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ASON网络技术与应用

 以IP为代表的数据业务量在骨干光传送网中的比重日益增大,为了适应数据业务流量和流向的动态变化,光传送网开始向具有自动交换功能的下一代智能光网络方向发展。
与传统传送技术相比,智能光网络技术的最大特点是引入了控制平面,用于解决业务量本身的不确定性和不可预见性和对网络带宽的动态分配以及网络生存性和可靠性方面的需求。

一、智能化光网络带来的变革

  随着IP数据业务的飞速发展,IP数据业务逐渐占用了网络中的主要带宽资源,由于IP数据业务具备突发、多变、不确定等随机性特点,传统光传送网固定分配带宽的模式在传输数据业务时越来越不适应。从网络结构来看,传统光传送网采用了多层结构组网方式,网络指配过于复杂、传输开销过大;从网络带宽资源来看,虽然密集波分系统有着巨大的传输容量,但只提供了固定的传输带宽,无法实现带宽的动态按需分配。因此,传统光传送网向具备智能特性的光网络发展成为了一种趋势。

  目前各大运营商、研究机构、设备制造商都密切关注着ASON技术在网络中的应用及其发展情况。

  1.网络智能化

  网络智能化是ASON网络的核心部分,实现网络智能化的关键是增加了控制平面,控制平面由分布于ASON网络中各节点设备的控制单元组成,控制单元包括了路由、信令和资源管理等一系列逻辑功能模块,各模块分工合作,在网络资源和拓扑结构自动发现的基础上,调用动态智能选路算法,通过分别式的信令处理和交互,建立端到端的按需连接,同时提供可靠的保护恢复机制,实现故障情况下连接的自动重构,从而极大地增强了光传送网络的生存性、扩展性和灵活性,加快了电路的配置速度,提供更高的带宽利用率,是光传送网向智能化演进的重要一步。

  网络具备智能化以后,一方面为网络运营商提供了新的业务利润增长点,如对VPN、BOD、Burst UNI等新业务的支持,FonsWeaver系列ASON产品在国内率先支持组播业务,为IPTV等业务的顺利开展提供了保障;另一方面增强了网络的健壮性,能够有效抵抗网络多点故障,真正达到99.999%以上的电信级业务等级。

  2.网络兼容化

  ASON网络通过使用统一定义的标准化网络接口,不同设备厂商的设备很容易实现互联互通,但其控制平面的标准化需要一个比较长的过程。为了不影响运营商网络建设和运行采用最新的技术,ASON提出了分层和分域的概念。在不同的网络层次和网络域中可以采用不同厂商的设备和不同的技术,在网络接口处通过E-NNI或UNI实现互联互通。UNI主要实现客户层网络和传送层网络的控制平面互通,为BOD和OVPN等新业务提供了技术保证。而E-NNI则主要实现不同运营商或不同厂商光网络之间控制平面的互通,端到端连接建立和跨域路由都依赖于标准化的E-NNI。ASON在UNI和E-NNI处的互通要求信令协议和路由协议的标准化,OIF在其组织的历次互通性测试中要求将RSVP-TE和OSPF-TE作为互通的基本协议。基于RSVP-TE和OSPF-TE的UNI和E-NNI已经在某些ASON试验网中实现了信令和路由的互通,包括路由数据库的交互、跨域SC和SPC的建立和删除等。如果进一步在网络接口中配备自动资源发现、自动业务发现等各种功能,可进一步减少设备互连时所需要的人工干预和手工配置,理想情况下能够达到类似于计算机设备“即插即用”的功能,极大的提高了网络的兼容性。

  3.网络个性化

  传统的光传送网可以提供的业务保护方式主要是基于环网的复用段保护和通道保护方式两种情况,无论什么业务只能提供同样级别的保护,不能满足目前迅速发展的差异化服务的需求,基于MESH网络拓扑搭建的ASON网络可以提供多种保护恢复方式:

  (1)1+1/1:1线性复用段保护;

  (2)2纤/4纤复用段共享环保护;

  (3)1+1线性标签交换通道(LSP,Label Switched Path)保护,可实现任意方向任意时隙之间的保护;

  (4)1+1通道保护,可实现任意方向任意时隙之间的保护;

  (5)SNCP保护;

  (6)Mesh网恢复;

  (7)1+1线性LSP保护和Mesh网恢复的结合;

  (8)任意拓扑网络之间的双节点互通保护;

  根据不同客户的需求,在网络资源一定的情况下,可以提供不同的保护和恢复方式,以及任意保护和恢复方式的共存来实现服务的差异化,烽火通信FonsWeaver系列ASON产品支持以上各种保护恢复方式,可以提供六种不同等级服务。

  4.网络简易化

  目前网络上业务的配置主要是通过人工借助网管系统来手动完成,为了完成一条端到端的业务配置常常需要花费几周甚至几个月的时间来完成,这种费时的电路配置手段不仅于传输性能的高速率性能不匹配,并且容易出现错误。

