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ASON(自动交换光网络)的信令要求

  1 概述
  ASTN(Automatically Switched Transport Network)是在选路和信令控制之下完成自动交换功能的新一代的智能光网络,也可以看作是一种具备标准化智能的光传送网。这是一种利用独立的控制平面来实施动态配置连接管理的网络,其中专门以光传送网(OTN)为基础的ASTN又称为自动交换光网络(ASON),是开发ASTN的主要方向。
  
  ASON概念来源于智能光网络。1998年以美国Sycamore公司为代表的一批创业型小公司,在市场和网络建设的驱动下,率先提出了智能光网(ION)的概念,将ATM和IP路由功能引入到光网中,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还联合其他公司发起成立了光域互联联盟(ODSI),倡导发展智能光网技术标准。1999年,由北电和朗讯公司牵头在T1X1.5会议上提出了ASON的概念和研究方向,受到众多通信厂商和运营商的重视和认可。T1X1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,制定了有关ASON总体结构和需求方面的标准。
  
  自动交换光网络(ASON)概念的提出是传送网概念的重大历史性突破,代表了下一代光网络发展的方向。随着自动交换光网络技术的应用,光传送网将从过去单纯提供连接的基础网络,转向提供多种智能服务的业务网络。
  
  与现有的光传送网技术相比,ASON有以下特点:
  
  在光层实现动态业务分配,可根据业务需要提供带宽,是面向业务的网络;
  
  具有端对端网络监控保护、恢复能力;
  
  具有分布式处理功能;
  
  与所传送客户层信号的比特率和协议相独立,可支持多种客户层信号;
  
  实现了控制平面与传送平台的独立;
  
  实现了数据网元和光层网元的协调控制,将光网络资料和数据业务的分布自动地联系在一起;
  
  与所采用的技术相独立;
  
  网元具有智能性;
  
  可根据客户层信号的业务等级(CoS)来决定所需要的保护等级。
  
  自动交换光网络(ASON)的控制平面应当支持呼叫和连接控制功能,这些功能通过信令协议实现。ASON应实现对呼叫和连接控制的分离,目的是减少中间连接控制节点的冗余呼叫控制信息。
  
  在网络入口(即UNI参考点)或在域间的网关处(即E-NNI参考点)应当提供呼叫控制功能,中间设备仅需要提供支持连接控制功能,而不需要提供呼叫控制功能。根据呼叫是否穿越多个域,一个端到端呼叫可能由多个呼叫部分组成,这允许在不同域中选择信令、路由和恢复变化的灵活性。本文将分别对于信令功能、信令协议等方面分别进行阐述。
  
  2 信令功能要求
  在ASON网络中,信令功能应当支持多种连接,完成分布式呼叫和连接管理的功能。
  
  2.1 连接类型
  
  根据控制平面和管理平面对于连接管理功能的分布,定义以下三种基本连接类型:
  
  永久连接(PC):PC是一种由管理系统配置的连接类型。
  
  交换连接(SC):SC是一种由于终端用户的请求而建立的任何连接,即在连接的终端节点之间通过一个信令/控制平面,包括控制平面内的信令单元之间的信令消息的动态交换来建立的连接。
  
  软永久连接(SPC):SPC是一个用户到用户的连接,其中端到端连接中的用户到网络部分是通过网络管理系统建立的一个永久连接(PC),而端到端连接的网络部分是通过控制平面建立的一个交换连接。在连接的网络部分,连接建立的请求是由管理平面发起,而由控制平面设置。
  
  根据提供连接的能力和方向,分布式呼叫和连接管理应支持单向点到点连接、双向点到点连接、单向点到多点连接,也可考虑另一种连接类型,称为不对称连接。
  
  2.2 呼叫控制功能
  
  呼叫控制是一个或多个用户应用和网络之间的信令联合,用于控制一组连接的建立、释放、修改和保持。呼叫控制用于维护呼叫各方之间的联系,并且一个呼叫可包含在任意时间的任意数量的潜在连接(包括0个)。
  
  呼叫控制可采用以下方法之一来实现:
  
  将呼叫信息分成由一个呼叫/连接协议承载的若干个参数。
  
  呼叫控制和连接控制采用不同的状态机,而信令消息采用一个呼叫/信令协议。
  
  通过采用不同的信令协议进行呼叫控制和连接控制,来划分信息和状态机。
  
  呼叫控制必须提供连接之间(在一个多连接呼叫中)的协调,以及多个呼叫方之间(多方呼叫)的协调。为了协调多个连接,需要在网络中进行下列动作。
  
  --所有的连接必须被选路,因此它们可被至少一个协调的(呼叫控制)实体监控;
  
  --呼叫控制关联必须在连接建立之前完成。一个呼叫可在没有任何连接的情况下存在(利用复杂的连接重新整理)。
  
  一个呼叫可分为三个阶段:
  
