基于OTN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的ASON應(yīng)用

司傳倡，龐潤光，周忠禹

（31401部隊(duì)110分隊(duì)，山東 青島 266011）

移動互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代大數(shù)據(jù)傳輸加劇了人們對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求，傳統(tǒng)的組網(wǎng)方式和交換模式傳輸效率較低，在網(wǎng)絡(luò)需求量較大時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)按需分配網(wǎng)絡(luò)資源，造成部分網(wǎng)絡(luò)資源的不足和浪費(fèi)。當(dāng)前處于電網(wǎng)絡(luò)過渡到全光網(wǎng)絡(luò)的中間時(shí)期，在電網(wǎng)絡(luò)尚無法完全拋棄的今天，在各大運(yùn)營商的組網(wǎng)技術(shù)中光傳送網(wǎng)（OTN）組網(wǎng)技術(shù)也在大量運(yùn)用。它能彌補(bǔ)WDM系統(tǒng)在性能和監(jiān)控方面的不足，支持大顆粒的帶寬復(fù)用。但是光傳送網(wǎng)僅有傳送和管理兩個平面，需加入控制平面進(jìn)行科學(xué)調(diào)度才能使其智能化。自動光交換網(wǎng)絡(luò)（ASON）的出現(xiàn)，使光傳送網(wǎng)可根據(jù)峰谷流量自動調(diào)節(jié)，真正實(shí)現(xiàn)了智能化、動態(tài)化。ASON的出現(xiàn)使得傳送網(wǎng)絡(luò)升級的時(shí)間大大縮短，可在秒級提供端到端的電路服務(wù)，讓運(yùn)營商能快速獲客并增加利潤。

1 ASON技術(shù)原理和應(yīng)用特點(diǎn)

1.1 ASON技術(shù)原理

ASON是智能光網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)物，它以傳輸設(shè)備作為基本傳輸載體，通過引入由一組通信實(shí)體組成的控制平面，完成光傳送網(wǎng)的呼叫和連接控制功能，使其在故障發(fā)生時(shí)能恢復(fù)鏈接。自動交換光網(wǎng)絡(luò)將靈活、高效、保護(hù)能力和分布式的網(wǎng)管系統(tǒng)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(wù)的全新光網(wǎng)絡(luò)，使光傳送網(wǎng)具有智能化的特征，對原有的光傳送網(wǎng)起到了顛覆性的改變。ASON是由客戶端或網(wǎng)管控制系統(tǒng)動態(tài)發(fā)起數(shù)據(jù)需求，通過軟光技術(shù)自動選擇路由通路，并借助于信令控制最終自動實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的連接、修改、斷開、保護(hù)和發(fā)現(xiàn)等操作。

1.2 ASON技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

自動交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）是在光傳送網(wǎng)（OTN）和同步數(shù)字序列（SDH）基礎(chǔ)上發(fā)展而來。通過其獨(dú)有的控制平面來進(jìn)行連接調(diào)度從而達(dá)到自動交換。它用物理光纖作為傳輸介質(zhì)，通過加入控制平面，使其擁有以下幾種優(yōu)點(diǎn)：

（1）靈活性。根據(jù)業(yè)務(wù)的需求，可快速靈活調(diào)度，提供業(yè)務(wù)所需的帶寬；對于緊急業(yè)務(wù)，臨時(shí)性的活動，可快速進(jìn)行擴(kuò)展，業(yè)務(wù)提供靈活多變，發(fā)掘網(wǎng)絡(luò)傳送潛能，提高網(wǎng)絡(luò)的利用率。允許網(wǎng)絡(luò)資源的動態(tài)分配，滿足業(yè)務(wù)增長幅度的不均衡，支持多廠商設(shè)備，適用于不同的傳輸技術(shù)，能在傳送層快速提供擴(kuò)容。

