ASON自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò )的技術(shù)綜述

　　現代光通信網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展從PDH算起，經(jīng)過(guò)SDH/SONET/OTN到現在的ASON自動(dòng)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(wù)的管理的演進(jìn)趨勢。 今天，支持ASON已經(jīng)成為光設備廠(chǎng)商宣傳推廣其光設備的必要條件，尤其在中國，隨著(zhù)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(luò )產(chǎn)品，國內運營(yíng)商普遍表現出了對ASON的熱烈歡迎，ASON之所以如此重要，獲得運營(yíng)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通用幀規程)，LCAS(Link Capacity Adjustment Scheme鏈路容量調節方案)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(yǔ)音/數據網(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，運營(yíng)商對降低網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)、維護的復雜度，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 )設備提供了統一的控制、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(shí)充分考慮了如何滿(mǎn)足運營(yíng)商的需求。

二、ASON技術(shù)特性與協(xié)議標準

　　1.ASON組成與服務(wù)

　　ASON主要由以下三個(gè)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(gè)不常提及的DCN面用來(lái)承載控制信號)。類(lèi)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(chēng)為定制連接，由網(wǎng)管系統或者由人工完成，而交換連接是信令驅動(dòng)的連接，終端用戶(hù)根據需要，可在任意兩個(gè)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 )內部是使用信令還是利用網(wǎng)管接口。光網(wǎng)絡(luò )內部使用信令建立連接時(shí)，涉及到控制面內的信令部分，每個(gè)網(wǎng)元的控制實(shí)體相互之間需要動(dòng)態(tài)交互信令信息，另外控制面內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A(yíng)S0N在網(wǎng)絡(luò )架構上屬于層疊模型(Overlay Model)，ASON網(wǎng)絡(luò )邏輯上分為UNI(User Network Interface用戶(hù)網(wǎng)絡(luò )接口)，I-NNI(Inter-Network Network Interface內部網(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(gè)部分。

　　UNI主要運行在光網(wǎng)絡(luò )客戶(hù)端和光網(wǎng)絡(luò )設備之間，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(xún)，相互之間不交換路由信息，可選的功能有鄰居發(fā)現，服務(wù)發(fā)現等。UNI1.O版主要針對SDH接口，在下一版UNI2.O中會(huì )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(zhuān)有網(wǎng)絡(luò )-網(wǎng)絡(luò )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(gè)域內的控制平面實(shí)體間的雙向控制接口。由于在域內運行，一般是同一個(gè)設備商的設備，因此沒(méi)有建議標準化，每個(gè)設備廠(chǎng)商可以使用專(zhuān)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(kāi)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-中間系統路由協(xié)議-帶流量工程擴展Intermediate System-Intermediate System-Traffic Engineering)或BGP(邊界網(wǎng)關(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、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(luò )內部的拓撲信息。對多層拓撲結構間的E-NNI信息交互尤其是標準化的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

　　ASON主要由三個(gè)國際化標準組織在推進(jìn)，IETFOIF和ITU-T。

　　(1)IETF

　　IETF的MPLS，到GMPLS是催生ASON產(chǎn)生的基礎。ASON使用的信令協(xié)議CR-LDP，RSVP-TE都是IETF近來(lái)標準化的結果，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(luò )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，數據設備廠(chǎng)商和電信設備廠(chǎng)商在設備自動(dòng)化互聯(lián)時(shí)有了充分可信賴(lài)的依據?，F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(wù)，支持帶寬動(dòng)態(tài)改變的UNI2.0。0IF另一個(gè)重點(diǎn)研究的領(lǐng)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(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結構，區分了呼叫和連接，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(wèn)題。

　　3.ASON技術(shù)優(yōu)勢

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

　　(1)統一的分布式控制/管理層面，與底層的物理實(shí)現技術(shù)無(wú)關(guān)，理論上講支持各種帶寬粒度的交換和管理，無(wú)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(wù)提供時(shí)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(zhuān)用網(wǎng))等；

　　(3)支持端到端的連接建立、監控、保護和恢復，對各種網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，包括網(wǎng)狀網(wǎng)的支持，增強了網(wǎng)絡(luò )的流量工程能力。

三、ASON市場(chǎng)未來(lái)預測

　　在A(yíng)SON出現之前，DWDM技術(shù)以滿(mǎn)足Gilder定律的方式，每六個(gè)月翻一番的增長(cháng)趨勢極大地改善了骨干網(wǎng)長(cháng)途鏈路上容量短缺的問(wèn)題，不需要鋪設新光纖，只需要增加波長(cháng)路數，運營(yíng)商就可以充分滿(mǎn)足巨量帶寬的需求，帶寬的極大豐富并不意味著(zhù)運營(yíng)商可以迅速滿(mǎn)足用戶(hù)對帶寬需求的響應，在網(wǎng)絡(luò )流量日趨數據化，突發(fā)性更大的背景下，對多粒度，動(dòng)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(chǎng)上已經(jīng)有Ciena、華為、中興、朗訊、阿爾卡特等眾多廠(chǎng)商宣稱(chēng)支持ASON的設備可供選擇。在可預見(jiàn)的未來(lái)，ASON在以下四個(gè)方面將有極大的市場(chǎng)需求。

