自動交換光網(wǎng)絡(luò)ASON之我見

安麗麗

（安徽理工大學(xué)，安徽 淮南 232001）

1 引言

自動交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON)是在市場需求環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生的新一代光網(wǎng)絡(luò)。在ASON中，可實現(xiàn)業(yè)務(wù)動態(tài)連接、動態(tài)分配時隙資源，其基本原理是在已有的光網(wǎng)絡(luò)上增加了一層控制平面，并利用這一控制平面來為用戶建立連接、提供服務(wù)，并對底層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，能夠同時支持不同的技術(shù)方案和業(yè)務(wù)需求，具備高可靠性、可擴(kuò)展性和有效性等特點。對運(yùn)營商來說，有了ASON,網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)間的調(diào)配將變得更加靈活，可以將話音信號、InternetIP業(yè)務(wù)、ATM信號、數(shù)字圖像信號的傳輸融合在一起，也可以在同一傳送平臺提供話音信號、數(shù)據(jù)信號、圖像信號的傳輸，從而實現(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一。

2 ASON光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

在過去網(wǎng)絡(luò)光層僅僅是被看作一個簡單的傳輸工具。網(wǎng)絡(luò)光層主要功能就是為各個電層設(shè)備(像IP路由器、ATM交換設(shè)備和SDH數(shù)字交叉設(shè)備等)提供靜態(tài)高容量的連接 (像2.5Gbps, 10Gbps等)，而且這種光傳輸網(wǎng)絡(luò)被用于提供帶寬服務(wù)PBS（Provisioned Bandwidth Service)。但是對于網(wǎng)絡(luò)管理員來說，這是一個既費(fèi)時又辛苦的工作，它需要耗費(fèi)大量人工對資源進(jìn)行配置。在很多情況下，它還需要對光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計。在傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)中，"智能"這一概念完全體現(xiàn)在電層上，而光層好比是一些固定的大粗管道，僅僅為數(shù)據(jù)傳輸提供通道。所以，傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)的控制平面是通過網(wǎng)絡(luò)管理來實現(xiàn)的，這種結(jié)構(gòu)必然會帶來下述一些局限：聯(lián)互通困難等等，則往往需要花費(fèi)大量時間進(jìn)行聯(lián)調(diào)和測試。

下一代光傳送網(wǎng)的基本特征是其超大容量，根據(jù)目前各種復(fù)用技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r來看，密集波分復(fù)用（DWDM）是擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)容量和提高其靈活性的最有效手段。采用DWDM可以使容量迅速地擴(kuò)大數(shù)十倍甚至數(shù)百倍。由于近些年來市場的驅(qū)動和技術(shù)的突破，波分復(fù)用系統(tǒng)得到極為迅速的發(fā)展。ASON控制平面的核心是利用信令功能來實現(xiàn)端到端自動連接的建立，它基于通用交換協(xié)議(GMPLS)族，其智能化實現(xiàn)的前提是其傳送平面的網(wǎng)元設(shè)備具備的全自動時隙交換的功能，即時隙信號可以從網(wǎng)元設(shè)備的任意入時隙位置交叉到出時隙位置。ASON控制面的引入使光網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了巨大的變化，且GMPLS是實現(xiàn)ASON網(wǎng)絡(luò)控制面的最佳核心協(xié)議。它不僅僅提供了多層次、多廠商的控制平面的互操作，還使光虛擬專用網(wǎng)業(yè)務(wù)(OVPN)、按需帶寬分配業(yè)務(wù)(BoD)等多種新類型服務(wù)成為了可能。GMPLS和ASON控制平面的出現(xiàn)，使得運(yùn)營商不必再在網(wǎng)絡(luò)鏈路資源管理方面投入巨大的人力和財力。由此可見，GMPLS和ASON控制平面的出現(xiàn)是光網(wǎng)絡(luò)劃時代的技術(shù)的進(jìn)一步演進(jìn)。

