基于ASON的业务提供与管理技术

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基于ASON的业务提供与管理技术



    数据业务的迅猛发展在两个方面给传输网络带来了巨大影响：一是业务量的增长对传输网络的影响，二是动态的数据业务特性对传输网络带来的影响。前者推动了波分复用(WDM)技术的进步和应用，而后者则成为催生智能光网络(ION)的主要动力。


    随着密集波分复用(DWDM)技术的发展，带宽需求已经不是主要的问题，对带宽资源灵活、高效的配置已经成为业界普遍关注的焦点，在这一背景下，通信网络面临的挑战不再仅仅是如何创造更大的带宽神话，而是如何将网络中的资源转化为可用的、经济的、能进行带宽管理的新业务，这一点在IT泡沫破灭后更加推动了业界的理性回归。


    当前，通信业正在经历从“技术驱动”向“业务驱动”的转变。因此，具备灵活带宽调配能力和新业务接入能力的自动交换光网络(ASON)理所应当地受到了高度的重视，并迅速进入了实用阶段。这为解决运营商面临的网络建设成本费用(CAPEX)和运行维护费用(OPEX)逐年增高，而运营收入减少的困境提供了有效途径，为运营商有效地扩大了获利空间。因此，在此情况下，进行基于自动交换光网络的业务提供和管理技术的研究很有必要。


    基于上述原因，本文将对光传送网络向业务网络的演进趋势、ASON新业务需求和基于ASON的业务管理框架进行讨论。


1 基于ASON的传送网络向业务网络的演进
    ITU-TG.8080[1]定义了自动交换光网络的结构框架和功能需求。框架结构由控制平面(CP)、管理平面(MP)和传送平面(TP)组成。相对于传统的传输网络，自动交换光网络新增了控制平面，在控制平面中通过对数据网络相关信令、路由协议的引入，以及对链路资源管理能力的加强，使得自动交换光网络从技术上实现了对传输层面链路资源更加丰富的调配方式，不仅保留了传统的基于网管的永久连接(PC)方式，而且基于控制平面的分布式控制功能实现了软永久连接(SPC)和交换连接(SC)方式，而后者的实现有效地消除了传统电路配置耗时费力的局面，能够以更加实时的方式按需向传送层面申请资源、建立连接，从而为新业务的提供奠定了技术基础。

1.1 ASON的新业务提供能力
    通过分析可以得出如下结论，自动交换光网络的提出不仅是传送网络技术的一次重大技术变革，而且更预示着传送网络运营策略的一次重大突破。在传统的传送网络中，无论是基于SDH的时分复用网络，还是基于WDM的波分复用网络，其传输资源的提供都是以一种传输媒质和传输管道的形式存在，是静态、缺乏智能的。而自动交换光网络的提出和实践却为光传送网络由单纯的信息传送平台向业务提供平台演进带来了机会。


    首先，自动交换光网络灵活的连接提供方式可以实现直接的光层业务提供。同样的带宽资源在传统光网络环境下，由于静态的资源配置方式，使得带宽资源只能以出租“暗光纤”和波长等连接和专线业务的形式出现，出租的仅仅是资源，缺少附加值和盈利能力。但在自动交换光网络环境中，由于自动交换光网络灵活的资源配置能力，使得带宽能够以更强的提供能力和更丰富的提供方式向客户提供，由于其更容易实现运营层面的业务包装，使得带宽应用更容易以更具附加值的带宽业务形式提供(如BOD、OVPN等)，这时运营商提供的就不再是原始的带宽资源，而是带宽业务。


    其次，由于自动交换光网络的强大资源提供能力和提供方式，除了可以实现上述新型光层业务的直接提供以外，基于业务提供平台，可以实现更丰富的企业客户，甚至终端用户的业务接入，如基于ASON连接支撑的存储域网络(SAN)、格状网(Grid)，以及基于ASON的Web业务提供和基于Web的客户管理均成为当前研究的热点[2]。


    因此，同样的带宽，由于自动交换光网络的支撑，在运营层面有了质的变化，而由其衍生的新型增值业务和对更丰富的业务支撑更能引领运营商实现由设备技术层面竞争向业务提供层面竞争转变，使得网络更加面向客户需求，从而使得盈利价值链更加合理，同时也推动了传送网络向业务网络的演进。

