包东智 河北省电信设计研究院
摘要 介绍了ASON的定义、网络的体系结构、组网方案和主要优点等有关概念，分析了当前光网络的演进呈现出的趋势，ASON网络管理的体系结构，归纳了目前业界在发展ASON技术时应关注的热点问题，并提出了发展策略建议。
关键词 通信网络 ASON 技术走向 关注热点 发展策略
通信网络面临的挑战，不是如何创造更大的带宽容量，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。因此，光网络仅仅提供巨大的带宽容量是不够的，还需要服务提供商通过有效的网络管理，能够提供其他各种不同的服务，来满足不断发展的市场需求。随着IP业务的增长，传统DWDM网络的点对点连接已难以适应网络宽带动态分配的需求，需要将点对点连接发展成为一个拥有多个DWDM自愈环的全光网络，同时光网络还将朝着ASON方向发展。因此，ASON已成为国内外业界研究与关注的热点问题之一。
1 ASON概述
1.1 定义
ASON（自动交换光网络，Automatically Switched Optical Network）的概念来源于ION（智能光网络）。1998年以美国Sycamore为代表的一批创业型小公司在市场和网络建设的驱动下，率先提出了ION的概念，将ATM和IP路由功能引入到光网络中，使得以WDM为基础的光层组网技术和以IP为基础的网络智能化技术迅速发展并结合起来。Sycamore还联合其他公司成立了ODSI（光域互联网联盟），倡导发展智能光网络技术标准。1999年，由北电和朗讯公司牵头，在TLXL.5会议上提出了ASON的概念和研究方向，并受到众多通信厂商和运营商的认可和重视。TLXL将ASON结构作为北美的建议提交给ITU-T。在2000年的ITU-T会议上，正式确定由SGL5组开展对ASON的标准化工作。ITU-T进一步提出自动交换传送网（ASTN）的概念，明确ASON是ASTN应用与OTN的一个子集。ASON是在选路和信令控制下，完成自动交换功能的新一代光网络，是一种标准化了的智能光传送网，代表了未来智能光网络发展的主流方向，是下一代智能光传送网络的典型代表。ASON首次将信令和选路引入传送网，通过智能的控制层面来建立呼叫和连接，使交换、传送、数据三个领域又增加了一个新的交集，实现了真正意义上的路由设置、端到端业务调度和网络自动恢复，是光传送网的一次具有里程碑意义的重大突破，被广泛认为是下一代光网络的主流技术。
1.2 体系结构
未来的网络将采用更有效、更经济的手段来提供带宽，保障数据业务的传送。按照ITU-T G.8080（G.ason）建议，ASON分为传送平面、控制平面、管理平面三个独立的层面。其中，与底层无关的标准智能光网络成为自动交换传送网（ASTN），底层为光传送网（OTN）的ASTN称为ASON。
（1）传送平面
ASON传送平面的标准化工作主要由ITU-T SG15负责。送平面包括提供子网络连接(SNC) 的网元（NE）。具有各种粒度的交换和疏导结构，如光纤交叉连接、波带和波长交叉连接；具有各种速率和多业务的物理接口（PI），如SDH（STM-N）、POS（OC-NC）、以太网接口、ATM接口以及其他特殊接口等；具有与控制平面交互的连接控制接口（CCI）。
（2）控制平面
控制平面的标准化工作是重点，由ITU-T、IETF、OIF分别侧重负责：ITU-T着重研究ASON的体系结构；IETF着重制定ASON的协议方面的标准；OIF重点放在UNINNI上。控制平面（Control Plane）实现对传送平面的灵活控制，相当于NE的"大脑"。因此，ASON主要是关于控制平面的解决方案，它基于通用标记交换协议（GMPLS）族，包括用于分布式连接的建立、维护和拆除等的信令协议；为连接的建立提供选路服务的路由协议，用于链路管理（包括控制信道和传送链路的验证与维护）的链路资源管理协议等。控制平面提供网络节点接口（I-NNI和E-NNI）及用户网络接口（UNI）。
（3）管理平面
管理平面的标准化工作主要由ITU-T负责，IETF也提出一些信令协议草案。管理平面通过NNI-T接口对传送平面进行管理，同时通过NNI-A接口对控制平面进行管理。
1.3 组网方案
专家们认为，ASON的组网可采取下列方案：
（1）ASON+DWDM
这一组网方案最大优点是，利用了DWDM系统的大容量长途传输能力，以及ASON节点的带宽容量和灵活的调度能力，从而组建一个功能强大的网络。在骨干和汇聚层网络中，ASON节点可以完成传统SDH设备所能完成的所有功能，并提供更大的单节点带宽容量、更灵活和更快捷的电路调度能力，同时网络的建设和运营费用也比较低。ASON节点所能提供的单节点交叉容量可以大大缓解网络中的节点瓶颈问题。
（2）ASON与SDH混合组网方案
