基于OTN網絡系統中的ASON應用

司傳倡，龐潤光，周忠禹

（31401部隊110分隊，山東 青島 266011）

移動互聯網時代大數據傳輸加劇了人們對網絡帶寬的需求，傳統的組網方式和交換模式傳輸效率較低，在網絡需求量較大時，不能實現按需分配網絡資源，造成部分網絡資源的不足和浪費。當前處于電網絡過渡到全光網絡的中間時期，在電網絡尚無法完全拋棄的今天，在各大運營商的組網技術中光傳送網（OTN）組網技術也在大量運用。它能彌補WDM系統在性能和監控方面的不足，支持大顆粒的帶寬復用。但是光傳送網僅有傳送和管理兩個平面，需加入控制平面進行科學調度才能使其智能化。自動光交換網絡（ASON）的出現，使光傳送網可根據峰谷流量自動調節，真正實現了智能化、動態化。ASON的出現使得傳送網絡升級的時間大大縮短，可在秒級提供端到端的電路服務，讓運營商能快速獲客并增加利潤。

1 ASON技術原理和應用特點

1.1 ASON技術原理

ASON是智能光網絡標準化的產物，它以傳輸設備作為基本傳輸載體，通過引入由一組通信實體組成的控制平面，完成光傳送網的呼叫和連接控制功能，使其在故障發生時能恢復鏈接。自動交換光網絡將靈活、高效、保護能力和分布式的網管系統融為一體，形成一種以控制軟件為主，具有感知能力和提供按需服務的全新光網絡，使光傳送網具有智能化的特征，對原有的光傳送網起到了顛覆性的改變。ASON是由客戶端或網管控制系統動態發起數據需求，通過軟光技術自動選擇路由通路，并借助于信令控制最終自動實現業務的連接、修改、斷開、保護和發現等操作。

1.2 ASON技術應用特點

自動交換光網絡（ASON）是在光傳送網（OTN）和同步數字序列（SDH）基礎上發展而來。通過其獨有的控制平面來進行連接調度從而達到自動交換。它用物理光纖作為傳輸介質，通過加入控制平面，使其擁有以下幾種優點：

（1）靈活性。根據業務的需求，可快速靈活調度，提供業務所需的帶寬；對于緊急業務，臨時性的活動，可快速進行擴展，業務提供靈活多變，發掘網絡傳送潛能，提高網絡的利用率。允許網絡資源的動態分配，滿足業務增長幅度的不均衡，支持多廠商設備，適用于不同的傳輸技術，能在傳送層快速提供擴容。

（2）可恢復性。在實時的傳送網絡狀態下，可提供網狀網迅速恢復能力，在多個網絡節點失效的情況下，依然能發揮作用，提高了光傳送網絡系統的生存能力和抗災難復原能力，使光傳送網絡系統更加安全可靠。

（3）可定制性。運營商根據不同地區和競爭水平實行不同的服務策略和資費策略，ASON可對光路和電路的優先級進行劃分，提供對應的業務等級協定網絡。根據用戶的需求，提供諸如按需寬帶、動態波長分配、動態路由分配等業務，滿足不同企業客戶的需求。

2 ASON在OTN網絡系統中的應用實例

在自動交換光網絡（ASON）中，主要通過指配型、信令型和混合型三種方式來完成光網絡的連接。目前單純的指配型和信令型連接在運營商的骨干網絡中已不再適用，多采用混合型軟連接的方式來進行城域網絡的搭建。理論上而言ASON網絡光纖維度越多越好，最好在三個方向以上，才能將ASON技術優勢發揮出來，同時要考慮光網絡建設成本和實際需求來估算每個節點的光纖維度。ASON應用于OTN網絡系統中可視業務重要程度提供五類差異化服務，安全級別由低到高依次為：無保護；重路由保護；1+1保護；1+1保護+恢復；永久1+1保護，可以對應運營商的鐵級、銅級、銀級、金級和鉆石級業務級別。等級較低的銅級和鐵級主要應用于臨時需求，而銀級一般為普通客戶，金級則為較重要的企業客戶或者語音專線，鉆石級多為銀行、券商等對于數據保護要求高和實時性高的企業。當然不同的安全級別所需要的成本也不相同，需根據業務的重要程度和成本進行綜合估算加以確定。

