構(gòu)建新一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)ASON

1、構(gòu)建新一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)ason1998年，itu-t提出光傳送網(wǎng)的概念取代過去全光網(wǎng)的概念。2000年之前, 0咽標(biāo)準(zhǔn)化基木采用了與sdh相同的思路，以g.872光網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，分 別從物理口、節(jié)點(diǎn)接口等兒方面定義了 0tn。2000年，對(duì)于0tn發(fā)展是一個(gè)重要 轉(zhuǎn)折，由于自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使0tn標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程改變了方向，從單純模仿 sdii標(biāo)準(zhǔn)化向智能astn標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，其屮的重點(diǎn)又是控制平面及其相關(guān)方 面的標(biāo)準(zhǔn)化。2000年以后，由于自動(dòng)交換傳送網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，0tn的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)生了 重大變化。標(biāo)準(zhǔn)中增加了許多智能控制的內(nèi)容，例如自動(dòng)路由發(fā)現(xiàn)、分布式呼叫 連接管理等被引入了控制平面，

2、以利用獨(dú)立的控制平面來實(shí)施動(dòng)態(tài)配置連接管理 網(wǎng)絡(luò)。另外，對(duì)g.872也作了比較大的修正，針對(duì)自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)(ason、astn 的一部分)引入的新情況，對(duì)一些建議進(jìn)行了修改。2001年3月9 發(fā)布了 g. satnvo. 5. 1建議稿。此時(shí)，astn系列建議還沒有最后完成，只是完成了結(jié)構(gòu)、 功能性的抽象描述和對(duì)系統(tǒng)分層、分塊及相互關(guān)系的描述，每個(gè)模塊內(nèi)具體實(shí)現(xiàn) 的實(shí)施方法還沒有定義。直到2005年以后才完成astn的標(biāo)準(zhǔn)化。以光傳送網(wǎng)otn (optical transport network)為基礎(chǔ)的自動(dòng)交換傳送網(wǎng) astn(automeitic switched transport ne

3、twork)被稱為白動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò) ason (automatic switched optical network) o ason 是指在 ason 信令網(wǎng)控制之 下完成光傳送網(wǎng)內(nèi)光網(wǎng)絡(luò)連接、自動(dòng)交換的新型網(wǎng)絡(luò)，其基木思想是在光傳送網(wǎng) 絡(luò)中引入控制平面以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的實(shí)時(shí)按需分配，從而實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的智能化， 以滿足市場(chǎng)要求，向支持多信道、高容量、可配置、智能型的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。作為構(gòu) 建新一代光網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，ason以可兼容、可擴(kuò)展的硬件系統(tǒng)為支撐，將先 進(jìn)的軟件系統(tǒng)融入硬件平臺(tái)，形成-個(gè)更具伸縮性、以數(shù)據(jù)為中心的基礎(chǔ)平臺(tái)， 把光層從一種靜態(tài)的傳輸媒體變成一種動(dòng)態(tài)的、智能的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并直接從光 域

4、提供各種靈活的高速增值業(yè)務(wù)，使運(yùn)營(yíng)商可以直接從光域快速提供業(yè)務(wù)，全面 提升傳送效能。一、ason網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)1. ason網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)在ason網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu)中，層次模型關(guān)系是一個(gè)非常重要的方面。ason網(wǎng) 絡(luò)設(shè)計(jì)的目的是為了實(shí)現(xiàn)大范圍全局性整體網(wǎng)絡(luò)，因此ason網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)上采用 了層次性的可劃分為多個(gè)域的概念性結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)允許設(shè)計(jì)者根據(jù)多種具體條 件限制和策略要求來構(gòu)建一個(gè)ason網(wǎng)絡(luò)。在不同域之間的互作用是通過標(biāo)準(zhǔn)抽 象接口來完成的，而把一個(gè)抽象接口映射到具體協(xié)議中就可以實(shí)現(xiàn)物理接口，并 且多個(gè)抽象接口可以同時(shí)復(fù)用在一個(gè)物理接口上。通過引入域的概念，使ason網(wǎng)絡(luò)具備了良好的規(guī)模性和可

5、擴(kuò)展性，保證了 網(wǎng)絡(luò)平穩(wěn)升級(jí)。通過標(biāo)準(zhǔn)接口的引入，使多廠商設(shè)備的互聯(lián)互通成為可能。因此, 標(biāo)準(zhǔn)的接口就成為ason網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)非常關(guān)鍵的方面。另外通過e-nni、t-nni 的引入，使得ason具備良好的層次性結(jié)構(gòu)；通過e-nni接口來傳遞網(wǎng)絡(luò)消息， 滿足不同域之間的消息互通的要求；通過對(duì)外引入i-nni,屏蔽網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的具體 消息，保證了網(wǎng)絡(luò)安全性需求；標(biāo)準(zhǔn)的uni接口的引入，使得用戶具備統(tǒng)一的網(wǎng) 絡(luò)接入方式。2. ason的功能性結(jié)構(gòu)ason功能層面上可視為由控制平面cp (control plane) 管理平面 mp (management plane)和傳送平面tp (transport

6、plane)所組成。同傳統(tǒng)的光傳 送網(wǎng)相比較，明顯的不同就是控制平而的引入，這一平而的引入給整個(gè)光網(wǎng)絡(luò)帶 來了前所未有的變化?？梢钥闯觯齻€(gè)平面分別完成不同的功能。同傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)類似，傳送層仍然負(fù) 責(zé)業(yè)務(wù)的傳送，但這時(shí)傳送層的動(dòng)作卻是在管理面和控制面的作用之下進(jìn)行的。 控制面和管理面都能對(duì)傳送層的資源進(jìn)行操作。這些操作動(dòng)作是通過傳送面與控 制面和管理而之間的接口來完成的。同時(shí)管理而在結(jié)構(gòu)中作為高層管理者岀現(xiàn)， 在管理面屮存在著三個(gè)管理器，分別是控制面管理器、傳送面管理器和資源管理 器，這三個(gè)管理器是實(shí)現(xiàn)管理面同其它平面之間實(shí)現(xiàn)管理功能的代理。此外，在 控制面和其它層面之間也存在著不同的接口，通過這

