自動交換光網絡ASON之我見

安麗麗

（安徽理工大學，安徽 淮南 232001）

1 引言

自動交換光網絡(ASON)是在市場需求環境下應運而生的新一代光網絡。在ASON中，可實現業務動態連接、動態分配時隙資源，其基本原理是在已有的光網絡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，并對底層網絡進行控制，能夠同時支持不同的技術方案和業務需求，具備高可靠性、可擴展性和有效性等特點。對運營商來說，有了ASON,網絡業務間的調配將變得更加靈活，可以將話音信號、InternetIP業務、ATM信號、數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、數據信號、圖像信號的傳輸，從而實現傳輸網絡的統一。

2 ASON光網絡的發展

在過去網絡光層僅僅是被看作一個簡單的傳輸工具。網絡光層主要功能就是為各個電層設備(像IP路由器、ATM交換設備和SDH數字交叉設備等)提供靜態高容量的連接 (像2.5Gbps, 10Gbps等)，而且這種光傳輸網絡被用于提供帶寬服務PBS（Provisioned Bandwidth Service)。但是對于網絡管理員來說，這是一個既費時又辛苦的工作，它需要耗費大量人工對資源進行配置。在很多情況下，它還需要對光網絡的結構進行重新設計。在傳統光網絡中，"智能"這一概念完全體現在電層上，而光層好比是一些固定的大粗管道，僅僅為數據傳輸提供通道。所以，傳統光網絡的控制平面是通過網絡管理來實現的，這種結構必然會帶來下述一些局限：聯互通困難等等，則往往需要花費大量時間進行聯調和測試。

下一代光傳送網的基本特征是其超大容量，根據目前各種復用技術的發展狀況來看，密集波分復用（DWDM）是擴大網絡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大數十倍甚至數百倍。由于近些年來市場的驅動和技術的突破，波分復用系統得到極為迅速的發展。ASON控制平面的核心是利用信令功能來實現端到端自動連接的建立，它基于通用交換協議(GMPLS)族，其智能化實現的前提是其傳送平面的網元設備具備的全自動時隙交換的功能，即時隙信號可以從網元設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絡發生了巨大的變化，且GMPLS是實現ASON網絡控制面的最佳核心協議。它不僅僅提供了多層次、多廠商的控制平面的互操作，還使光虛擬專用網業務(OVPN)、按需帶寬分配業務(BoD)等多種新類型服務成為了可能。GMPLS和ASON控制平面的出現，使得運營商不必再在網絡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控制平面的出現是光網絡劃時代的技術的進一步演進。

3 ASON網絡關鍵技術

自動交換光網絡技術是能夠自動完成網絡連接的一種新型網絡概念。它順應了業務發展對于傳送網絡的業務支撐能力和豐富性的高需求，突破了傳統人工配置的網絡理念，適應了現代網絡和新業務拓展的需要。自動光交換網絡是由智能光網絡通過將SONET/SDH的功能特性、高效的IP技大容量的DWDM和網絡控制軟件三者融合在一起而形成的。

（1）傳送平面技術

傳送網網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絡管理信息的傳送。ASON通過智能化的網元光節點體現了的傳送平面技術的高度智能化。

（2）管理平面技術

對控制平面和傳送平面的管理是由管理平面來進行的。管理平面在對光傳送網及網元設備提供管理時，也同時實現了網絡操作系統與網元之間更加高效的通信功能。其主要的功能是建立、確認、監視各種光通道，并在需要時對其進行保護和恢復。

（3）控制平面技術

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

4 ASON局限性

（1）ASON的標準有待進一步完善

到目前為止，雖說ASON的標準有很大進展，但是在互聯、互通、網絡的管理以及其管理平面的健壯性等方面還需要進一步的改進。并且由于是多個標準化的組織參與其中，因此相互之間的標準的溝通工作也比較麻煩的一件事情。

（2）ASON的測試設備不夠成熟

設備是否成熟首先要依賴的測試設備是否成熟，目前已經聲稱推出了GMPLS/ASON協議測試的公司，實際上都還沒有任何成熟定型的產品推出，并且受標準不斷更新的影響，也很難在當前拿出實際產品來。

（3）ASON的流量工程、保護/恢復等功能的有效性需進一步加強

運營商對網絡進行運行時，不斷的追求實時的監控能力、優化網絡以及網絡生存性的提高，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過真正大規模網絡現場的測試，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設備中的新技術

（1）擁有40Gbit/s速率光接口

在當代社會各種新興電信業務不斷出現，尤其是在我們的數據業務對網絡帶寬的占用量也越來越大的情況下，使得我們在使網絡變得智能化時，也要考慮網絡寬帶化的問題。一方面，對于應用于ASON的節點設備，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的接口速率已經達到了10Gbit/s，并且這種大容量高端路由器和交換機的出現也大大推動了40G的光接口在ASON的節點設備中的應用。

（2）基于BitSlice的多播嚴格無阻塞交叉矩陣的運用

ASON節點設備傳送平面的核心是交叉矩陣，先進的ASON設備與傳統的SDH/MSTP設備相比，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，比如在交叉容量提升和交叉矩陣多播嚴格無阻塞特性的方面有了很大的改進。

ASON節點設備之所以需要多播嚴格無阻塞、大交叉能力的交叉矩陣主要有以下三方面的原因：第一，ASON是一個基于格狀網絡而構建的，相較于以前的環網結構來說，ASON的節點設備需要更多的光接口，需要更強的業務調度和疏導能力。第二，采用多播嚴格無阻塞交叉矩陣可以明顯提高ASON網絡的恢復時間的性能。在網絡發生故障時，ASON節點設備的交叉連接與傳統的3級CLOS矩陣方式相比要進行內部路由搜索，雖然延長了全網恢復的時間，但是采用多播嚴格無阻塞矩陣則可以更好地支持ASON網絡中的廣播業務。若采用傳統的3級CLOS矩陣方式的重構無阻塞交叉矩陣，在廣播業務達到25%以上的時侯，則會顯示出阻塞特性。

6 ASON市場未來預測

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長途鏈路上容量短缺的問題。運營商不再需要鋪設新的光纖，只需要增加一些波長路數，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營商可迅速滿足用戶對帶寬需求的響應，在網絡流量日益數據化，突發性日益普遍的背景下，對多粒度、動態帶寬的改變以及迅速部署電路的強烈的需求使得ASON顯得日益的重要和普及。

結束語

新一代光網絡技術的發展已是日趨的成熟，并且光網絡正從靜態的、非智能的、需要外控的傳輸的層面向動態的、智能的、自控的傳輸的層面轉變。自動交換光網絡ASON是把IP傳輸網的智能性和WDM光網絡的寬帶寬有機的結合在一起。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傳輸網的智能性，ASON可以很好的跟目前電層面設備進行無接縫連接。因此我們可以說，自動交換光網絡ASON的確是一個成功結合。

[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].

[3]程世盛,翟天喜.ASON技術特點及其在下一代光網絡中的角色探討.信息技術,2007,31(11):70～72,75.

[4]王丹.自動交換光網絡的結構與進展.光通信技術,2006,30(5):22～23.

[5]劉宏宇,潘瑞雪.ASON技術與移動光傳輸網絡.信息通信,2007,20.