  建立:在该阶段,在用户和网络之间交换信令消息来协商呼叫特性。在主叫方和网络之间的信令消息的交换被认为是一个输出呼叫。在网络和被叫方之间的信令消息交换被称为一个输入呼叫。
  
  激活:在该阶段,数据可在相关联的连接之间交换,而且呼叫参数也可被修改(例如,在一个点到多点的呼叫中增加新的呼叫方,如果支持该类型的呼叫)。
  
  释放:在该阶段,信令消息在主叫方、被叫方和网络之间交换,以终结该呼叫。一个呼叫可由主叫方或被叫方释放,或通过代理、网络管理来释放。
  
  2.3 呼叫接纳控制功能
  
  呼叫接纳控制是一个策略功能,由一个网络中的呼叫发起者请求,还可以包含与呼叫目的地之间的协作。允许一个呼叫继续下去仅表明该呼叫可继续请求一个或多个连接,而并不意味着其中任何一个连接会成功。呼叫接纳控制也可在其它网络边界调用。
  
  发起呼叫允许功能负责检查是否提供了有效的被叫用户名和参数。根据一个业务级别规范核对业务参数(业务网络运营商和客户之间为某个特定业务而达成的一组参数和价格,表明了业务的范围)。如果需要,这些参数可与发起的用户重新协商。协商的范围由服务级别规范中的策略来确定,该规范来源于服务级别协议(一个网络运营商和一个客户之间的服务合同,定义了他们之间的责任)。
  
  终结呼叫允许功能负责检查被叫方是否有资格接受该呼叫,依据呼叫方和被叫方之间的服务合同。例如,一个呼叫者地址可被屏蔽。
  
  2.4 连接控制功能
  
  连接控制负责控制单个连接,包括以下功能:
  
  连接建立:连接建立的结果是在两个或者多个端点问,建立一条具有特定属性(由用户,策略管理者或者其他OS确定)的连接;
  
  连接释放;
  
  连接状态保持;
  
  连接属性查询;
  
  连接属性修改:连接修改是修改一条已经建立连接的特定连接属性。这项功能允许运营商提供新业务,并使光传送网在提供传统业务的同时,更适合服务于以数据为中心的业务。属性修改应不引起业务或者网络中断。因此不允许修改某些属性,例如编码类型,透明性,逻辑端口标识或者端点。可修改的属性包括:带宽、业务等级、恢复优先级;
  
  恢复:
  
  此外,连接控制应支持一组连接的连接管理。
  
  2.5 连接接纳控制功能
  
  连接接纳控制本质上是一个决定是否有足够资源来接纳一个连接(或在一个呼叫过程中重新协商资源)的过程。对于用户认证和控制对网络资源的接入来说,连接接纳控制(CAC)是必需的。
  
  CAC的执行通常根据本地条件和策略逐链路进行,对一个简单的电路交换网络,这可能简化为是否有可用的空闲资源。相反,对于有许多服务质量参数的分组交换网络如ATM,连接接纳控制需要保证新连接的接纳应与现有连接的服务质量协议一致。否则,连接接纳控制可能拒绝这个连接请求,连接的拒绝可根据能提供的空闲容量、优先权机制或其它策略决议。
  
  连接接纳控制功能应满足以下要求:
  
  连接接纳控制CAC作为控制平面功能的一部分提供。在本规范中,CAC功能的作用是确定下游是否有足够的空闲资源可以允许一条新的连接。
  
  如果有足够的可用资源,CAC可以允许连接请求继续。
  
  如果没有足够的可用资源,CAC将向连接请求的发起者发送适当的通知,指示请求被拒绝。
  
  3 分布式呼叫与连接管理的信令要求
  分布式呼叫连接管理DCM的流程如图1所示:
  
 

  
图1 分布式呼叫连接管理流程图


  
  注:图中的请求代理即用户呼叫控制器。
  
  在呼叫建立之前,业务提供者和请求者之间需要建立合同,内容包括:
  
  --合同ID
  
  --SLA
  
  --描述信息。如请求的策略、认证、安全控制方面的信息。(请求的策略控制所需的信息)
  
  ASON网络内建立连接的性能依赖于一些不同的参数,影响信令性能的因素包括:
  
  用于传送信令消息的数据通信网的容量;
  
  传输网规模(节点和链路数);
  
  一段时间内的呼叫请求总量,包括新呼叫,保护事件和恢复事件;
  
  消息平均长度;
  
  连接种类;
  
  完成呼叫请求的时间;
  
  由于请求操作不成功,网络收到的重试请求所占的百分比;
  
  为了实现鲁棒的消息机制(如超时重传),需要的额外带宽;
  
  同步或异步的消息传输方式;
  
  分布式呼叫与连接管理机制必须提供足够的灵

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