由于ASON可以基于G.803规范的SDH传送网实现，也可以基于G.872规范的光传送网实现，因此ASON可与现有的SDH传送网络混合组网。ASON与现有电信网络的融合是一个渐进的过程，在组网时，客人采取先在现有的SDH网络中形成一个个ASON小网络，然后再逐步形成整个的ASON大网络。
1.4 主要优点
ASON除继承了传送网的优点外，还具有以下主要优点。
（1）动态分配网络资源
流量工程允许将网络资源动态地分配给路由。
（2）恢复功能强
恢复和复原能力能够使网络在发生问题时，仍能维持一定质量的业务，特别是对分布式恢复和复原能力，可以实现快速业务恢复。
（3）形成优质光传送网
ASON形成一个响应快、成本低、优质高效的光传送网。
（4）提供新的业务类型
可以提供新的业务类型，例如按需带宽业务（BOD）和光层虚拟专用网（OVPN）等。
2 发展趋势分析
光网络的演进呈现出两个趋势：一是光网络由原来提供固定传输通道的点到点网络向能够根据需要提供动态传输通道的智能网络发展，这一变化的实质是从原来的通道手动控制向自动控制发展，原有的网络管理平台发展为网络控制平台；二是：原来的网络是不透明的，这种不透明的网络正在向全光网络发展，这种全光网络的端到端通信主要在光域上进行。
2.1 由静态向动态发展
下一代光网络是智能光网络（ION），它利用光交换提供动态的点到点连接，ION可以快速地为两点之间提供端到端的链路连接，这种连接的带宽范围可以从STM-1直到STM-64，这极大地改变了以往通信服务的特性，刺激了带宽利用的发展。同时，这种方式可以有效地降低运营费用，通信链路的建立和拆除可以在数秒或者数分钟内完成，缩短了通信链路建立时间。
2.2 由电域向光域发展
智能光网络的关键在于它可以为服务层提供功能强大的、易于维护管理的低成本光网络。光交换阵列的发展方向也是全光化，它完成单路光信号或者一组光信号甚至整根光纤信号的倒换。可调谐的光源、光滤波器和光接收器可以提供灵活的选择性，有效地简化系统结构和降低运营成本，这些可调谐器件通过固定的再生器来指派波长资源，同时尽量降低波长阻塞的概率。目前2.5Gbit/s和10Gbit/s传输速率适用于长距离传输的可调谐光源及光接收器已经可以商用。
2.3 由电交换向光交换发展
运营商要求光交换部件具有方便的可测试性、低廉的价格和便捷的可维护性等特点。所以，目前出现的光交换器的特性包括：既可以支持各种速率和业务的单个波长的信号，又可以交换包含很多波长信号的复合信号。随着全光网络技术及光交换器件的发展，光交换技术已经发展成熟，市面上可以提供具有高度可靠性和可维护性的光交换器件。有关提供具有快速的链路建立和拆除特性的控制层协议的建设也取得了长足的进步。所有的这一切都为光交换的发展奠定了雄厚的基础。
2.4 由管理平台向控制平台发展
管理和控制网元是智能化网络的另外一个重要的部件，控制平台能够在几秒内自动完成端到端链路的建立、维持以及拆除。采用这种控制平台，运营者可以根据业务需求快速地提供路由并进行服务，通常，在算法方面，人们采用了与这一应用相似的协议，例如可以采用应用于Internet的相关路由协议。
2.5 连接平台的光交换
由于核心网上传输的信息带宽颗粒大小不一，因此，带宽的管理应该分别在几个级别进行，为不同的信息带宽颗粒提供相应不同的带宽。在核心网内部，通信的管理通常是在光路上进行的。对于一个节点来说，大量的信号只是经过该节点，而不是终止于该节点，对于这些信号，网络会优先处理，让它们直通过去。随着网络中传输节点的增加，对一组波长甚至整条光纤进行波长管理的需求变得越来越迫切。完成这一功能的部件叫做光交叉连接器（OXC），它的作用是在不同的层面上对信号进行大规模的交换。
2.6 IP Over DWDM的发展
下一代通信网将会有更多的IP业务，相关的标准和方案日趋完善。实现途径之一是把IP路由器直接接到WDM设备，IP路由器不但承担着源端和终端信号路由算法的实现，而且还要对所有的直通信号进行处理。IP路由器的容量远远小于PXC的容量。一个高端路由器可以接入16路OC-192信号，而一部PXC可以处理高达1000路的OC-192直通信号，显然，随着技术的进步，PXC可以处理更多的OC-192信号，直通信号交由PXC设备来处理。
3 应关注的重点问题
智能光网络的发展是网络发展的必然趋势。传统的和现有的网络都有一个要“与时俱进”，向下一代支持多信道、高容量、可配置、智能型的网络演进。目前，业界关注的问题主要有以下几点。
3.1 加速ASON标准化进程问题
目前，世界各标准化组织正加速ASON标准化进程，主要集中橘红在控制平面，特别是涉及互联互通性的分层路由算法、E-NNI接口等。在智能光网络的发展演进过程中，必须要考虑相对兼容性、经济性（包括投资、运营、收益）、业务的平滑渡、新业务的引入、组网模型、硬件技术的成熟度、信令和路由协议的标准化进展等因素。