2.1 ASON技術在各類OTN組網中的應用

大多數城域網采用分層型傳輸網絡結構，骨干傳輸網通過對應的節點向中介傳輸網傳輸，由運營商的省級骨干網逐級傳遞至地市級和縣區級，每個骨干網中都對應有一至兩個骨干節點，這樣一旦骨干節點出現故障，整個數據傳輸將中斷。省際光傳送網的建設成本很高，光纖路由鏈路的距離遙遠，發生光纜中斷的機率大，對于重要客戶和重要業務應采用永久1+1保護模式，通過備用鏈路的方式保證傳輸不中斷。嘗試在骨干OTN中加入ASON設備，在骨干OTN中組成多個大容量的環，同時使用匯聚層的多個超大容量組環。光傳送網中的骨干節點的ASON設備帶自愈環，在OTN的所有重要節點上推行ASON設備，提升網絡擴容的可能性，再分步將OTN中的環局部拓撲升級為MESH，逐步啟用ASON的保護機制。另一種城域網采用多層型傳輸網絡結構設計，它需要統一設計一個多層型光網絡建模的OTN，是將一體化進程中的部分植入到光層中的計算過程。將客戶的業務需求作為建模的輸入，通過限制得到波長數量來降低OTN的建設成本，使用ASON為每一層分配合適的波長。運用控制平面和管理平面相結合的規劃方法建模，實施流量工程和多層路由，簡化波長和路由的管理，使OTN具有更好的可擴展性。在當前業務流和數據流比較復雜的情況下，聯合規劃法擁有顯著的優勢。

2.2 ASON技術的發展和演進

隨著移動互聯網和5G時代的來臨，數據流量業務對網絡帶寬的占用比例越來越突出，重視OTN網絡智能化的同時也需要注意網路帶寬的問題。40Gbit/s光接口逐漸不能滿足5G時代的要求，對于骨干層OTN網絡中的ASON設備而言，需提供100Gbit/s光接口甚至速率更高的光接口就變得十分必要。現在我國以華為為代表的高端路由器和交換機生產廠家設備的光接口速率逐年提升，使得我國通信行業在5G時代處于了世界領先的位置。由于控制平面的加入，ASON相對于傳統的SDH/MSTP設備而言，提升了傳動平面硬件交叉容量的水平，使其能具有交叉矩陣。這種多播嚴格無阻塞矩陣可以為自動交換光網絡中的廣播業務提供好的支持，使得網絡的疏導能力和業務調度能力得到升華。在完全使用WDM傳輸技術的OTN基礎上，想在城域或局域網內實現ASON技術，可以在光傳送網的長途節點運用OXC設備，通過ASON的信令調度和路由協議的作用，最后通過NNI接口進行連接。在城域網內部還可以運用MSTP設備和鏈路運用UNI接口對接，實現網內端到端的智能網絡管理，減少人為因素的干擾。不同的網絡運營商需要通過標準的NNI或UNI接口進行連接，從而達到之間的ASON互聯互通。通過多年的發展，ASON已經實現了接口和路由協議的標準化，不同廠商的設備不再是信息孤島，通過標準的協議和接口已經能夠互聯互通，不僅使運營商的組網成本降低，還是運營商的設備選型不再有顧慮。

3 結束語

由于升級改造的費用問題，預計ASON在OTN系統中將長期與傳統交換網絡共存。隨著5G建設的力度加大和網絡結構不斷由環狀網向網狀網的過渡，運營商網絡的建設必將更注重網絡資源的合理優化配置。在ASON技術趨于成熟的當下，運用控制平面和DCN對跨運營商、跨廠商設備的OTN網絡進行統一調度，最終實現點到點的光通道形成、保護和恢復機制，解決業務路徑優化、靈活的重路由策略、預置恢復路徑、業務路徑與計算和SLA在線轉換等一系列問題。通過對ASON在OTN網絡系統中的應用能夠發現，ASON技術必將為網絡的運營服務商帶來更多差異化的服務機遇和增值服務的新的利潤增長點，為5G時代的光傳送網帶來新的契機。