（2）可恢復(fù)性。在實(shí)時(shí)的傳送網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下，可提供網(wǎng)狀網(wǎng)迅速恢復(fù)能力，在多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)失效的情況下，依然能發(fā)揮作用，提高了光傳送網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的生存能力和抗災(zāi)難復(fù)原能力，使光傳送網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更加安全可靠。

（3）可定制性。運(yùn)營商根據(jù)不同地區(qū)和競爭水平實(shí)行不同的服務(wù)策略和資費(fèi)策略，ASON可對光路和電路的優(yōu)先級進(jìn)行劃分，提供對應(yīng)的業(yè)務(wù)等級協(xié)定網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)用戶的需求，提供諸如按需寬帶、動態(tài)波長分配、動態(tài)路由分配等業(yè)務(wù)，滿足不同企業(yè)客戶的需求。

2 ASON在OTN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例

在自動交換光網(wǎng)絡(luò)（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(wǎng)絡(luò)的連接。目前單純的指配型和信令型連接在運(yùn)營商的骨干網(wǎng)絡(luò)中已不再適用，多采用混合型軟連接的方式來進(jìn)行城域網(wǎng)絡(luò)的搭建。理論上而言ASON網(wǎng)絡(luò)光纖維度越多越好，最好在三個方向以上，才能將ASON技術(shù)優(yōu)勢發(fā)揮出來，同時(shí)要考慮光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本和實(shí)際需求來估算每個節(jié)點(diǎn)的光纖維度。ASON應(yīng)用于OTN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中可視業(yè)務(wù)重要程度提供五類差異化服務(wù)，安全級別由低到高依次為：無保護(hù)；重路由保護(hù)；1+1保護(hù)；1+1保護(hù)+恢復(fù)；永久1+1保護(hù)，可以對應(yīng)運(yùn)營商的鐵級、銅級、銀級、金級和鉆石級業(yè)務(wù)級別。等級較低的銅級和鐵級主要應(yīng)用于臨時(shí)需求，而銀級一般為普通客戶，金級則為較重要的企業(yè)客戶或者語音專線，鉆石級多為銀行、券商等對于數(shù)據(jù)保護(hù)要求高和實(shí)時(shí)性高的企業(yè)。當(dāng)然不同的安全級別所需要的成本也不相同，需根據(jù)業(yè)務(wù)的重要程度和成本進(jìn)行綜合估算加以確定。

2.1 ASON技術(shù)在各類OTN組網(wǎng)中的應(yīng)用

大多數(shù)城域網(wǎng)采用分層型傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，骨干傳輸網(wǎng)通過對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)向中介傳輸網(wǎng)傳輸，由運(yùn)營商的省級骨干網(wǎng)逐級傳遞至地市級和縣區(qū)級，每個骨干網(wǎng)中都對應(yīng)有一至兩個骨干節(jié)點(diǎn)，這樣一旦骨干節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，整個數(shù)據(jù)傳輸將中斷。省際光傳送網(wǎng)的建設(shè)成本很高，光纖路由鏈路的距離遙遠(yuǎn)，發(fā)生光纜中斷的機(jī)率大，對于重要客戶和重要業(yè)務(wù)應(yīng)采用永久1+1保護(hù)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(shè)備，在骨干OTN中組成多個大容量的環(huán)，同時(shí)使用匯聚層的多個超大容量組環(huán)。光傳送網(wǎng)中的骨干節(jié)點(diǎn)的ASON設(shè)備帶自愈環(huán)，在OTN的所有重要節(jié)點(diǎn)上推行ASON設(shè)備，提升網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的可能性，再分步將OTN中的環(huán)局部拓?fù)渖墳镸ESH，逐步啟用ASON的保護(hù)機(jī)制。另一種城域網(wǎng)采用多層型傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，它需要統(tǒng)一設(shè)計(jì)一個多層型光網(wǎng)絡(luò)建模的OTN，是將一體化進(jìn)程中的部分植入到光層中的計(jì)算過程。將客戶的業(yè)務(wù)需求作為建模的輸入，通過限制得到波長數(shù)量來降低OTN的建設(shè)成本，使用ASON為每一層分配合適的波長。運(yùn)用控制平面和管理平面相結(jié)合的規(guī)劃方法建模，實(shí)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(kuò)展性。在當(dāng)前業(yè)務(wù)流和數(shù)據(jù)流比較復(fù)雜的情況下，聯(lián)合規(guī)劃法擁有顯著的優(yōu)勢。