3 ASON網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)

自動交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是能夠自動完成網(wǎng)絡(luò)連接的一種新型網(wǎng)絡(luò)概念。它順應(yīng)了業(yè)務(wù)發(fā)展對于傳送網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)支撐能力和豐富性的高需求，突破了傳統(tǒng)人工配置的網(wǎng)絡(luò)理念，適應(yīng)了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和新業(yè)務(wù)拓展的需要。自動光交換網(wǎng)絡(luò)是由智能光網(wǎng)絡(luò)通過將SONET/SDH的功能特性、高效的IP技大容量的DWDM和網(wǎng)絡(luò)控制軟件三者融合在一起而形成的。

（1）傳送平面技術(shù)

傳送網(wǎng)網(wǎng)元之間相互組成了傳送平面，其主要功能是建立/刪除、交換和傳送連接等，并為用戶提供從一個端點到另一個端點的單向或者雙向信息傳輸以及控制信息和網(wǎng)絡(luò)管理信息的傳送。ASON通過智能化的網(wǎng)元光節(jié)點體現(xiàn)了的傳送平面技術(shù)的高度智能化。

（2）管理平面技術(shù)

對控制平面和傳送平面的管理是由管理平面來進(jìn)行的。管理平面在對光傳送網(wǎng)及網(wǎng)元設(shè)備提供管理時，也同時實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與網(wǎng)元之間更加高效的通信功能。其主要的功能是建立、確認(rèn)、監(jiān)視各種光通道，并在需要時對其進(jìn)行保護(hù)和恢復(fù)。

（3）控制平面技術(shù)

ASON主要的基本功能和核心功能是由控制平面來實現(xiàn)的。ASON控制平面包含了很多關(guān)鍵技術(shù)，其中有信令、路由和呼叫、連接的控制、網(wǎng)絡(luò)的生存性、接口等技術(shù)。控制平面中各個功能塊之間的相互通信是通過標(biāo)準(zhǔn)的接口信令方式來實現(xiàn)的。這一些標(biāo)準(zhǔn)的接口是由跨越實體間信息流來規(guī)定的，并代表了控制平面實體間的邏輯關(guān)系。由此可見，ASON具體實施的關(guān)鍵是對各種接口的定義以及具體的各個接口之間的協(xié)議方案。

4 ASON局限性

（1）ASON的標(biāo)準(zhǔn)有待進(jìn)一步完善

到目前為止，雖說ASON的標(biāo)準(zhǔn)有很大進(jìn)展，但是在互聯(lián)、互通、網(wǎng)絡(luò)的管理以及其管理平面的健壯性等方面還需要進(jìn)一步的改進(jìn)。并且由于是多個標(biāo)準(zhǔn)化的組織參與其中，因此相互之間的標(biāo)準(zhǔn)的溝通工作也比較麻煩的一件事情。

（2）ASON的測試設(shè)備不夠成熟

設(shè)備是否成熟首先要依賴的測試設(shè)備是否成熟，目前已經(jīng)聲稱推出了GMPLS/ASON協(xié)議測試的公司，實際上都還沒有任何成熟定型的產(chǎn)品推出，并且受標(biāo)準(zhǔn)不斷更新的影響，也很難在當(dāng)前拿出實際產(chǎn)品來。

（3）ASON的流量工程、保護(hù)/恢復(fù)等功能的有效性需進(jìn)一步加強(qiáng)

運(yùn)營商對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行運(yùn)行時，不斷的追求實時的監(jiān)控能力、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)以及網(wǎng)絡(luò)生存性的提高，聲稱ASON可以解決這一些的問題，但是其真實有效性還沒有經(jīng)過真正大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場的測試，究竟是徹底解決問題還是僅僅的是減輕了問題暫時還沒有定論。

