ASON在城域光網(wǎng)絡中的應用

摘要　本文在介紹ASON的體系結(jié)構(gòu)的基礎上，簡述了現(xiàn)在城域光網(wǎng)絡的技術以及ASON應用于城域光網(wǎng)絡的解決方案，最后對各大公司的解決方案進行了比較。

關鍵詞　自動交換光網(wǎng)絡　智能光網(wǎng)絡　城域光網(wǎng)絡

　　自動交換光網(wǎng)絡(ASON)以其所特有的優(yōu)點成為業(yè)內(nèi)公認的下一代網(wǎng)絡的發(fā)展方向。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AT&T采納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。從目前的業(yè)務類型和運營類型上來看，ASON可能會首先在城域網(wǎng)中得到應用，然后應用于骨干網(wǎng)中。因為城域網(wǎng)有相當?shù)娜萘俊O高的帶寬、管理要求、有實時變化的業(yè)務流向，是最有可能產(chǎn)生新收入的地方。由于城域網(wǎng)能夠?qū)⒔尤刖W(wǎng)和骨干網(wǎng)連接起來，因此，它必須易于擴展、經(jīng)濟有效、并能夠滿足越來越多的帶寬服務、按需接入和服務供應的需求。

1、 ASON簡介

　　ASON在ITU-T的文獻中定義為：“通過能提供自動發(fā)現(xiàn)和動態(tài)連接建立功能的分布式(或部分分布式)控制平面，在OTN或SDH網(wǎng)絡之上，可實現(xiàn)動態(tài)的、基于信令和策略驅(qū)動控制的一種網(wǎng)絡”。其體系結(jié)構(gòu)表現(xiàn)在3個平面、3個接口和3種連接類型上。

　　按照ITU-T G.8080(G.ason)建議，ASON分為傳送平面、控制平面和管理平面3個獨立的平面。如圖1所示。控制平面是整個ASON的核心部分，完成呼叫控制和連接控制等功能?？刂破矫嫱ㄟ^使用接口、協(xié)議以及信令系統(tǒng)，可以動態(tài)地交換光網(wǎng)絡的拓撲信息、路由信息以及其它控制信令，實現(xiàn)光通道的動態(tài)建立和拆除，以及網(wǎng)絡資源的動態(tài)分配，還能在連接出現(xiàn)故障時對其進行恢復。傳送平面提供用戶信息端到端的單向或者雙向傳輸。管理平面同時對傳送平面和控制平面進行管理。

　　圖1   PI：物理接口　　UNI：用戶網(wǎng)絡接口　　I-NNI：內(nèi)部網(wǎng)絡網(wǎng)絡接口　　      E-NNI：外部網(wǎng)絡網(wǎng)絡接口　　CCI：連接控制接口
　　NMI-A：網(wǎng)絡管理接口A　　NMI-T：網(wǎng)絡管理接口T　　ISI：內(nèi)部信令接口

　　3個平面之間通過不同的接口實現(xiàn)連接，控制連接接口(CCI)工作在控制平面和傳送平面之間，用于將控制平面的交換控制命令下發(fā)到傳送平面和將傳送平面的資源狀態(tài)信息上報給控制平面。NMI-A和NMI-T分別實現(xiàn)管理平面與控制平面、傳送平面的相連。NMI-A主要是對控制平面的信令、路由、配置等的管理。NMI-T主要是對傳送平面的配置、性能和故障等的管理。 {{分頁}}

　　在ASON中，根據(jù)不同的連接需求以及連接請求對象的不同，提供了3種類型的連接：永久連接(PC，Permanent Connection)、軟永久連接(SPC，Soft Permanent Connection)、交換連接(SC，Switched Connection)。PC沿襲了傳統(tǒng)光網(wǎng)絡的連接建立形式，它不需要控制平面的參與，也不需要自動路由，是一種相對靜態(tài)、持續(xù)時間較長的連接。SC是一種全新的動態(tài)連接方式，它通過利用控制平面的路由和信令能力，實時地響應連接請求，實現(xiàn)連接的自動化。用戶與網(wǎng)絡通過UNI(用戶網(wǎng)絡接口)相連接。SPC是介于兩者之間的連接，用戶到網(wǎng)絡的部分是永久連接，在網(wǎng)絡內(nèi)部是交換連接。

