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ASON演进基本策略研究

　　摘要：ASON是构建下一代光网络的核心技术之一，其在传送网上的引入已经成为必然趋势，所以现阶段如何经济、有效地引进和构建ASON成为通信界普遍关注的焦点。本文在给出未来ASON网络模型的基础上对现网向ASON过渡的策略、方法进行了深入的讨论和分析，最后对于向ASON的过渡实施给出了一些建议。

　　O、引言

　　近年来，随着视频、多媒体、数据业务的快速发展，原本以语音为对象而设计的传输网络已经不能更好地满足业务发展的需求。另一方面，从运营商的角度考虑，现阶段的业务增长并没有带来相应的利润回报。所有这些都促使运营商考虑降低网络运营成本，提供更多的增值服务。基于这些考虑，一种能够适应数据业务的不确定性和不可预见性，同时也可以降低网络管理、维护成本的网络概念—自动交换传送网（ASTN）应运而生[1]。ASTN是一种能够自动完成网络连接、光网络带宽，能实时、动态分配的新型网络。其中以光传送网（OTN）[2]为基础的ASTN又称为自动交换光网络（ASON），其代表了ASTN的发展方向，近期成为了业界关注的热点。

　　看到ASON诱人前景的同时，我们也应该注意到ASON的完善和实现并非一朝一夕可以完成的，它需要人们不断的研究和探索，如同软交换、3G/超3G、IPv6等这些技术的广泛应用一样。所以受到业务驱动和运营商盈利等方面的影响，在达到比较理想的网络结构以前，ASON要经历一段时期的过渡阶段[3]。如何向ASON成功演进，这不仅成为现阶段ASON功能实现的着眼点，更是运营商致胜的关键。这种情况下，建议运营商应根据自己的发展计划，产品的成熟程度，财力计划，在引入ASON时采取不同的策略，经济、有效地切入ASON的轨道。

　　在探讨ASON演进策略之前，有必要先了解一下现阶段或未来ASON的网络演进结构。

　　1、网络演进结构

　　ASON将使业务层和光传送层实现融合，对其最终要实现的网络模型和演进结构，主要有两个网络模型，即重迭模型和对等模型。随着讨论的深入，人们开始建立第三种网络模型，即混合模型，它融合了前两个模型，是一种可以作为过渡的中间解决方案。

　　1.1　重迭模型

　　重迭模型又称客户—服务者模型，是由光互联论坛（OIF）和ITU等国际标准组织所提倡的网络模型。在这个模型中IP业务层和光层是完全独立的两层，这两个层面拥有各自独立的控制面，它们通过一个公共的用户网络接口协议来完成互联，而边缘客户层设备和核心网络层设备之间不交换网络内部信息（例如光网络拓扑信息等），实施独立选路。由客户层设备提出传输带宽请求，光层如果有容量，连接将被建立。

　　重迭模型将业务层和光网络层功能分隔得比较明晰、简单，为光层未来支持多业务信号（不仅限于IP路由器）奠定了基础。同时，通过UNI协议完成连接请求，屏蔽运营商光网络的拓扑细节，这也符合运营商实际运营需要。另外，这个模型可以实现两层各自发展互不制约，且允许子网分割，为运营商充分利用现有资源和未来引入新技术铺平了道路。

　　这种模型的缺点是为了实现数据转发，需要在边缘设备间建立点到点的网状连接，即存在N2问题，限制了容许联网的边缘客户层设备数量，导致扩展性受限。这种模型还会引入附加的集成复杂性和运行成本。

　　目前这种模型最适合那些传统的已具有大量SDH网络基础设施而同时又需要支持分组化数据的网络运营商。

　　1.2　对等模型

　　对等模型又称集成模型，是由IETF提出的网络结构。在这个模型中，IP业务层和光网络层是对等的，即在两个层面上运行同一个路由协议，采用统一集成的控制面，即我们前面所提到的GMPLS技术，这是对传统的MPLS和MPlambdaS的路由、SP?column=news&key=信令 target=_blank

　　然而，对等模型也有相应的缺陷。首先采用这种模型时光网络层只能支持单一的客户业务，难以支持其他业务，失去了对业务的透明性，这对多数运营商并不适合。其次，为了实现路由器对光传送层的全面控制，必须对客户层开放光传送层的网络拓扑等细节，从而无法保持光网络拥有者的秘密和知识产权，这在多数情况下是行不通的。网络运营者绝不会对所有客户开放光传送层的网络拓扑等细节信息的。最后，这种模型必须在IP和光传送层之间有大量的状态和控制信息需要交换，从标准化的角度较难实现光传送层的互操作性。

