陳銳標(biāo)

（廣東南方電信規(guī)劃咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司，廣東 揭陽(yáng) 522031）

一、智能光網(wǎng)絡(luò)ASON產(chǎn)生背景

（一）光傳輸網(wǎng)OTN現(xiàn)狀及性能分析

ASON出現(xiàn)以前，傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)的光層僅僅被看作是一個(gè)簡(jiǎn)單的傳輸工具。它的主要功能就是為各個(gè)電層設(shè)備（例如IP路由器、ATM交換設(shè)備和SDH數(shù)字交叉連接設(shè)備等）提供靜態(tài)高容量的連接，例如2.5Gbps,10Gbps等。這種光傳輸網(wǎng)絡(luò)被用于提供帶寬服務(wù) (PBS:Provisioned Bandwidth Service)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)管理員來說，這是一個(gè)費(fèi)時(shí)且辛苦的工作，它需要耗費(fèi)大量人工進(jìn)行資源的配置。同時(shí)在很多情況下，還需要對(duì)光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

該網(wǎng)絡(luò)大部分采用的都是固定的光鏈路連接模式，對(duì)高速帶寬的指配基本上是靜態(tài)的?，F(xiàn)有的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，光層對(duì)上層業(yè)務(wù)提供靜態(tài)的端到端連接（如圖1中的A、B端連接），這種靜態(tài)連接所形成的網(wǎng)絡(luò)邏輯拓?fù)洳荒芨鶕?jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)分布狀況進(jìn)行調(diào)整，不能滿足可預(yù)見的客戶需求。

圖1 現(xiàn)有光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

這種不足主要體現(xiàn)在：

1）不能快速、高質(zhì)量地為用戶提供各種帶寬服務(wù)與應(yīng)用，滿足不了正在悄然興起的”波長(zhǎng)批發(fā)”、”波長(zhǎng)出租”及”光VPN”等各種增值業(yè)務(wù)的要求。

2）無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)的流量工程控制，現(xiàn)有的光網(wǎng)絡(luò)不能根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以避免擁塞，實(shí)現(xiàn)資源的最佳配置。

3）光網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)和恢復(fù)功能有待加強(qiáng)，如在網(wǎng)絡(luò)失效或發(fā)生故障之后，網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)慢收斂現(xiàn)象，特別是在系統(tǒng)要求手工干預(yù)的情況下，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)要以小時(shí)或者天，甚至星期來計(jì)算。

4）設(shè)備的互操作性和網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性差，不同運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)之間缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口，使得不同網(wǎng)間互聯(lián)復(fù)雜化。

二、智能光網(wǎng)絡(luò)ASON的產(chǎn)生

而近年來，在光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中出現(xiàn)的兩大技術(shù)使電子交換設(shè)備動(dòng)態(tài)向光網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)寬帶寬資源成為了可能，也使人們漸漸看到了光網(wǎng)絡(luò)光明的發(fā)展前景。兩大技術(shù)是：

1）WDM技術(shù)：經(jīng)過多年的廣泛研究，WDM技術(shù)在光網(wǎng)絡(luò)中日趨成熟。

2）全光交叉連接設(shè)備(OXC:Optical Cross Connects)和全光分插復(fù)用設(shè)備(OADM:Optical Add/Drop Multiplexer)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用的程度。

隨著OXC和OADM的發(fā)展，光信號(hào)藉由WDM可以根據(jù)其波長(zhǎng)直接在光網(wǎng)絡(luò)中申請(qǐng)路由，而不需要進(jìn)行光-電-光的轉(zhuǎn)換，這樣便省去了節(jié)點(diǎn)處的電子交換設(shè)備。在此基礎(chǔ)上，效仿IP路由器和ATM交換設(shè)備的工作方式，并考慮到在光網(wǎng)絡(luò)中，路由的選擇與光傳輸距離、備用路由和原路由分集等因素有著直接關(guān)系，對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，使客戶終端可以在任何時(shí)間任何地點(diǎn)動(dòng)態(tài)申請(qǐng)占用或申請(qǐng)撤銷一個(gè)帶寬資源。這種智能光傳輸網(wǎng)絡(luò)被用于提供帶寬服務(wù)(BODS:Bandwidth on Demand Service)。稱這種光傳輸網(wǎng)絡(luò)具有“智能”，是因?yàn)樗昧爽F(xiàn)有Internet網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議 (例如GMPLS:Generalized Multiple ProtocolLabelSwitching 和OSPF:Open Shortest Path First)控制光信息通道的建立和拆除，而不需要人工的參與。