2、在城域光網(wǎng)絡中引入ASON

　　城域網(wǎng)絡中主要是4種技術：SDH、ATM、Ethernet、WDM。眾所周知，早期的城域網(wǎng)大多采用SDH來建設，而SDH技術主要是適應TDM業(yè)務的傳送，在傳送帶寬可變的分組數(shù)據(jù)業(yè)務時顯得力不從心?；赟DH之上的MSTP技術因能有效承載語音、數(shù)據(jù)等多種類型的業(yè)務而成為城域網(wǎng)建設的主流技術。在MSTP功能的基礎上又有了不同的改進，如支持VC、LCAS、GFP/LAPS映射。支持RPR方式的以太環(huán)網(wǎng)等。隨著它的日益發(fā)展和在實際網(wǎng)絡中的不斷應用，業(yè)務互通問題以及標準化問題日益顯現(xiàn)。

　　雖然最大的分析證明，隨著傳送容量的增加，單位比特率的成本在下降，WDM在城域網(wǎng)中的應用也有著其巨大的優(yōu)勢，例如光透明性、高帶寬、多業(yè)務等。但是，在目前整個行業(yè)的大環(huán)境下，在運營商已經(jīng)認識到現(xiàn)階段的城域網(wǎng)中高帶寬并不等于一切。運營商將越來越理智，重點考慮如何將帶寬應用到客戶，投資的時候越來越考慮性能價格比這個至關重要的因素。

　　在光網(wǎng)絡中引入智能可以滿足網(wǎng)絡出現(xiàn)的業(yè)務互通、支持多協(xié)議和光透明性、低成本連接等需求。引入智能首先要在網(wǎng)絡中引入控制功能，而ASON作為智能光網(wǎng)絡的代表，特別適合在城域網(wǎng)實現(xiàn)。ASON可以提供如下功能。
　　(1)自動發(fā)現(xiàn)拓撲；
　　(2)快速、動態(tài)建立連接；
　　(3)流量工程，允許網(wǎng)絡資源動態(tài)分配給路由；
　　(4)支持網(wǎng)狀拓撲的自動連接恢復；
　　(5)端到端的連接控制；
　　(6)對不同業(yè)務提供不同光通到服務等級(SLA)和保護選擇；
　　(7)快速業(yè)務提供，能提供OVPN服務。

　　這些功能可以滿足城域網(wǎng)中實時變化的業(yè)務流向和帶寬需求，使城域網(wǎng)業(yè)務的調(diào)配變得更加靈活。這樣，網(wǎng)絡運營商便可針對不同的業(yè)務級別提供更多類型的服務來滿足用戶的需要。同時也減少了網(wǎng)絡的投資成本和運營成本，增強網(wǎng)絡的生存性。

　　ASON與MSTP結(jié)合，由MSTP提供下層的物理傳送通道，完成傳送平面的功能，由ASON完成網(wǎng)絡智能的控制和管理。因為現(xiàn)在SONET/SDH占有優(yōu)勢，它們也是擴展帶有優(yōu)化數(shù)據(jù)流傳輸?shù)男绿匦?比如VC、LCAS、GFP)的應用的需要，例如一個VC+LCAS+GFP+ASON城域智能綜合方案，可以提供對數(shù)據(jù)業(yè)務靈活傳輸能力。VC+LACS+GFP服務管理可以通過ASON控制平面來完成，控制平面可以控制到每一個時隙。ASON引入以后，客戶可以通過UNI發(fā)送呼叫請求，由ASON控制平面為其選擇GFP映射，并建立VC通道。另外，客戶也可以通過UNI改變所發(fā)出的請求，發(fā)起連接調(diào)整過程，如可以改變單個呼叫所關聯(lián)的連接的格式。這樣，ASON控制平面就可以完成光路徑的添加和刪除，控制平面可以觸發(fā)LCAS協(xié)議來添加或者移出VC通道。

　　如何使ASON合理地與傳統(tǒng)網(wǎng)絡銜接，目前還沒有十分成熟的解決方案。對傳統(tǒng)光網(wǎng)絡設備，主要存在兩種向ASON的升級方案，一是對每個設備增加智能控制單元，這種方案需要對每個設備的軟、硬件進行復雜的升級工作，技術上有一定難度，而且不經(jīng)濟；二是對網(wǎng)管系統(tǒng)進行升級，使它成為具有智能的集中控制平面，原來的傳送網(wǎng)絡就成為ASON網(wǎng)絡中的一個集中控制域，但網(wǎng)管系統(tǒng)的升級能力還有待實踐的檢驗。 {{分頁}}