5 ASON設(shè)備中的新技術(shù)

（1）擁有40Gbit/s速率光接口

在當(dāng)代社會各種新興電信業(yè)務(wù)不斷出現(xiàn)，尤其是在我們的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用量也越來越大的情況下，使得我們在使網(wǎng)絡(luò)變得智能化時，也要考慮網(wǎng)絡(luò)寬帶化的問題。一方面，對于應(yīng)用于ASON的節(jié)點設(shè)備，能夠提供40Gbit/s速率的光接口是非常有必要的。另一方面，許多高端路由器和交換機(jī)的接口速率已經(jīng)達(dá)到了10Gbit/s，并且這種大容量高端路由器和交換機(jī)的出現(xiàn)也大大推動了40G的光接口在ASON的節(jié)點設(shè)備中的應(yīng)用。

（2）基于BitSlice的多播嚴(yán)格無阻塞交叉矩陣的運(yùn)用

ASON節(jié)點設(shè)備傳送平面的核心是交叉矩陣，先進(jìn)的ASON設(shè)備與傳統(tǒng)的SDH/MSTP設(shè)備相比，除了增加了控制平面外，在傳送平面硬件方面也有了部分的改進(jìn)，比如在交叉容量提升和交叉矩陣多播嚴(yán)格無阻塞特性的方面有了很大的改進(jìn)。

ASON節(jié)點設(shè)備之所以需要多播嚴(yán)格無阻塞、大交叉能力的交叉矩陣主要有以下三方面的原因：第一，ASON是一個基于格狀網(wǎng)絡(luò)而構(gòu)建的，相較于以前的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)來說，ASON的節(jié)點設(shè)備需要更多的光接口，需要更強(qiáng)的業(yè)務(wù)調(diào)度和疏導(dǎo)能力。第二，采用多播嚴(yán)格無阻塞交叉矩陣可以明顯提高ASON網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)時間的性能。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，ASON節(jié)點設(shè)備的交叉連接與傳統(tǒng)的3級CLOS矩陣方式相比要進(jìn)行內(nèi)部路由搜索，雖然延長了全網(wǎng)恢復(fù)的時間，但是采用多播嚴(yán)格無阻塞矩陣則可以更好地支持ASON網(wǎng)絡(luò)中的廣播業(yè)務(wù)。若采用傳統(tǒng)的3級CLOS矩陣方式的重構(gòu)無阻塞交叉矩陣，在廣播業(yè)務(wù)達(dá)到25%以上的時侯，則會顯示出阻塞特性。

6 ASON市場未來預(yù)測

在提出ASON以前，DWDM是用滿足Gilder定律的方式，以每六個月翻一番的增長趨勢來極大地改善了骨干網(wǎng)長途鏈路上容量短缺的問題。運(yùn)營商不再需要鋪設(shè)新的光纖，只需要增加一些波長路數(shù)，就可以充分滿足巨量帶寬需求，但是帶寬的極大豐富并不意味著運(yùn)營商可迅速滿足用戶對帶寬需求的響應(yīng)，在網(wǎng)絡(luò)流量日益數(shù)據(jù)化，突發(fā)性日益普遍的背景下，對多粒度、動態(tài)帶寬的改變以及迅速部署電路的強(qiáng)烈的需求使得ASON顯得日益的重要和普及。

結(jié)束語

新一代光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展已是日趨的成熟，并且光網(wǎng)絡(luò)正從靜態(tài)的、非智能的、需要外控的傳輸?shù)膶用嫦騽討B(tài)的、智能的、自控的傳輸?shù)膶用孓D(zhuǎn)變。自動交換光網(wǎng)絡(luò)ASON是把IP傳輸網(wǎng)的智能性和WDM光網(wǎng)絡(luò)的寬帶寬有機(jī)的結(jié)合在一起。通過WDM寬帶寬，ASON可以提供非常巨大的傳輸容量，同時將單位比特信息的傳輸成本大大的降低。通過IP傳輸網(wǎng)的智能性，ASON可以很好的跟目前電層面設(shè)備進(jìn)行無接縫連接。因此我們可以說，自動交換光網(wǎng)絡(luò)ASON的確是一個成功結(jié)合。

[1]ITU-T Recommendation G.807.RequirementsforAutomatica11y Switched Transport Networks(ASTN)[S].

[2]ITU-T Recommendation G.8080/Y.1304-2001,Architecture for the automatic switched optica1 networks(ASON)[S].

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