自动交换光网络技术及其在城域传送网中的应用

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自动交换光网络技术及其在城域传送网中的应用


    摘要城域传送网是近年来传送网建设的重点，ASON技术也是目前的热门技术，本文从技术特点等方面分析了ASON技术适用于城域传送网的特点，同时针对城域传送网中ASON应用较少的现实，分析了网络、技术和演进等方面的原因。

    关键词城域传送网自动交换光网络动态　多业务　应用

    1、城域传送网的特点

    城域传送网是覆盖城区、郊区或者部分规模较小的市县，为城域多业务提供综合传送平台的网络，是承载城域范围内的固定、移动和数据等多种业务的基础传送网络，它一般以多业务光传送网络为基础、以多种接入技术为辅，为多种业务和通信协议提供综合传送承载平台。城域传送网向上与省际和省内干线相连，向下负责综合业务引入，完成集团用户、商用大楼、智能小区的业务接入和电路出租的任务。

    城域传送网是非常复杂的网络，每个城市和每个城市都因现状不同而有所不同，从网络分层结构来说，城域传送网一般分为核心传送层、汇聚层和接入层。对于网络规模较小的城市，可根据实际情况简化网络层次。下面从通用角度分析城域传送网的特点。

    1.1多业务

    城域传送网需要同时支撑多种业务，单一平台支撑多种协议和处理混合业务的特征是城域光传送网络获得足够竞争优势的关键因素，也是最重要的特点。多业务支撑是城域光传送网络的基石，可为运营商带来许多竞争优势，如后向兼容性(如SDHoverWDM)、成本显著降低(减少了网络分层和设备)、网络管理简化和配置工作量减少等。

    1.2动态性

    与骨干传送网相比，城域传送网的动态性较强，多种数据业务的动态性和不可预见性使得城域传送网的相关需求加强，目前的发展趋势是越来越多的客户需要带宽更灵活的业务。他们需要快速的业务配置、更短期的、可灵活增加的服务合同和基于QoS的价格，将来还可能出现对带宽按需分配等新业务的需求。

    1.3网络扩展性

    由于受用户需求和地理分布动态变化的影响，城域的数据业务具有多变性，城域传送网要建设成完整统一、组网灵活、易扩充的弹性网络平台，留有充分的扩充余地，能够随着需求变化，可允许运营商不断地按照业务需求增加带宽，而不需要进行网络整体升级。

    1.4多厂家互操作性

    城域传送网包括三个层面，一般来说，一个城域传送网中都会出现多于一家厂商的设备，因此多厂家设备互通在城域传送网中是非常常见的问题，如何实现多厂家环境下的连接配置和互通是城域传送网中需要解决的一个重要问题。

    1.5安全可靠性和可增值性

    城域传送网涉及到大量的客户和服务，网络的安全可靠性直接影响到客户，传送网应支撑网络节点的备份和线路保护，提供网络安全措施，同时多种生存性有利于运营商向用户提供更好的业务定义。同时城域传送网应当要充分考虑业务扩展能力，能针对不同的用户需求提供丰富的宽带增值业务，使网络可持续赢利。

    2、自动交换光网络技术

    自动交换光网络技术从它提出开始就是为了适应数据业务的迅猛增长，这种趋势在城域传送网中表现得最明显，从理论上来说，ASON技术是非常适用于城域传送网的，下面大家从ASON技术的特点、提供的业务类型、标准化、设备现状和应用情况来看自动交换光网络技术在城域传送网的适用情况。

    2.1自动交换光网络技术特点

    以SDH和光传送网(0TN)为基础的自动交换传送网称为自动交换光网络，即符合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，它是以光纤为物理传输媒质，SDH和OTN等光传输系统构成的具有智能的光传送网。在ASON网络结构中引入控制平面具有以下特点：

    ●支撑快速的业务配置，满足紧急的业务需求。

    ●支撑流量工程，允许网络资源的动态分配，满足网络结构的不断调整和业务增长的不均衡，同时还可满足各种临时性业务，能提高网络资源利用率，发掘网络潜力，提升运营商投入产出及资源利用效率。

    ●采用专门的控制平面协议，可适用于各种不同的传送技术。

    ●根据实时的传送网络状态实现恢复功能，提供MESH保护恢复能力，抗多节点失效，提高网络的生存性和抗灾难能力。

    ●支撑多厂家环境下的连接控制。

    ●可引入新的补充业务(例如，封闭用户组和虚拟专网)，随着运营商竞争的加剧，可提供SLA网络，可以更多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。

    从以上诸多方面来看，ASON技术在快速业务提供、网络资源动态分配、多厂家环境下的连接控制和提供各种新型补充业务等多方面都适应城域传送网的特点。

    2.2ASON的业务类型

    ASON支撑三种连接类型——永久连接(PC)、交换连接(SC)和软永久连接(SPC)以满足不同网络情形下的需求，另外ASON网络支撑的连接类型包括双向点到点连接、单向点到多点连接、单向点到点连接，支撑的业务种类包括：SDH业务、OTN(G.709)业务、光波长业务(透明或不透明)、以太网业务(速率包括10Mbit/s、100Mbit/s和GE等)。

    同时ASON网络可以支撑不同的新型业务，例如按需带宽分配业务(BOD)、光虚拟专用网络(OVPN)以及指配带宽业务(PBS)。目前光虚拟专用网络一般采用基于网管系统的实现方案，而BoD由于带宽按需调整的技术不十分成熟，而且其业务应用前景也不明确，目前可以实现带宽按时间调度的功能，为运营商提供近似实时的调度，满足一些临时业务的需求。

