論ASON技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)踐：上海電信建成全球最大智能光網(wǎng)絡(luò)

張 軍

（中國電信股份有限公司上海分公司 上海 200121）

1 SDH網(wǎng)絡(luò)的演變和存在的問題

從1995年起，隨著SDH技術(shù)的成熟，北京、上海、泉州等本地網(wǎng)陸續(xù)開始建設(shè)SDH網(wǎng)絡(luò)?？v觀SDH網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，主要經(jīng)歷了3個(gè)階段。

1.1 第一階段（1995－2000年）

基于當(dāng)時(shí)的SDH技術(shù)水平，本地中繼傳輸網(wǎng)中的骨干層主要采用的2.5 Gbit/s SDH二纖（或4纖）雙向復(fù)用段保護(hù)自愈環(huán)，區(qū)域?qū)樱ㄓ址Q匯聚層）早期采用的是622 Mbit/s單纖通道保護(hù)自愈環(huán)，后期采用了622 Mbit/s二纖（或4纖）雙向復(fù)用段保護(hù)自愈環(huán)。上海當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

第一階段中的SDH環(huán)間電路調(diào)度是個(gè)大難題，當(dāng)時(shí)主要采用的是2 Mbit/s背靠背連接和STM-1連接兩種。2 Mbit/s背靠背連接，需要配置大量的2/155 Mbit/s終端復(fù)用設(shè)備和DDF，既過度地占用機(jī)房和電源資源，又要花費(fèi)大量的人工去現(xiàn)場(chǎng)跳接2 Mbit/s電路，效率很低。環(huán)間采用STM-1連接，雖然解決了2 Mbit/s背靠背連接帶來的資源浪費(fèi)和效率低的問題，但又產(chǎn)生了新的矛盾，由于電路需求事先不清楚，低階交叉矩陣容量小、STM-1端口密度不高等原因，很難規(guī)劃好環(huán)間的STM-1連接，造成了電路配置不靈活、時(shí)隙占用率低等問題。

1.2 第二階段（2001-2005年）

20世紀(jì)90年代末，朗訊推出了容量為512個(gè)VC-4的DXC4/4/1設(shè)備，為了解決環(huán)間電路間的靈活調(diào)度，提高資源利用率，中國電信股份有限公司上海分公司（以下簡(jiǎn)稱上海電信）引入了WaveStar DXC4/4/1設(shè)備，作為在骨干節(jié)點(diǎn)上環(huán)間連接的樞紐設(shè)備，而此時(shí)的骨干層主要采用的是10 Gbit/s二纖（或4纖）雙向復(fù)用段保護(hù)自愈環(huán)，區(qū)域?qū)又饕捎玫氖?.5 Gbit/s二纖雙向復(fù)用段保護(hù)自愈環(huán)。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

第二階段的SDH網(wǎng)絡(luò)中，環(huán)間電路調(diào)度主要以STM-1/STM-16接口方式通過DXC4/4/1來作電路的歸并和疏導(dǎo)，從而徹底解決了第一階段SDH環(huán)間電路調(diào)度中暴露的一系列問題。但隨著SDH技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，業(yè)務(wù)的不斷增長(zhǎng)，第二階段網(wǎng)絡(luò)包括SDH技術(shù)本身存在的一些問題也開始顯現(xiàn)出來，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.2.1 骨干節(jié)點(diǎn)單點(diǎn)失效問題

隨著SDH網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，電路量的急劇增加，8個(gè)骨干節(jié)點(diǎn)中的DXC設(shè)備的端口占用率均超過了80%。由于所有的電路都要經(jīng)過DXC設(shè)備，一旦某套DXC設(shè)備故障引起該節(jié)點(diǎn)癱瘓，全網(wǎng)平均將中斷1/8的電路，風(fēng)險(xiǎn)極大。同時(shí)，隨著DXC設(shè)備運(yùn)營年限的增長(zhǎng)，板卡故障率開始上升，而廠家的技術(shù)支撐能力逐步開始減弱，網(wǎng)絡(luò)安全隱患十分嚴(yán)重。

1.2.2 SDH技術(shù)本身存在的一些問題

（1）工程建設(shè)周期長(zhǎng)