2.2 ASON技術(shù)的發(fā)展和演進(jìn)

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和5G時(shí)代的來臨，數(shù)據(jù)流量業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用比例越來越突出，重視OTN網(wǎng)絡(luò)智能化的同時(shí)也需要注意網(wǎng)路帶寬的問題。40Gbit/s光接口逐漸不能滿足5G時(shí)代的要求，對于骨干層OTN網(wǎng)絡(luò)中的ASON設(shè)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(xiàn)在我國以華為為代表的高端路由器和交換機(jī)生產(chǎn)廠家設(shè)備的光接口速率逐年提升，使得我國通信行業(yè)在5G時(shí)代處于了世界領(lǐng)先的位置。由于控制平面的加入，ASON相對于傳統(tǒng)的SDH/MSTP設(shè)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(yán)格無阻塞矩陣可以為自動交換光網(wǎng)絡(luò)中的廣播業(yè)務(wù)提供好的支持，使得網(wǎng)絡(luò)的疏導(dǎo)能力和業(yè)務(wù)調(diào)度能力得到升華。在完全使用WDM傳輸技術(shù)的OTN基礎(chǔ)上，想在城域或局域網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)ASON技術(shù)，可以在光傳送網(wǎng)的長途節(jié)點(diǎn)運(yùn)用OXC設(shè)備，通過ASON的信令調(diào)度和路由協(xié)議的作用，最后通過NNI接口進(jìn)行連接。在城域網(wǎng)內(nèi)部還可以運(yùn)用MSTP設(shè)備和鏈路運(yùn)用UNI接口對接，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)端到端的智能網(wǎng)絡(luò)管理，減少人為因素的干擾。不同的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商需要通過標(biāo)準(zhǔn)的NNI或UNI接口進(jìn)行連接，從而達(dá)到之間的ASON互聯(lián)互通。通過多年的發(fā)展，ASON已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了接口和路由協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化，不同廠商的設(shè)備不再是信息孤島，通過標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議和接口已經(jīng)能夠互聯(lián)互通，不僅使運(yùn)營商的組網(wǎng)成本降低，還是運(yùn)營商的設(shè)備選型不再有顧慮。

3 結(jié)束語

由于升級改造的費(fèi)用問題，預(yù)計(jì)ASON在OTN系統(tǒng)中將長期與傳統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)共存。隨著5G建設(shè)的力度加大和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不斷由環(huán)狀網(wǎng)向網(wǎng)狀網(wǎng)的過渡，運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)必將更注重網(wǎng)絡(luò)資源的合理優(yōu)化配置。在ASON技術(shù)趨于成熟的當(dāng)下，運(yùn)用控制平面和DCN對跨運(yùn)營商、跨廠商設(shè)備的OTN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，最終實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的光通道形成、保護(hù)和恢復(fù)機(jī)制，解決業(yè)務(wù)路徑優(yōu)化、靈活的重路由策略、預(yù)置恢復(fù)路徑、業(yè)務(wù)路徑與計(jì)算和SLA在線轉(zhuǎn)換等一系列問題。通過對ASON在OTN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠發(fā)現(xiàn)，ASON技術(shù)必將為網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營服務(wù)商帶來更多差異化的服務(wù)機(jī)遇和增值服務(wù)的新的利潤增長點(diǎn)，為5G時(shí)代的光傳送網(wǎng)帶來新的契機(jī)。