　　1.城域傳送網(wǎng)的換代升級ASON+MSTP

　　在業(yè)務(wù)模式更加數據的今天，傳統的SDH根本無(wú)法適應數據業(yè)務(wù)的需求，而基于SDH發(fā)展起來(lái)的MSTP(多業(yè)務(wù)傳送平臺)正在成為新一代城域網(wǎng)建設的首先技術(shù)。因為發(fā)展業(yè)務(wù)的需要，ASON與MSTP結合，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(lái)必然的選擇。

　　2.長(cháng)途傳送網(wǎng)的靈活波長(cháng)業(yè)務(wù)

　　在長(cháng)途骨干傳輸網(wǎng)上，配置靈活的波長(cháng)上下路(如通過(guò)可重構光上下路復用器(R-OADM)，波長(cháng)擴容或者長(cháng)途干線(xiàn)鏈路保護/恢復，可以由ASON的分布式智能控制來(lái)提供，加上提供超長(cháng)距離傳輸的ULH技術(shù)，長(cháng)途大容量的實(shí)時(shí)電路指配、調度和保護可以在幾分鐘之內完成，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(guān)、IAD等

　　新一代的MSTP除了原來(lái)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(lái)無(wú)線(xiàn)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(luò )設備的速率升級，利用ASON為用戶(hù)提供安全高速的二層VPN或者一層VPN滿(mǎn)足互聯(lián)需求是未來(lái)可預見(jiàn)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(lái)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)驅動(dòng)型的，開(kāi)放型的網(wǎng)絡(luò )架構體系。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，但是它本身是和設備的物理傳輸/交換技術(shù)獨立的，而且滿(mǎn)足兩個(gè)分離的特性，對將來(lái)的業(yè)務(wù)是開(kāi)放的。ASON必然要符合NGN的框架約定，而且應是滿(mǎn)足這個(gè)約定的重要的示范網(wǎng)絡(luò )。

四、ASON局限性

　　迄今為止，還沒(méi)有任何一項技術(shù)可稱(chēng)為完美無(wú)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(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(gè)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(lài)測試設備的成熟，當前號稱(chēng)推出GMPLS/ASON協(xié)議測試的公司，實(shí)際上都還沒(méi)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(shí)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(yíng)商在運行網(wǎng)絡(luò )時(shí)，對實(shí)時(shí)監控能力、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )，提高網(wǎng)絡(luò )的生存性永遠是不斷的追求，ASON號稱(chēng)可以解決這些問(wèn)題，可是其真實(shí)有效性還沒(méi)有經(jīng)過(guò)真正的大規模網(wǎng)絡(luò )現場(chǎng)測試，究竟是徹底解決問(wèn)題還是僅僅減輕問(wèn)題還沒(méi)有也暫時(shí)不可能定論。

　　4.新業(yè)務(wù)的支持

　　ASON支持的業(yè)務(wù)種類(lèi)很多，如SDH、OTN、以太網(wǎng)、存儲網(wǎng)等，它對新業(yè)務(wù)也具有擴展性，其實(shí)ASON主要就是推銷(xiāo)可快速部署的帶寬，無(wú)論是波長(cháng)出租，波長(cháng)撥號，OVPN等都是如此。ASON宣稱(chēng)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)中一樣的多播機制(Multicast)還沒(méi)有明確定義出來(lái)并加以驗證，因此對某些應用，如觀(guān)眾所在地域分散的視頻廣播還沒(méi)有特別高效的節省帶寬的辦法。

　　5.綜合網(wǎng)管

　　ASON提供了新的網(wǎng)絡(luò )控制管理平臺，當然滿(mǎn)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，或者ATM網(wǎng)管，在涉及到底層的管理時(shí)還要與現有管理系統的相互配合，集成，在實(shí)際運營(yíng)時(shí)，會(huì )產(chǎn)生比較繁瑣的問(wèn)題。

五、結論

　　目前各標準化組織正在加速ASON標準化進(jìn)程，運營(yíng)商也紛紛組織ASON的測試。對于A(yíng)SON網(wǎng)絡(luò )的演進(jìn)趨勢，專(zhuān)家也有不同的理解，但是無(wú)論如何，ASON的出現代表了光網(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/恢復等問(wèn)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(lái)的優(yōu)異的性能必將成為運營(yíng)商管理未來(lái)光網(wǎng)絡(luò )的首選技術(shù)。