SDH采用的是環(huán)網(wǎng)技術(shù)，因此工程建設(shè)中需要按SDH環(huán)來建設(shè)和驗(yàn)收，如果一個(gè)環(huán)上的某個(gè)節(jié)點(diǎn)存在機(jī)房資源不足需要拆除老設(shè)備、電力資源和光纖資源不夠需要擴(kuò)容等問題，勢(shì)必將影響整個(gè)SDH環(huán)的建設(shè)和驗(yàn)收進(jìn)度。從上海SDH環(huán)網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)來看，從項(xiàng)目立項(xiàng)開始到工程驗(yàn)收，至少需要大半年的時(shí)間。

（2）開環(huán)加節(jié)點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)大

上海是一個(gè)特大型本地網(wǎng)絡(luò)，組成該本地中繼傳輸網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)有二三百個(gè)（還不包括接入節(jié)點(diǎn)），除內(nèi)部電路需求可以事先規(guī)劃和預(yù)測(cè)外，大量的大客戶電路無法預(yù)知。因此，一旦現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源無法滿足用戶的急切需求時(shí)，往往采用的是開環(huán)加節(jié)點(diǎn)的方式。不中斷業(yè)務(wù)的開環(huán)加節(jié)點(diǎn)的條件：摸清該SDH環(huán)中的詳細(xì)業(yè)務(wù)，做好詳細(xì)的加節(jié)點(diǎn)方案；規(guī)范化所有的操作步驟，并嚴(yán)格執(zhí)行；做好應(yīng)急預(yù)案，并預(yù)先通知好相關(guān)業(yè)務(wù)部門和客戶，做好配合準(zhǔn)備；所有的加節(jié)點(diǎn)工作都是夜間12點(diǎn)以后實(shí)施。上海電信歷史上做過幾十起開環(huán)加節(jié)點(diǎn)的工作，雖然從未出現(xiàn)過中斷業(yè)務(wù)的情況，但工程部門、運(yùn)維部門、業(yè)務(wù)配合部門怨聲載道，對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和技術(shù)決策部門帶來很大的壓力。

（3）帶寬利用率低、差異化服務(wù)能力差

SDH環(huán)網(wǎng)技術(shù)中還存在著一個(gè)致命的缺點(diǎn)，那就是無論是什么業(yè)務(wù)，永遠(yuǎn)都有一半時(shí)隙是拿出來作保護(hù)的，針對(duì)大客戶需求，無法實(shí)現(xiàn)差異化服務(wù)。2004年，上海電信在解讀ITU-T的G.841技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，曾采用該標(biāo)準(zhǔn)第6.1節(jié)中規(guī)定的NUT Chanel技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了端到端的抵抗鏈路和當(dāng)中節(jié)點(diǎn)故障的業(yè)務(wù)保護(hù)，即對(duì)于重要客戶，在2.5 Gbit/s環(huán)中拿出2個(gè)VC-4通道，不參與復(fù)用段保護(hù)倒換，而采用SNCP保護(hù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)端到端的SNCP保護(hù)，避免了在復(fù)用段層和子網(wǎng)連接層重復(fù)保護(hù)的問題，節(jié)省了帶寬資源，但需增加環(huán)間連接的端口數(shù)量。后來由于部分廠商不支持NUT Chanel技術(shù)，因而未全面推廣，只是做了部分試點(diǎn)。雖然從試點(diǎn)的效果來看還是不錯(cuò)的，但從根本上沒能改變SDH本身差異化服務(wù)能力不足的問題。

（4）人工配置電路效率低，業(yè)務(wù)響應(yīng)速度慢

SDH電路采取人工配置方法，由資源部門按照業(yè)務(wù)需求，根據(jù)SDH網(wǎng)絡(luò)資源情況調(diào)度全程路由施工單，網(wǎng)控部門則根據(jù)工單配置開通電路。這一過程往往消耗大量人力資源，同時(shí)開通效率低、差錯(cuò)率高、響應(yīng)用戶業(yè)務(wù)需求較慢。上海電信歷史上的軟交換電路割接和PHS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，在傳輸資源調(diào)度和開通環(huán)節(jié)上，耗費(fèi)了大量的人力和財(cái)力，工程進(jìn)展緩慢，其中的傳輸資源調(diào)度成為工程建設(shè)的瓶頸。

