transport Platform多業(yè)務配置/傳送平臺)等新平臺為語音/數(shù)據(jù)網(wǎng)絡融合提供了多種選擇；

　　(2)不論采用何種產(chǎn)品或平臺，運營商對降低網(wǎng)絡運營、維護的復雜度，減少網(wǎng)絡故障率，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)務一直是最渴望的；

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

二、ASON技術特性與協(xié)議標準

　　1.ASON組成與服務

　　ASON主要由以下三個獨立的平面組成，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)絡內(nèi)部是使用信令還是利用網(wǎng)管接口。光網(wǎng)絡內(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體之間交換路由信息。信令建鏈需要網(wǎng)絡命名和尋址(Naming and Addressing)策略的支持。

　　2.ASON接口定義與網(wǎng)絡協(xié)議族

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

　　UNI主要運行在光網(wǎng)絡客戶端和光網(wǎng)絡設備之間，是業(yè)務請求者和業(yè)務提供者控制平面實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有了較大的關注。目前UNI有三種侯選協(xié)議：PNNI(專有網(wǎng)絡-網(wǎng)絡接口Private NNI)，CR-LDP(約束路由的標簽分發(fā)協(xié)議Constrained Routing-Label Distribution Protocol)和RSVP-TE(資源預約協(xié)議帶流量擴展Resource Reservation Protocol--Traffic Extension)。

　　I-NNI是屬于一個域內(nèi)的控制平面實體間的雙向控制接口。由于在域內(nèi)運行，一般是同一個設備商的設備，因此沒有建議標準化，每個設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-帶流量工程擴展Intermediate System-Intermediate System-Traffic Engineering)或BGP(邊界網(wǎng)關協(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性信息，屏蔽了網(wǎng)絡內(nèi)部的拓撲信息。對多層拓撲結(jié)構(gòu)間的E-NNI信息交互尤其是標準化的難點和重點。

　　ASON主要由三個國際化標準組織在推進，IETFOIF和ITU-T。

　　(1)IETF

　　IETF的MPLS，到GMPLS是催生ASON產(chǎn)生的基礎。ASON使用的信令協(xié)議CR-LDP，RSVP-TE都是IETF近來標準化的結(jié)果，而ASON的路由協(xié)議包括OSPF-TE，BGP，它們都在原先協(xié)議的基礎上，對光網(wǎng)絡發(fā)展的需求做了相應的擴展。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)設備廠商和電信設備廠商在設備自動化互聯(lián)時有了充分可信賴的依據(jù)?，F(xiàn)在有了UNI1.0的第二版，還有正在標準化中的，引入了以太網(wǎng)業(yè)務，支持帶寬動態(tài)改變的UNI2.0。0IF另一個重點研究的領域是E-NNI，力圖在設備域間互聯(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)絡管理和業(yè)務提供方面，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)仔細考慮了ASON網(wǎng)管的問題。

　　3.ASON技術優(yōu)勢

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

　　(1)統(tǒng)一的分布式控制/管理層面，與底層的物理實現(xiàn)技術無關，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交換機還是光交叉連接設備都可以應用；

　　(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)務提供時間，提高了網(wǎng)絡資源的利用率，還可提供新的帶寬業(yè)務，如BODS(按需帶寬服務)，OVPN(光虛擬專用網(wǎng))等；

　　(3)支持端到端的連接建立、監(jiān)控、保護和恢復，對各種網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，包括網(wǎng)狀網(wǎng)的支持，增強了網(wǎng)絡的流量工程能力。

三、ASON市場未來預測

　　在ASON出現(xiàn)之前，DWDM技術以滿足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，不需要鋪設新光纖，只需要增加波長路數(shù)，運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營商可以迅速滿足用戶對帶寬需求的響應，在網(wǎng)絡流量日趨數(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，迅速部署電路的強烈需求使得ASON日益重要和普及。當前市場上已經(jīng)有Ciena、華為、中興、朗訊、阿爾卡特等眾多廠商宣稱支持ASON的設備可供選擇。在可預見的未來，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)務模式更加數(shù)據(jù)的今天，傳統(tǒng)的SDH根本無法適應數(shù)據(jù)業(yè)務的需求，而基于SDH發(fā)展起來的MSTP(多業(yè)務傳送平臺)正在成為新一代城域網(wǎng)建設的首先技術。因為發(fā)展業(yè)務的需要，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

　　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)光上下路復用器(R-OADM)，波長擴容或者長途干線鏈路保護/恢復，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，長途大容量的實時電路指配、調(diào)度和保護可以在幾分鐘之內(nèi)完成，極大地削減人工配置電路的復雜性、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、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應用的寬帶需求，例如3G基站之間的互聯(lián)，企業(yè)網(wǎng)絡設備的速率升級，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)需求是未來可預見的有吸引力的新業(yè)務。

　　4.對NGN的支持

　　NGN是下一代的未來通信網(wǎng)絡，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)務驅(qū)動型的，開放型的網(wǎng)絡架構(gòu)體系。ASON從本質(zhì)上講，它在業(yè)務傳送環(huán)境里采用的交換技術不是分組，而是電路型的，但是它本身是和設備的物理傳輸/交換技術獨立的，而且滿足兩個分離的特性，對將來的業(yè)務是開放的。ASON必然要符合NGN的框架約定，而且應是滿足這個約定的重要的示范網(wǎng)絡。

四、ASON局限性

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

　　1.標準有待完善

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

　　2.測試設備不成熟

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

　　3.流量工程、保護/恢復等特色功能的有效性

　　運營商在運行網(wǎng)絡時，對實時監(jiān)控能力、優(yōu)化網(wǎng)絡，提高網(wǎng)絡的生存性永遠是不斷的追求，ASON號稱可以解決這些問題，可是其真實有效性還沒有經(jīng)過真正的大規(guī)模網(wǎng)絡現(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)務的支持

　　ASON支持的業(yè)務種類很多，如SDH、OTN、以太網(wǎng)、存儲網(wǎng)等，它對新業(yè)務也具有擴展性，其實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)務連接，包括點到點單向/雙向連接，點到多點的單向連接。但是對后者，象在IP網(wǎng)中一樣的多播機制(Multicast)還沒有明確定義出來并加以驗證，因此對某些應用，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)絡控制管理平臺，當然滿足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，在實際運營時，會產(chǎn)生比較繁瑣的問題。

五、結(jié)論

　　目前各標準化組織正在加速ASON標準化進程，運營商也紛紛組織ASON的測試。對于ASON網(wǎng)絡的演進趨勢，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)絡技術發(fā)展的趨勢，能夠解決帶寬快速部署、端到端配置和保護/恢復等問題，提供QoS/SLA和分布式的網(wǎng)絡控制能力，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營商管理未來光網(wǎng)絡的首選技術。