　　这种模型较适合那些新兴的同时拥有光网络和IP网的ISP运营商，从长远看，也适合于传统的电信运营商。

　　1.3　混合模型

　　可以说，重迭模型是对等模型的功能子集，只要将对等模型中交换的路由拓扑信息屏蔽，同时保持其信令功能就可以实现重迭模型。因此，可以说两者在本质上是一致的。混合模型的出现即是要将两个模型进行有机的结合。这种模型采纳了重迭模型模型的独立客户层和光传送层控制面的作法，允许层间交换有限的路由信息，例如允许网络边界上的光交换机与边界上的客户层设备交换总的路由信息概要。在这种模型中，运营商可以对自己内部的IP网和光网络采取对等模型构建，而对于要连接的其它运营商网络和其他客户层信号可以采用重迭模型来构建。

　　总的来看，重叠模型与现在各种网络非常相似，传输网内部采用的技术可以独立演进，而不会对客户层网络造成比较大的影响，是目前比较现实可靠的选择。而后网络结构会经过混合模型最后实现向对等结构的演进，当然这里所说的网络演进过程并不针对新建网络。

　　2、网络演进策略

　　SDH作为一种成熟而严密的技术，目前已经成为世界各国骨干网的主要传送技术。而我国也从1995年开始在干线网上全面采用SDH网络，迄今为止，中国SDH传输网已经成为支持全球最多电话用户的基础网络。目前，各运营商的城域传输网也大都采用SDH体制。引入ASON以后，ASON可通过支持部分网络的非智能化，从而实现网络的平滑演进。现阶段，要部署ASON网络基本上有两种方案：一种是在现有网络技术之上引入ASON控制平面，利用现有的传送网络来承载ASON业务；另外一种是从传送平面起，建设全新的ASON网络。前一种方案主要用于扩容改造，适用于那些已有低层网络基础设施的运营商；后一种方案主要适用于新兴运营商的网络建设。不同的方案，需要考虑不同的问题，采取不同的方法。不管那一种方案，就现阶段而言，ASON的功能不可能全部被应用，要根据ASON技术发展的情况，结合业务发展的需要，因地制宜地使用ASON技术。考虑到ASON技术的发展需要有一个逐步成熟、各项功能有一个逐步完善的过程，实际使用ASON技术时，可根据业务发展和网络建设的需要，逐步增加ASON技术的各种功能。运营商也可以根据不同区域、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，待域间路由协议成熟后再在域间引入路由选择机制。

　　ASON被提出之初，通常认为智能应该采用分布式方式来实现，但随着网络的逐步发展，业界普遍认为向ASON演进宜采用先集中后分布的发展策略。特别是在考虑目前网络的现状和演进策略时，先采用集中智能系统，待分布式智能技术（例如GMPLS信令）和设备成熟和标准化后，再逐步在网络中引入。这种方式带来的直接好处是为兼容现有网络提供了可能，能够帮助运营商通过一个最经济有效、灵活先进和安全稳妥的方式向最终实现智能光网络挺进。

　　首先在现有网络中引入ASON集中控制系统，向外提供标准的UNI，实现流量工程和带宽按需自动配置。图1显示了第一步实现的网络体系结构。可以在现有光传输网的层面选择几个核心大节点配置大型交叉连接系统，这种方式可以首先屏蔽现有网络的多厂商环境，构建一个基于网格状网的灵活、强大的智能核心层，或保持现有传输网不做变动。通过在集中的管理系统上配置智能控制系统，借助其所提供的标准UNI，可实现与数据业务层的自动互联，构建重迭结构的ASON。这种方式的主要好处是：1）能够兼容现有SDH网络；2）投资少，见效快，引入流量控制机制后，估计可以节省30%的网络成本；3）标准化程度高，风险较低，也符合现有运营体制；4）可以提供丰富多彩的智能光网络业务，实现对波长或子波长的动态带宽配置，同时可以实现带宽自动按需配置。

图1　现网向ASON演进第一步

　　尽管这种方案还没有全面解决多厂商互联的问题，但UNI接口信令也为多厂商、多运营商环境下的互操作提供了可能。

　　其次待ASON技术，特别是NNI信令协议最终实现标准化，例如GMPLS等技术的进一步成熟，可以在网络中建立信令机制，这样一来带宽配置的工作可以最终由信令网来实现。但对于现存网络的带宽配置仍可以继续由集中控制系统来实现。可以说，未来两种方式将并存，只有这样才可能保证全网的端到端配置。如果最终全网实现了GMPLS，网管系统将演变成网络资源的管理监控系统和业务的政策服务器，提供诸如网络性能，故障处理和资源监控等功能，将继续在未来光网络中发挥必不可少的重要作用。图2显示了这一演进情况。