1.3 第3階段（2005年至今）

SDH技術(shù)是一個(gè)非常好的技術(shù)，解決了以前PDH技術(shù)時(shí)代，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、網(wǎng)絡(luò)互通性差、傳輸容量低、管理和自愈保護(hù)能力弱等問題。但同時(shí)通過上述分析，也看到了SDH技術(shù)本身尚有許多不完美的地方。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和業(yè)務(wù)需求的不斷變化，需要考慮和引入新的技術(shù)——ASON技術(shù)，來進(jìn)一步完善SDH網(wǎng)絡(luò)，節(jié)省成本，提高網(wǎng)絡(luò)利用率和差異化服務(wù)能力，加快業(yè)務(wù)響應(yīng)速度，從而增強(qiáng)企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力。

從2005年起，上海電信就在研究和考慮ASON技術(shù)的引入和應(yīng)用，并在現(xiàn)網(wǎng)中開展了試點(diǎn)，包括從SDH環(huán)網(wǎng)平滑升級(jí)到ASON的試點(diǎn)等。2008年上海電信與某一設(shè)備供應(yīng)商合作，建成單ASON域能力為150個(gè)網(wǎng)元的ASON，2010年，上海電信通過擴(kuò)容、改造、升級(jí)等措施，將原先的單ASON域能力由原來的150個(gè)網(wǎng)元升級(jí)到350個(gè)網(wǎng)元，目前實(shí)際部署236個(gè)網(wǎng)元，成為全球最大的單域ASON。

2 ASON技術(shù)特點(diǎn)分析

早在2000年，ITU-T組織就提出了ASON技術(shù)，亦稱智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并逐步規(guī)范和完善了該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。ASON是光傳輸網(wǎng)技術(shù)發(fā)展過程中的一個(gè)重大突破，它最大的特征是在原有的傳輸網(wǎng)中的傳送平面、管理平面基礎(chǔ)上，引入了獨(dú)立的智能控制平面（通常采用分布式），并利用這一平面實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥詣?dòng)發(fā)現(xiàn)、呼叫和連接控制管理、業(yè)務(wù)保護(hù)和恢復(fù)（重路由）等功能。與傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比，ASON技術(shù)具有以下一些優(yōu)點(diǎn)。

（1）網(wǎng)絡(luò)生存性大大提高

在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)具有的保護(hù)能力基礎(chǔ)上，增加了動(dòng)態(tài)路由恢復(fù)功能，結(jié)合Mesh狀的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，當(dāng)主用路由中斷，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)只要有可達(dá)路徑，控制平面會(huì)自動(dòng)計(jì)算出一條業(yè)務(wù)恢復(fù)路由，大大增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的生存性。尤其是可以解決骨干節(jié)點(diǎn)DXC設(shè)備故障而引起的網(wǎng)絡(luò)癱瘓隱患。

（2）提供了SLA差異化服務(wù)能力

ASON對(duì)不同等級(jí)的客戶可以提供不同的保護(hù)、恢復(fù)方式，為客戶提供差異化的、可選擇的服務(wù)。如在ASON域內(nèi)可以根據(jù)客戶需求提供永久“1＋1”保護(hù)、重或不重路由“1＋1”保護(hù)、重路由恢復(fù)等策略。

（3）資源利用率大大提高

SDH網(wǎng)絡(luò)采用的是環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)，其中有50%的帶寬是永遠(yuǎn)用作保護(hù)的。而ASON增加了恢復(fù)功能，其備用路由可以相互共享，從而節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源。并且在Mesh組網(wǎng)結(jié)構(gòu)下，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B通維度越多，資源利用率就越高，從而進(jìn)一步降低了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營成本。

（4）工程擴(kuò)容周期明顯縮短

ASON控制平面具有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥詣?dòng)發(fā)現(xiàn)功能，只要新裝設(shè)備與鄰近網(wǎng)元的光纖連接后，該網(wǎng)元通過OSPF協(xié)議能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)控制鏈路并把自己的控制鏈路向全網(wǎng)泛洪；每個(gè)網(wǎng)元都得到全網(wǎng)的控制鏈路信息，也就得到全網(wǎng)的控制拓?fù)?，從而徹底改變了SDH環(huán)形網(wǎng)絡(luò)建設(shè)周期長(zhǎng)的問題。2009年初，在Ev-Do基站建設(shè)中，上海電信正是采用了ASON+MSAP傳輸網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容解決方案，為2個(gè)月內(nèi)完成2 000個(gè)Ev-Do基站的建設(shè)創(chuàng)造了條件。