3、各大公司解決方案比較

　　日前，上海貝爾阿爾卡特為中國網(wǎng)通(集團)有限公司北京市分公司搭建的國內(nèi)最大的智能城域光網(wǎng)絡竣工。這是國內(nèi)第一個商用智能城域光網(wǎng)絡，目前該網(wǎng)絡已經(jīng)開始為北京網(wǎng)通的用戶提供豐富穩(wěn)定的以太網(wǎng)及多媒體業(yè)務。上海貝爾阿爾卡特為北京網(wǎng)通部署了其1678MCC(城域核心節(jié)點)以及多業(yè)務節(jié)點產(chǎn)品的完整的智能光網(wǎng)絡解決方案，為用戶提供三重播放業(yè)務及移動業(yè)務的本地播放。

　　Ciena下一代智能光網(wǎng)絡主要由MultiWave系列產(chǎn)品組成，其中的CoreDirector代表了光網(wǎng)絡的發(fā)展方向，在骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)中都已得到應用。CoreDirector交叉機最多可以應用64個STM-64光接口、256個STM-16光接口或512個STM-1/4光接口，以提供640Gbit/s的交換能力。CoreDirector交叉機能夠結(jié)合利用這些不同種類的接口，達到一定的總?cè)萘?。對于較小的核心局或較大城域中心局，CoreDirectorCI小型交叉機能夠應用16個STM-64光接口、64個STM-16光接口或128個STM-1/4光接口，提供高達160Gbit/s的變換容量。CoreDirector結(jié)合了傳統(tǒng)的SDH/SONET、ADM、DCS在傳輸方面，以及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡在信令和路由協(xié)議多方面的優(yōu)勢，給各大運營商提供最先進的智能光網(wǎng)絡解決方案。CoreDirector還提供了一系列新的智能光網(wǎng)絡功能，例如快速網(wǎng)狀網(wǎng)恢復，自動拓撲發(fā)現(xiàn)、自動端到端業(yè)務調(diào)配和路由、鏈路聚合、本地段恢復、鏈接綁定等。在每個智能光交換中內(nèi)嵌網(wǎng)絡智能，網(wǎng)元本身完全有能力新建一條端到端光連接，這可以極大的縮短業(yè)務指配時間。此外，Ciena ONLINE2500是一個城域的多業(yè)務平臺，具備光網(wǎng)絡智能，已開始提供從語音到數(shù)據(jù)的多業(yè)務能力。

　　Sycamore公司智能光網(wǎng)絡單元包括多業(yè)務支撐平臺(MSP)以及智能光交換等設備。MSP提供即插即用的多種服務的提供，包括DS-3、GE、OC-12到OC-48甚至OC-192等多種交換粒度，并通過智能光交互節(jié)點實現(xiàn)端到端的自動配置，MSP將會替代傳統(tǒng)的SONET設備。光網(wǎng)絡單元采用智能光交換技術(IOS)，是一種單背板結(jié)構(gòu)，其高密度、多端口和可擴展等特性將會替代數(shù)字交叉連接系統(tǒng)和SONET設備。IOS支持從OC-3到OC-192級的電路，以及STS-1級別的鏈路整合功能。

　　圖2是結(jié)合Sycamore公司典型的產(chǎn)品的智能光城域網(wǎng)解決方案。

圖2　智能光城域網(wǎng)解決方案之一

　　Sycamore公司的智能光交換平面，給予軟件內(nèi)核提供靈活的動態(tài)的光網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，使得網(wǎng)絡具有了開放的能力，為未來新型業(yè)務的引入奠定了良好的基礎。

4、總結(jié)

　　城域網(wǎng)的優(yōu)化改造是一項長期復雜的課題，它對改善網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)和性能，增強網(wǎng)絡競爭力，提高運營商面向終端用戶的服務水平和服務質(zhì)量都具有極其重要的作用。而這也是ASON最有可能實現(xiàn)的地方，ASON所具有的解決帶寬快速部署、端到端配置、保護/恢復、提供QoS/SLA和分布式的網(wǎng)絡控制能力為其最終的應用帶來了無可取代的吸引力。