  ASON网络通过分布式控制方式,网络中的每个智能控制单元均可以洞悉到整个网络的拓扑结构和资源占用情况,当某个客户端发起连接请求时,各个网元调用智能选路算法,自动的计算出一条可用的通道。以FonsWeaver系列产品为例,在配置业务时,只需要输入源节点、目的节点、需求带宽和保护级别的参数,即可完成业务的配置,网络自动选择路由并创建各个节点的交叉连接。同时可以加上各种约束条件,比如设置必经节点或者必经链路来约束业务的路由等约束条件。与传统光传送网的端到端配置相比,这种业务配置方式充分利用了各个智能网元的路由和信令功能,保证业务配置的安全性和可靠性,减少人工配置的工作量,充分降低维护难度。

二、建设下一代智能光网络应关注的几个问题

  1.ASON设备的选择

  (1)应具有严格无阻塞的交叉矩阵。ASON技术给运营商带来的最大吸引力是通过引入恢复机制提高了网络抵御多重故障的能力,因此衡量网络恢复性能的重要指标恢复时间成为运营商关注的重点。从技术角度分析,交叉配置时间在整个恢复机制过程中占主要部分,是影响恢复时间的决定性因素。交叉矩阵的阻塞特性会直接影响交叉配置时间,因此越来越多的厂家在此方面更倾向于采用严格无阻塞的交叉矩阵。目前Bitslice技术已经成为最新一代的多播严格无阻塞交叉矩阵技术的典型代表,而传统的具有重构无阻塞特性的3级CLOS交叉矩阵也已经被逐步淘汰。FonsWeaver系列ASON产品已经通过全面采用Bitslice交叉矩阵来保障ASON网络恢复性能。

  (2)应具有强大的多业务处理能力。电信专家张成良指出“下一代光网络=ASON控制层面+多业务处理节点(MSTP)+ULH WDM系统。”另一方面,据IDC预测,全球MSTP市场将以每年18%的速度增长,2007年将达到32亿美元。这些数据说明,多业务处理功能仍然是光传送设备发展的重要方向。FonsWeaver系列产品是320G以上大交叉容量系统中唯一能够支持完善的多业务处理能力的ASON平台。FonsWeaver系列产品已经全面支持FE、GE全速率的以太网接口、ATM接口,以太网二层交换、虚级联和连续级连、LCAS、MPLS等功能。

  (3)应具有向更大容量传送系统升级的能力。回顾光网络的发展,在短短几年时间内,10G MSTP系统已经逐步取代2.5G系统成为光传送网建设的主力军。因此不难想象,40G光传输系统也会逐渐在未来城域网和骨干网中扮演重要的角色。目前,烽火通信已经在40G商用传输系统方面取得了重大突破,承担的国家“十五”科技攻关计划项目“40Gb/s SDH光纤通信设备与系统”已经顺利通过信息产业部验收专家委员会的验收。该项目通过采用精确色散补偿、拉曼化掺饵光纤放大器等技术,成功地实现了40Gb/s光传输系统在G.652和G.655光纤上560km无电再生无误码传输,并解决了该系统在色散、非线性等方面的关键难题。FonsWeaver系列ASON产品也已经全面支持40G高速率光接口,并可实现从10G到40G ASON系统的平滑升级。

  2.ASON网络的建设方式

  (1)通过对传统MSTP设备改造升级为ASON。正如ASON技术被形容为光传送网的革命一样,ASON硬件平台与原来MSTP设备相比也发生了革命性变化。为了保证ASON网络性能,ASON硬件平台采用了更高的背板总线速率、更强的单盘处理芯片、更大的交叉矩阵容量。因此通过在原有传统设备上增加控制单元方式升级实现向ASON网络的演进是不可行的。

  (2)先期利用可升级到ASON的MSTP设备构建MSTP网络,随着网络需求的要求最终升级到ASON。这是目前国内城域网运营商较倾向的建设方式,好处主要表现在以下几个方面:1)由于目前ASON标准的不完善,存在不同厂商的设备间暂时无法实现控制平面互联互通、网管对于控制平面的管理不成熟等方面的问题。采用此种方式可以在一定范围内降低网络建设风险;2)ASON网络在具有诸多技术优势的同时,也给传统的网络运维方式带来了挑战,因此在对ASON网络运维方式未熟悉前直接部署ASON网络也会存在较大风险;3)ASON是传送网发展的必然趋势,现阶段开始采用ASON设备在城域网核心层面部署MSTP网络是一种可进可退的建设方式,可在一定程度上减少网络的重复建设量;4)目前部分运营商存在光缆资源不完善、已铺设光缆路由未按照MESH网思路进行规划等问题,直接建设ASON网络受到一定限制,因此需要采用分步实施的方式。

  (3)直接部署ASON网络。这是国外已建的ASON网络中普遍采用的建设方式,与第二种建设方式相比,可以避免从MSTP升级到ASON带来的风险。但另一方面对于运营商在ASON网络规划、运营维护方面提出了更高的要求。建议可在一定范围内采用此种方式建设ASON试验网络,对于ASON网络的运营维护模式、多区域互通、对传统网络造成的影响、与传统网络互通方面进行研究。

  当然,在ASON网络建设过程中还存在更多需要关注的问题,例如大规模组网情况下ASON网络性能、设备交叉容量与网络恢复时间的关系、ASON网络的规划仿真等。但我们应该相信随着标准的继续完善、研究的继续深入,很多问题会迎刃而解。ASON技术将为给运营商带来更大的市场机遇与经济效益。


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