自動(dòng)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(dòng)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(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)連接、動(dòng)態(tài)分配時(shí)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(shí)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(diǎn)。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(shí)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(gè)簡單的傳輸工具。網(wǎng)絡(luò)光層主要功能就是為各個(gè)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(gè)既費(fèi)時(shí)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(jì)。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(shí)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(shí)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?cái)U(kuò)大數(shù)十倍甚至數(shù)百倍。由于近些年來市場的驅(qū)動(dòng)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(shí)現(xiàn)端到端自動(dòng)連接的建立，它基于通用交換協(xié)議(GMPLS)族，其智能化實(shí)現(xiàn)的前提是其傳送平面的網(wǎng)元設(shè)備具備的全自動(dòng)時(shí)隙交換的功能，即時(shí)隙信號可以從網(wǎng)元設(shè)備的任意入時(shí)隙位置交叉到出時(shí)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(shí)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(cái)力。由此可見，GMPLS和ASON控制平面的出現(xiàn)是光網(wǎng)絡(luò)劃時(shí)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(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是能夠自動(dòng)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(dòng)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(gè)端點(diǎn)到另一個(gè)端點(diǎn)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(diǎn)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(shí)，也同時(shí)實(shí)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(shí)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(shí)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)?？刂破矫嬷懈鱾€(gè)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(shí)現(xiàn)的。這一些標(biāo)準(zhǔn)的接口是由跨越實(shí)體間信息流來規(guī)定的，并代表了控制平面實(shí)體間的邏輯關(guān)系。由此可見，ASON具體實(shí)施的關(guān)鍵是對各種接口的定義以及具體的各個(gè)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(gè)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(shí)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(shí)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(shí)，不斷的追求實(shí)時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)，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(diǎn)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(dòng)了40G的光接口在ASON的節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(gè)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(diǎn)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(shí)間的性能。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，ASON節(jié)點(diǎn)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(shí)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(shí)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(gè)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(dòng)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?dòng)態(tài)的、智能的、自控的傳輸?shù)膶用孓D(zhuǎn)變。自動(dòng)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(shí)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(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)ASON的確是一個(gè)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].

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

[4]王丹.自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與進(jìn)展.光通信技術(shù),2006,30(5):22～23.

[5]劉宏宇,潘瑞雪.ASON技術(shù)與移動(dòng)光傳輸網(wǎng)絡(luò).信息通信,2007,20.