（5）加快了業(yè)務(wù)響應(yīng)速度，降低了人工成本

ASON可以采取新型業(yè)務(wù)調(diào)度配置流程，其業(yè)務(wù)可以通過控制平面自動(dòng)下發(fā)，而不需要再通過傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求、資源調(diào)度、數(shù)據(jù)配置這一復(fù)雜的人工干預(yù)過程，減少了差錯(cuò)、降低了人力資源成本、加快了業(yè)務(wù)響應(yīng)速度。

3 ASON技術(shù)在上海電信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

早在10多年前，美國AT&T公司就建成了100多個(gè)網(wǎng)元的國內(nèi)長(zhǎng)途ASON。10多年來，ASON技術(shù)陸續(xù)在國內(nèi)外運(yùn)營商的長(zhǎng)途網(wǎng)中相繼應(yīng)用，但在本地傳輸網(wǎng)中，盡管有一些ASON組網(wǎng)應(yīng)用的案例，但規(guī)模都不大，其根本原因有兩點(diǎn)，一是ASON控制平面僅能控制VC-4信號(hào)顆粒，與本地網(wǎng)中VC-12業(yè)務(wù)為主的需求矛盾；二是與長(zhǎng)途網(wǎng)相比，本地網(wǎng)局站數(shù)量多（尤其是像上海這樣的特大型本地網(wǎng)），網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層次多，業(yè)務(wù)方向分散，需要從骨干到邊緣的系列化ASON設(shè)備。因此，ASON技術(shù)更適合在長(zhǎng)途網(wǎng)中應(yīng)用，但上海電信從網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)、業(yè)務(wù)創(chuàng)新角度出發(fā)，在全面分析SDH技術(shù)缺點(diǎn)和ASON技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的前提下，通過組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，建成了一張全球最大的ASON，充分發(fā)揮了ASON技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高了傳輸網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)爭(zhēng)能力。

3.1 組網(wǎng)思路

相比原來的SDH組網(wǎng)，在本地ASON組網(wǎng)思路中，作了以下一些創(chuàng)新。

·將原來的SDH環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)改為Mesh組網(wǎng)，增加網(wǎng)元間的連接維度，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)、恢復(fù)能力，提高資源利用率和網(wǎng)絡(luò)生存能力。

·由于本地傳輸網(wǎng)中的業(yè)務(wù)主要是2 Mbit/s電路需求，那么需要將低階交叉矩陣由原來的骨干節(jié)點(diǎn)下沉到邊緣節(jié)點(diǎn)，解決骨干節(jié)點(diǎn)故障造成的本地傳輸網(wǎng)中大面積區(qū)域網(wǎng)絡(luò)癱瘓的問題。

·根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)位置選擇不同容量的ASON設(shè)備，以便降低建設(shè)成本。同時(shí)，上海屬于特大型本地網(wǎng)絡(luò)，骨干節(jié)點(diǎn)需要特大容量的MADM傳輸設(shè)備來組網(wǎng)（所謂特大，一是要有足夠容量的交叉矩陣容量，二是要有足夠的高速線路端口用于組網(wǎng)），才能保證建成覆蓋二三百個(gè)節(jié)點(diǎn)的本地傳輸網(wǎng)絡(luò)，通常需要的容量在640 GB以上。

·通過智能VC-4隧道來裝載低階VC-12業(yè)務(wù)，賦予VC-12顆粒同樣的智能保護(hù)特性。這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)橹饕€是由2 Mbit/s電路傳輸業(yè)務(wù)。

·在ASON中，控制平面和管理平面都需要數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)（DCN)來傳遞各種信令、路由，維護(hù)及管理信息，因此，相比傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡(luò)，在信息的傳輸量上將大大增加。當(dāng)帶內(nèi)DCN容量不夠的情況下應(yīng)考慮增加帶外DCN通道容量。

·要考慮并試點(diǎn)傳統(tǒng)SDH網(wǎng)如何在線升級(jí)到ASON，環(huán)網(wǎng)如何在線升級(jí)到Mesh網(wǎng)，PC電路如何升級(jí)到SPC電路等。

圖3為上海電信建成的ASON拓?fù)涫疽?。其中，骨干層?jié)點(diǎn)采用OSN 9500設(shè)備，區(qū)域轉(zhuǎn)接點(diǎn)采用OSN 7500設(shè)備，一般區(qū)域節(jié)點(diǎn)采用OSN 3500設(shè)備。OSN 9500設(shè)備不配置低階交叉矩陣，VC-12電路的歸并和疏導(dǎo)工作由OSN 7500設(shè)備來完成。