1.2 ASON的业务提供框架
    基于ASON网络平台，可以构造如图1所示的ASON业务框架，在此框架中，处于底层的是基于自动交换光网络的新一代业务提供平台，具备快速灵活的传输资源配置能力，其底层传输技术可以是基于G.707的SDH技术，也可以是支撑G.709的光传送网(OTN)技术；在此基础之上，是基于带宽资源的可管理波长业务、传统专线连接、光以太网业务等连接业务；处于最上层的是基于连接业务可承载的面向用户的业务，其中既包括光虚拟专用网(OVPN)、带宽按需分配(BOD)等可直接接入光层的新型增值业务，也包括传统话音、Internet接入等终端用户业务。




    在图1所示的网络中，ASON作为业务平台的底层技术可以支撑透明和不透的上层业务传输。ASON网络业务根据具体的业务可以通过多种方式接入ASON网络，可以是客户远端专线接入，也可以是客户远端汇聚接入，还可以是局内直接接入。


    对于ASON业务，ASON网络应该支撑如下业务需求：

兼容当前网络所承载业务的接入
方便新型增值业务的接入
支撑可分级的业务提供策略
支撑灵活的生存性配置策略
支撑多种业务连接的发起
支撑运营商对业务的最终管理权限
支撑基于授权的客户业务自主建立和客户业务管理

2 ASON新型增值业务提供模式

2.1 带宽按需分配业务
    BOD业务是基于ASON的一种新型业务，是指能够基于ASON网络可实现实时动态带宽分配的业务，BOD业务模型可以根据业务需要实现业务带宽的动态无损调整，因而能够有效地应对当前的不可预测、高突发数据业务需求。


    BOD业务具有以下特性：

客户或其代理可以直接通过网管配置或用户网络接口(UNI)发起BOD业务建立。
根据互联模式和网络管理策略不同，光网络对客户可以不具有或者具有有限可见性。
根据控制平面互连模型的不同，连接的建立依赖于网络或客户的智能。

    BOD业务包括BOD业务的实时建立和BOD业务的动态按需调整两个过程。在BOD提出之初，多将基于客户请求的SC连接方式作为实现BOD的基础，但SPC也具有较传统连接较高的实时性，因此SC、SPC均可作为BOD业务连接实现方式，并且由于SC和SPC业务连接的发起方式不同，更加丰富了BOD业务的实现方式，不仅客户端可以利用SC连接方式直接发起BOD业务建立和调整，而且也可以由实现BOD业务的网管发起建立和调整。图2示出了基于ASON的BOD业务模型。






    在上述的BOD业务模型中，一个BOD业务的实现需要3部分的支撑：分别是BOD业务发起、BOD业务控制和BOD业务实施。在BOD业务的发起部分，其相应功能由客户或客户代理实现，也可由网管发起，主要实现BOD业务建立请求和按需的BOD业务调整请求的发起等功能；在BOD业务控制部分，基于ASON体系结构，主要由网络控制平面和管理平面参与实现，主要包括对客户端BOD业务相关请求的响应、对BOD业务所需资源的预留和分配、对当前BOD业务的管理、对底层BOD业务实施的触发等功能；在BOD业务实施部分，主要实现BOD业务从无到有地实时提供以及BOD业务按需的动态无损带宽调整，包括BOD业务传送平面物理资源的配置和调整，主要在管理或控制平面BOD业务控制功能的控制之下由具有带宽调整功能的传送平面节点设备实现。


    当前，基于ITU-T G.7042的链路容量调整方案(LCAS)和G.707的虚级联技术已成为支撑基于SDH的BOD业务的主要实现技术，LCAS＋虚级联的BOD实现方案也被业界关注，在2004年初的ITU SG15会议上，已有提案明确要求增加ASON对LCAS和虚级联的支撑。同时OIF和IETF等组织也在其相关草案中对支撑BOD的相关信令进行了扩展[3]。

2.2 光虚拟专用网业务
    光虚拟专用网(OVPN)是一种一层VPN实现技术，在ASON中基于强大的管理控制技术，可以动态地将光网络中的某一部分资源提供给一些跨国、跨地域的企业和企业专用，构筑光层虚拟专用网。由于其专用网资源是多用户复用、动态分配的，因此相对于传统的专用网技术可以有效地提高带宽资源的利用效率，降低OVPN客户的业务成本。在OVPN中，网络资源的拥有者(运营商)可以向OVPN客户开放部分资源管理权限，在OVPN客户获得授权后，可以发起OVPN成员的注册、OVPN成员的客户管理。图3示出了OVPN的应用结构配置。