图2　现网向ASON演进第二步

　　从设备层面来讲，也可以这样去描述这种演进过程：例如在完全采用WDM传输技术的光传输网中，首先在长途节点使用OEO交换技术的OXC设备，并采用ASON的信令、路由协议和NNI接口，在域内实现ASON的功能；然后在城域网范围内，采用具有UNI接口的多业务传输平台（MSTP）或OXC设备，以便使MSTP或OXC设备可以通过UNI接口，实现端对端智能管理；最后在全网的网络管理层面，全面采用ASON的信令、路由协议、NNI接口和功能，使用NNI或UNI接口使得不同运营商的ASON实现互通。

　　3、向ASON网络过渡需要注意的问题

　　3.1　容量规划全局性

　　传统的网络规划方法一般根据点到点的业务量需求进行通路组织，当业务量达到一定界限时将考虑扩容。然而对于逐渐向ASON过渡的网络来讲，规划会越来越注重全局性，从全网的角度来组织通路。通过网络分析，根据网络瓶颈和业务演进目标提出增加传输容量的建议。扩容量的选取不但要考虑现阶段业务实现的需要，也要考虑业务保护和未来网络扩展性的需求。

　　3.2　与旧网兼容性

　　网络性能是网络升级的主要依据，所以在进行网络规划之前必须对现有网络进行详细的网络性能评估。需要对网络的负载强度，尤其是一些重要节点设备的工作状态有比较确切的了解。对于要向ASON过渡的现有网络而言，在进行网络规划之前，必须确定网络中的哪些物理位置有必要部署ASON节点。一般而言，我们将首先考虑在核心节点部署ASON节点，并且必须考虑ASON节点和普通WDM节点的互联互通问题。有的网络在引入ASON设备后，并不是马上开通其智能化功能，而是等到业务达到一定规模后再将传输设备升级至真正的ASON设备。在这种情况下，一定要事先对ASON设备进行全面的测试，包括设备的稳定性和对传统SDH设备的兼容性。以城域网为例，在核心层部署的ASON设备（包括其智能化部分）必须能够兼容下面汇聚层和接入层的传统SDH设备或ASON设备。对于核心层退下来的设备可以考虑移到网络边缘层使用，以提高使用效率，降低网改成本。

　　3.3　设备选择

　　目前，ASON的基本协议已经成熟，不成熟的协议主要影响不同厂商设备之间的互联和互通。所以现阶段，无论对于新建的还是在原有网络基础上改进的ASON都要尽量采用统一厂家的设备进行组网。如今，一些先行的设备制造商已推出全套的智能光网络产品，利用单厂家ASON设备组网的时机已经比较成熟。随着标准化进程的发展以及ASON在全国的大范围应用，各厂家设备之间以及本地传输网与长途传输网之间可以顺利互联和衔接。

　　3.4　借助软件实现网络规划

　　对于ASON，即使功能非常完备，但也不是解决所有的问题。ASON只能在一定范围内开展智能控制功能。举例来说，在一个S-DXC和WDM并存的网络中，如果WDM层面是点到点和环形组网，没有ASON功能，再加上纯物理光纤层面没有开销字节支持，支持不了自动发现功能，自动发现功能只能在S-DXC层面实现，所以整体网络资源分配需要网络规划来进行，不管是依靠人工还是软件；还有，物理光纤的分布、网络拓扑结构的划分、ASON中的管理域／控制域划分、ASON和非ASON的划分等等，都需要网络规划工具来配合进行。所以没有成熟的网络规划的软件，ASON网络的构建以及业务的开展都将受到很大程度的制约。

　　4、结束语

　　ASON代表了下一代光网络的发展方向，尽管其在现阶段的应用中还受到标准化、产品成熟度等方面的限制，但现网向ASON的过渡已成为必然的趋势。对于如何实现现网向ASON的平滑过渡和演进，本文推荐采用先引入ASON集中控制（网管系统），待诸多新技术成熟稳定后再逐步实现分布式智能的策略。这种策略可以使运营商最大限度地减少初期投资成本，比较迅速和安全稳妥地实现向ASON演进，从而在竞争中取得优势。

　　参考文献：

　　[1]　ITU-T“Architecture for the Automatically Switched 0ptical　Network　(ASON)”2001.11

　　[2]　ITU-T“Architecture of Optical Transport Networks (0TN)”1999.2

作者：杨广强　