3.2 業(yè)務(wù)配置規(guī)范化

網(wǎng)絡(luò)建得好，還要用得好，要充分發(fā)揮ASON技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，業(yè)務(wù)配置規(guī)范化是一項(xiàng)十分重要的工作。

業(yè)務(wù)配置應(yīng)根據(jù)用戶電路等級(jí)實(shí)現(xiàn)差異化的配置，由于ASON僅僅建立在本地網(wǎng)的骨干層和區(qū)域?qū)樱尤雽硬]有納入ASON域范圍，所以差異化的業(yè)務(wù)配置應(yīng)該端到端地考慮，而不僅僅是考慮ASON域本身。比如：一條等級(jí)最高的電路，在用戶接入點(diǎn)需要安裝兩套傳輸接入設(shè)備分別接入ASON域內(nèi)的兩套區(qū)域節(jié)點(diǎn)設(shè)備，電信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)提供兩條端到端的電路，由用戶設(shè)備自己來選擇主備路由，此時(shí)在ASON域內(nèi)的兩條電路沒有必要采用級(jí)別最高的永久“1＋1”保護(hù)方式，均采用重路由恢復(fù)方式即可。上海電信針對(duì)不同電路等級(jí)，制定了差異化的端到端的《ASON網(wǎng)絡(luò)建設(shè)業(yè)務(wù)配置及資源調(diào)度規(guī)范》，利用ASON技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)客戶業(yè)務(wù)的差異化服務(wù)。

4 展望ASON技術(shù)的發(fā)展

隨著對(duì)ASON技術(shù)的研究、應(yīng)用和實(shí)踐，也發(fā)現(xiàn)了ASON存在的一些不足之處。

（1）ASON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚不夠完善

鑒于ASON域內(nèi)的E-NNI接口和UNI接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚不夠完善，給網(wǎng)絡(luò)的互通性帶來了很大的問題。其中，E-NNI接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完善，將影響多ASON域的應(yīng)用，也將無法建成從長(zhǎng)途到本地的端到端的ASON。UNI接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完善，將影響實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的帶寬按需分配（BOD）和光虛擬專用網(wǎng)（OVPN）的新業(yè)務(wù)應(yīng)用。

由于ASON標(biāo)準(zhǔn)中未對(duì)保護(hù)、恢復(fù)的方式、方法做嚴(yán)格的定義，使得跨廠家的ASON保護(hù)、恢復(fù)無法端到端的實(shí)現(xiàn)。

（2）設(shè)備供應(yīng)商尚有完善的空間

雖然ASON技術(shù)增加了業(yè)務(wù)自動(dòng)恢復(fù)功能，已經(jīng)可以滿足大部分需求，但針對(duì)少數(shù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)多、智能業(yè)務(wù)鏈路多的超大ASON傳輸網(wǎng)絡(luò)，每次鏈路故障下，業(yè)務(wù)自動(dòng)恢復(fù)時(shí)間要控制在2 s以內(nèi)有一定的難度，尚不能完全滿足運(yùn)營商的高標(biāo)準(zhǔn)要求，重路由算法有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。

（3）運(yùn)營商的資源管理手段需要完善

在ASON中，共享風(fēng)險(xiǎn)鏈路組（SRLG）是一個(gè)非常重要的參數(shù)，需要運(yùn)營商在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中配置，SRLG參數(shù)中包括共享的物理節(jié)點(diǎn)、端口、光纜路由等信息，它是影響ASON的保護(hù)和恢復(fù)算法的最重要的依據(jù)。但鑒于我們的資源管理系統(tǒng)還夠不完備，未來ASON優(yōu)化的空間還很大。

ASON控制平面技術(shù)并不僅僅是應(yīng)用在SDH網(wǎng)絡(luò)中，它還可以應(yīng)用在今后的OTN、PTN中。當(dāng)前中國電信集團(tuán)公司提出了智能管道主導(dǎo)者的建設(shè)目標(biāo)，因而ASON技術(shù)的發(fā)展前景將非常美好。讓大家攜起手來，共同推動(dòng)ASON技術(shù)的進(jìn)一步成熟和發(fā)展，爭(zhēng)取早日真正實(shí)現(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò)的智能化。