    图3是基于自动发现的域间路由协议(DDRP)协议扩展的OVPN链路建立机制的OVPN应用结构配置，其中包括多个OVPN用户。在一个给定的OVPN网络中，每个客户端口都有唯一的标识，称为客户端口标识符(CPI)。同样，在一个给定的服务商网络中，服务提供商边缘网络设备(PE)光网元的每一个端口都有一个在该网络中唯一标识符，大家把这个标识符称为服务商端口标识符(PPI)。PE光网元为每一个至少拥有一个端口的OVPN维护了一个端口信息表(PIT)，PIT表是一个由<CPI, PPI>元组组成的列表，包含了OVPN所有端口的信息。


    值得注意的是，属于同一组OVPN的客户设备并不需要在已知的每一个客户设备(CD)所知的目标端口之间建立一个光连接，而是可以根据需要由客户发起建立和删除需求，这样光虚拟专用网的拓扑就可以由客户设备控制。对一个OVPN业务连接的客户设备和服务商设备的端口来说，不仅要有CPI和PPI信息，还可以保留相关的其他信息，如该端口的通道特性，编码、带宽、全部未使用的端口带宽等。就目前已经或即将部署的OVPN设备来说，CD之间的连接还只能建立在通道一级的颗粒度之上，暂时还不能到达时隙级别。


    当前，对于OVPN的研究也是业界一个热点，不仅ITU-T和IETF正在进行一层VPN和OVPN的标准工作，而且由于其良好的应用需求和广阔的应用前景，越来越多的设备制造商业在关注这一技术，并实现设备对OVPN的支撑。


3 一种基于ASON的业务管理框架
    由于自动交换光网络网络控制平面的引入，使得ASON网络可以承载多种业务。


    对于管理平面来讲，除了需要管理PC、SPC、SC普通连接业务以外，还有需要对OVPN、BOD等新型增值业务进行管理。为了保证业务管理的一致性和可扩展性，需要在传统的网络管理框架中实现统一、独立的业务管理功能。


    对业务进行管理，首先需要实现业务的指配、业务数据的收集、业务数据的处理、业务报表的实现等主要功能。


    本文提出一种基于ASON的业务管理框架，其的功能划分和构架如图4所示。






    图4中对控制平面和传输平面的管理区分是在逻辑上的，实现时可以考虑使用同一个代理和同一个管理信息库(MIB)进行统一管理；此外，图形用户界面(GUI)也包括用于运营商管理的网络侧GUI和用于客户管理的客户侧GUI。


    在图4所示框架中，由于各个业务的配置过程差异较大，可以不考虑统一处理。而业务数据的收集、业务数据的处理、业务报表的实现则需要统一处理。业务数据采集的统一处理是为了兼容各种不同的业务，对各种业务相关的原始数据进行收集。业务数据的采集以业务事件为中心展开，将控制平面上报的业务消息所携带的管理信息作为业务管理数据的主干，并以性能管理和故障管理数据为辅助来组织数据。


    业务数据通过采集对象收集到数据库后，需要依据各个业务的具体要求进行数据处理，主要是组织出完整的数据视图，统计出各个业务指标。业务数据处理通过存储过程来实现，存储过程通过管理器上的业务数据处理对象来触发。为了给用户呈现相应的业务数据，需要为用户提供业务报表的功能。它包括业务数据和业务指标的图形/表格形式的呈现、业务报表的保存、定时生成、事件触发生成等功能。


4 结束语
    自动交换光网络为构造新一代的业务提供平台奠定了基础，通过其灵活的网络管理控制能力，不仅深化了对传统业务的提供，同时也为新型增值业务的开发和接入创造了条件。在此背景下，随着自动交换光网络的网络演进，必将带动传输网络运营模式和业务提供方式的变化。由于自动交换光网络的技术支撑，在业务驱动背景之下，新型带宽业务、区分业务必将更多地出现，成为运营商盈利价值链中重要的一环，因此，围绕自动交换光网络的业务提供技术和业务管理技术必将成为下一轮研究的热点，设备制造商也会在设备研制过程中更多的关注设备的业务开发、业务支撑潜能以及设备组网后的业务运营模式。