利用波分復(fù)用(WDM)技術(shù)，目前已經(jīng)可以在實(shí)驗(yàn)室中做到單根光纖10Tbps的傳輸速度。很明顯互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳輸流量限制不是由于傳輸線路造成的，而是由于數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)交換時(shí)進(jìn)行光-電-光轉(zhuǎn)換過程中的“電子瓶頸”造成的。歸根結(jié)底，造成這一結(jié)果的原因是在引入了WDM技術(shù)后，光通信帶寬的增長(zhǎng)速度比按照摩爾定律增長(zhǎng)的集成電路規(guī)模的增長(zhǎng)速度要快。 與此同時(shí)，光網(wǎng)絡(luò)的成本結(jié)構(gòu)也在不斷的發(fā)生變化。在過去，WDM技術(shù)出現(xiàn)之前，光網(wǎng)絡(luò)的成本主要集中在光纖、放大器和信號(hào)再生器上，而節(jié)點(diǎn)上電子交換設(shè)備的成本相比之下非常小。但是在WDM技術(shù)出現(xiàn)之后，巨大的傳輸帶寬使傳輸成本大大降低，相比之下節(jié)點(diǎn)上電子交換設(shè)備的成本顯得十分突出。因此，引入節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的全光交換以降低成本就顯得十分必要了。 在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)在絕大多數(shù)情況下是沒有必要的。這是因?yàn)檫@種轉(zhuǎn)換只有當(dāng)光信號(hào)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)時(shí)才有意義（而這只是少數(shù)情況）。對(duì)于絕大多數(shù)情況來說，光信號(hào)只是經(jīng)過這個(gè)節(jié)點(diǎn)，不需要進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。因此在這些節(jié)點(diǎn)采用全光交換不但可以消除光電轉(zhuǎn)換中的“電子瓶頸”，還可以省去很多節(jié)點(diǎn)處的電子交換設(shè)備，降低了節(jié)點(diǎn)上的成本。這就是建設(shè)全光網(wǎng)絡(luò)的初衷。為了實(shí)現(xiàn)全光交換，光網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)必須具有像IP路由器一樣的“智能”，因而我們需要一個(gè)自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON:Automatic Switched Optical Network)。

三、智能光網(wǎng)絡(luò)ASON的體系結(jié)構(gòu)分析

1）ASON網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)按照ITU-T G.8080(G.ason)建議，ASON分為傳送平面、控制平面、管理平面三個(gè)獨(dú)立的層面。最終實(shí)現(xiàn)由業(yè)務(wù)層提出帶寬需求，通過標(biāo)準(zhǔn)的控制面來使傳送層提供動(dòng)態(tài)自動(dòng)的路由，控制面可以通過信令UNI/NNI接口的方式或通過管理系統(tǒng)接口的方式來實(shí)現(xiàn)，而網(wǎng)絡(luò)管理平面將仍然對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行管理。ASON網(wǎng)絡(luò)的控制面就其實(shí)質(zhì)而言，是一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)。也就是說ASON控制面是一個(gè)能實(shí)現(xiàn)對(duì)下層傳送網(wǎng)進(jìn)行控制的IP網(wǎng)。因此，它的結(jié)構(gòu)符合標(biāo)準(zhǔn)IP網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)。控制平面是ASON的核心，主要包括信令協(xié)議、路由協(xié)議和鏈路資源管理等。其中信令協(xié)議用于分布式連接的建立、維護(hù)和拆除等管理；路由協(xié)議為連接的建立提供選路服務(wù)；鏈路資源管理用于鏈路管理，包括控制信道和傳送鏈路的驗(yàn)證和維護(hù)。其中，與底層無(wú)關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)智能光網(wǎng)絡(luò)成為自動(dòng)交換傳送網(wǎng)(ASTN)，底層為光傳送網(wǎng)(OTN)的ASTN稱為ASON。(圖2就是ASON網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)圖)

（圖2 ASON網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)圖）

2)ASON網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)

同傳統(tǒng)的光傳送網(wǎng)OTN相比較，一個(gè)明顯的不同就是控制平面的引入。這一平面的引入給整個(gè)光網(wǎng)絡(luò)帶來了前所未有的變化。基于ASON的下一代光傳送網(wǎng)特點(diǎn)包括：在光層實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)分配；具有端到端網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控保護(hù)、恢復(fù)能力；具有分布式處理功能；與所傳送客戶層信號(hào)的比特率和協(xié)議相獨(dú)立，可支持多種客戶層信號(hào)；實(shí)現(xiàn)了控制平面與傳送平面的相互獨(dú)；實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)網(wǎng)元和光層網(wǎng)元的協(xié)調(diào)控制；與所采用的技術(shù)相獨(dú)立；網(wǎng)元具有智能性，可根據(jù)客戶層信號(hào)的業(yè)務(wù)等級(jí)(CoS)來決定所需要的保護(hù)等級(jí)。ASON還具有大容量光交換能力和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、端對(duì)端電路配置、帶寬動(dòng)態(tài)分配等功能及特點(diǎn)，將大大提高數(shù)據(jù)、電路業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，是新一代智能光傳送網(wǎng)交換傳輸最佳的選擇。

[1]毛東峰.智能光網(wǎng)絡(luò)（ASON）控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)仿真研究.2004，北京郵電大學(xué)：電磁場(chǎng)與微波技術(shù).