    从业务类型方面来看，ASON网络可以提供的多种新型业务，尤其是适应网络动态性的BoD和PBS业务对于城域传送网更加适用，但是现在由于标准化和客户端设备的缺乏，目前尚难完全商用。

    2.3ASON标准化现状

    对自动交换光网络(ASON)技术进行研究跟踪的主要国际标准化组织包括OIF、ODSI、IETF和ITU-T，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，与其它标准化组织的不同在于它是从整体结构的角度研究光网络，之后再决定如何实现。

    IETF的GMPLS及相关工作组主要工作是定义用于智能光网络的控制协议。它提出了通用多协议标记交换(GMPLS)的一系列标准草案，包括信令协议(RSVP-TE/CR-LDP)、路由协议(0SPF)、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)，用于各光网络节点互连的网络接口(E-NNI)尚在研究当中，I-NNI有了一个初步的定义。

    对ASON的标准化工作非常活跃，已阶段性进展，但是标准化工作的完成和完善还需要时间，主要体现在UNI、E-NNI、路由、自动发现、链路管理协议、控制平面管理等几个方面，因此也就决定了设备的实现程度和应用方式。

    2.4ASON设备现状

    目前ASON设备的传送平面相对成熟，主要是基于SDH的ASON设备，它的交叉矩阵从160Gbit/s到Tbit/s不等，主要是320Gbit/s和640Gbit/s，处理的颗粒为VC4-nC/V，部分支撑G.709，但核心交叉还是基于SDHVC交叉，只是增加了OTN封装。

    ASON设备的控制平面的功能和性能存在差异，在接口方面，INNI功能较成熟，UNI功能的应用尚没有完善的商用模式和应用需求，E-NNI功能尚处于起步阶段。在信令通信网络(SCN)方面，大部分ASON设备支撑带内和带外两种实现方式，对于SCN的保护恢复，在带外方式下，采用带外网络自身的保护恢复机制，ASON设备不提供；带内方式下，一般通过信令网络本身的保护机制以及重路由功能实现信令通道的保护恢复。

    ASON管理平面的规范尚未确定，对于ASON智能化的管理还不完善。在保护恢复方面，各个厂商设备的保护机制比较成熟，在ASON网络基于控制平面的保护和恢复功能的实现机制、保护恢复时间和成熟完善程度有较大的差别。

    从设备的现状，大家不难看出来目前能够使用的主要是域内的连接控制、保护恢复功能等。

    2.5ASON设备的商用化现状

    随着ASON技术的逐步发展，国内外的运营商开始在其网络中逐步地部署ASON或者构建实验网。ASON设备首先由CIENA在北美AT&T网络中进行部署，共有100多个节点，主要应用于骨干网。随后，Sycamore在日本NTT骨干网络部署了40个节点的ASON网络，以承载语音和数据业务，另外还在欧洲Vodafone网络中部署了79个节点的ASON网络。其它ASON在运营商网络中的应用实例还有HUAWEI在巴西TELEMAR国家干线中的应用以及在德黑兰城域网络中的应用。根据目前了解的情况，与客户连接的UNI接口还没有应用。

    国内则从2004年开始，首次在省内干线网和城域层面引入了ASON技术，如CIENA在吉林铁通，LUCENT在江苏电信，ALCATEL在北京通信的城域传送网核心层采用了ASON技术。

    3、ASON技术在城域传送网应用情况分析

    从前面对城域传送网特点和ASON技术特点的分析大家不难看出，ASON技术提出的初衷是为了适应数据业务灵活性、多变性和不可预见性等特点，从城域传送网动态性、安全可靠性、开放性和可增值性等方面来看，ASON技术支撑快速的业务配置、支撑流量工程、采用可适用于各种不同的传送技术的控制平面协议、支撑多厂家环境下的连接控制、支撑网状网的恢复功能、提供多种新业务等技术特点都非常适用于城域传送网。但是从ASON技术应用的现状来看，目前国内外的ASON应用都是大量应用于骨干传送网和省内骨干传送网，仅有较少的应用是在城域传送网的核心层。

    那么也就是说ASON技术从理论上适用于城域传送网，但是事实上，在城域传送网的应用又非常少，这是什么原因呢?

    城域传送网中大量的动态性需求尚不明显，诸如带宽按需分配等新型业务目前还没有实际商用的环境。

    ASON是基于网状网应用的一种技术，目前具有网状网光纤资源的城域传送网只有一部分。城域传送网由城域核心层、汇聚层和接入层组成，目前成熟的ASON设备基本上仅适用于城域核心层，从城域网核心层引入ASON设备，如何向城域的汇聚和接入层扩展，今后网络在互操作性、可扩展性和网络演进方面都存在需要考虑的问题和一些风险，这也成为ASON技术在城域传送网中引入较缓慢的一个原因。

    从ASON技术发展的角度来看，目前尚不完全成熟，诸如与按需带宽分配业务相关的UNI技术、与多厂家环境下的连接控制相关的E-NNI技术，同时多种新业务的支撑程度尚低。目前较成熟的是传送平面、控制平面域内的连接控制和管理功能，域内保护机制比较成熟，但是恢复机制存在较大差异，相比而言，在骨干传送网中这些功能的应用更加紧迫。

    相信随着ASON技术的进一步发展，ASON设备逐步成熟，城域传送网的需求更加明确，相信ASON在城域传送网中的应用会迎来更美好的明天。