3.2 光网络的演进方式问题
为了满足宽带业务对带宽的需求，需要增加网络中节点的带宽容量。专家们认为目前有三种演进方案：
（1）采用SDH环网方式演进
SDH环网具有组网简单、保护启动时间短、技术成熟等特点。SDH设备在电信网络中已经得到了大量的应用，群路接口传输速率从155Mbit/s、622 Mbit/s、2.5Gbit/S到10Gbit/S，当前业界技术人员在进一步研发40Gbit/S速率的SDH设备。以便克服当前环网对资源利用率较低，当链路上同时发生两处故障时，网上的业务无法保障的问题。
（2）采用ASON设备组建环网的方式演进
ASON可以基于SDH设备构建的传送平面来实现。这种演进方式，无须改变SDH环网的组网方式和保护方式，只需增加ASON的控制平面。与采用SDH环网技术演进方式比，采用ASON设备组建环网的方式只是增加了SDH设备的智能化程度，只在初期采用，最终目的仍升级到网状网（MESDH）。
（3）采用ASON设备组建MESDH的方式演进
采用交叉连接设备也可以构建ASON的传送平面，这种演进方式采用MESDH组网方式。优点是：网状网（MESDH）的恢复功能能够最大限度地优化网络资源；ASON节点的交叉连接容量和接口盘速率不受限制；可以节省网络为了稳定性而所必须的冗余资源，从而大大提高网络资源的利用效率；分布式恢复功能使单次故障的恢复时间达到毫秒量级，并可在同时发生多处故障的情况下最大可能地恢复业务。
3.3 ASON建设方案选择问题由于
由于ASON将通道端到端的调度管理和保护恢复功能转移到了控制平面，目前看来控制平面更容易实现互联互通和互操作。所以未来有可能在网管平面没有实现统一管理的情况下，由控制层面实现端到端的电路调度管理和保护恢复。这就需要对ASON及其网管系统进行密切的技术跟踪。在目前不同厂商的设备间无法实现互联互通和互操作的情况下，ASON建设方案有两种选择：
（1）等待E-NNI标准方案
为了稳妥的建设ASON，采取继续等待态度，待E-NNI标准化完全完成后，再建设ASON网络。此方案风险性比较小，并且可以很容易的实现多厂商的设备间实现互联互通和互操作。
（2）近期建设网络方案
为了尽快摸索经验、掌握技术、占领市场、探索经营路子，现在就建设ASON网络。运营商可根据不同区域、不同情况，采用不同的控制平面和路由算法，域间采用固定连接，待域间路由成熟后再在域间引入路由。此方案存在一定的风险性，要求厂商的设备必须保证自己的E-NNI可以升级到符合标准的接口，保证网络能够实现互联互通和互操作。
3.4 引入新业务与应用问题
ASON利用单一的控制平面，可以实现跨厂商、跨运营商管理域OTN/SDH传送平面的统一控制，完成端到端的电路建立、保护恢复等功能，从而解决了端到端的配置、保护恢复、电路SLA等一系列原传统传送网无能为力的问题。还可以引入基于ASON的新业务与应用，如OVPN（光虚拟专用网，Optical Virtual Private Network）和BOD（Bandwidth On Demand）等。因此，通过智能光纤网络可以构建一个利润非常大的市场，通过在带宽贸易群集点上把销售方和购买方连接起来，实现带宽贸易。这一问题尽管执行起来还存在着一定的难度，但广阔的应用前景和迅速的技术发展已经明确了光网络的这一发展方向。
3.5 对ASON的研究与跟踪问题
尽管目前对ASON的研究在很多方面取得了很大进展，但现有的ASON网络规模较小，只有几个或十几个节点，许多功能还不完善，需要进一步的研究与跟踪，特别对大规模ASON组网、ASON的生存性等问题需要进一步进行研究。
3.6 对ASON管理技术的研究与跟踪问题
目前，ITU-T关于ASON标准的规范着重于控制平面的信令、路由等方面，对于ASON管理系统的功能架构、功能需求、体系结构等问题还有待于进一步的研究。
4 结语
对于ASON网络的发展，我们应密切跟踪标准化进程，开展相应的网络技术试验，以实现不同厂商设备的互联互通和互操作。同时应考虑网络结构从环网向网状网的演进，重视网状网物理平台的建立，如光纤网络、系统资源的完善和优化。随着ASON 标准化的不断开展，在未来几年内，ASON技术将步入实用化阶段。ASON利用单一的控制平面，可以实现跨厂商、跨运营商管理域OTN/SDH传送平面的统一控制，完成端到端的电路建立、保护和恢复等功能，能够解决端到端配置、保护和恢复、电路SLA等一系列传统网络无能为力的问题。这种新的网络体系将为网络运营商和服务提供商带来新的业务增长点，创造巨大的市场机遇与经济效益。
----《中国数据通信》
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