7、些接口，可以實(shí)現(xiàn)同管理面 之間功能的協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳送面資源的管理動(dòng)作。二、ason網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)ason由智能化的光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所構(gòu)建的光傳送網(wǎng)以及對(duì)光傳送網(wǎng)進(jìn)行控 制管理的光信令控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成.從發(fā)展趨勢(shì)來看，網(wǎng)絡(luò)資源管理的智能化將 集中在業(yè)務(wù)層上，而光學(xué)資源的管理將通過一個(gè)由業(yè)務(wù)層和光傳輸層所共享 的集成控制平面提供.ason的實(shí)現(xiàn)依賴于gmpls等控制協(xié)議所構(gòu)建的控制平 面的完善和智能化光層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)如oxc、oadm和波長(zhǎng)路由器的真正實(shí)現(xiàn)。在ason中，提岀了全新的cp概念.cp涉及接口、協(xié)議和信令3個(gè)方面 的問題，負(fù)責(zé)連接的提供、維護(hù)以及網(wǎng)絡(luò)資源的管理.在網(wǎng)絡(luò)中連接的提供 需要路由選擇算法、沿

8、被選路由的請(qǐng)求和建立連接的信令機(jī)制.一旦一個(gè)連 接被成功地建立起來，它就需按照業(yè)務(wù)等級(jí)協(xié)議(sla)進(jìn)行維護(hù).而獲得 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?包括網(wǎng)絡(luò)總體情況和連通性)以及可用資源的信息是網(wǎng)絡(luò)操作 的基本功能理想地說，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜涂捎觅Y源應(yīng)該自動(dòng)發(fā)現(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)鄰居 和終端系統(tǒng)發(fā)起的請(qǐng)求機(jī)制、算法以及信息在網(wǎng)絡(luò)中的通告.此外，有效的 網(wǎng)絡(luò)資源的利用要求維護(hù)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)總體的當(dāng)前可用網(wǎng)絡(luò)資源信息，這都是完 成cp功能、實(shí)現(xiàn)連接動(dòng)態(tài)提供的基礎(chǔ).ason正是有了這樣的cp,有了接口， 通過協(xié)議和信令系統(tǒng)動(dòng)態(tài)地交換網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錉顟B(tài)信息、路由信息及其它控制信 息，才具備了實(shí)現(xiàn)光通道的動(dòng)態(tài)建立和拆除的能力，具備了自動(dòng)交換的能力。

9、三、ason的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用1.40gbit/s速率的光接口隨著各種新興電信業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，特別是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用量越 來越大，我們?cè)谑咕W(wǎng)絡(luò)變得智能化的同時(shí)，也要考慮網(wǎng)絡(luò)寬帶化的問題。對(duì) 于應(yīng)用于骨干層網(wǎng)絡(luò)ason節(jié)點(diǎn)設(shè)備來說，能夠提供40gbit/s的更大速率光 接口就顯得非常有必要了。另一方面，各種高端路由器和交換機(jī)的接口速率 達(dá)到了 10gbit/s,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 光接口在ason節(jié)點(diǎn)設(shè)備中的應(yīng)用。烽火通信作為國(guó)內(nèi)主要的光通信設(shè)備供 應(yīng)商2，己經(jīng)在40g商用傳輸系統(tǒng)方面取得了重大突破，承擔(dān)的國(guó)家“十 五”科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目“40gbit/ssd

10、h光纖通信設(shè)備與系統(tǒng)”已經(jīng)順利通過 信息產(chǎn)業(yè)部驗(yàn)收專家委員會(huì)的驗(yàn)收。該項(xiàng)目通過采用精確色散補(bǔ)償、拉曼化 摻餌光纖放大器等技術(shù)，成功地實(shí)現(xiàn)了 40gbit/s光傳輸系統(tǒng)在g. 652和 g.655光纖上的560km無電再生無誤碼傳輸，解決了該系統(tǒng)在色散、非線性 等方面的關(guān)鍵難題。冃前烽火通信fons weaver系列ason產(chǎn)品已經(jīng)全面支 持40gbit/s高速率光接口。2基于bit slice技術(shù)的多播嚴(yán)格無阻塞交叉矩陣交叉矩陣是ason節(jié)點(diǎn)設(shè)備傳送平面的核心部分，ason設(shè)備和傳統(tǒng)的 sdh/mstp設(shè)備相比，除了增加控制平面外，在傳送平而硬件方而也有部分改 進(jìn)。例如交叉容量的提升和交叉矩陣

11、的多播嚴(yán)格無阻塞特性。為什么ason 節(jié)點(diǎn)設(shè)備需要多播嚴(yán)格無阻塞、大交叉能力的交叉矩陣呢？主要是以下三方 面的原因：首先，ason是基于格狀網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的，相對(duì)于以往的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)來說, ason節(jié)點(diǎn)設(shè)備上要提供更多的光接口，要有更強(qiáng)的業(yè)務(wù)調(diào)度和疏導(dǎo)能力。其 次，釆用多播嚴(yán)格無阻塞的交叉矩陣對(duì)于ason網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)時(shí)間性能有顯著 提高。與之相比，傳統(tǒng)的3級(jí)clos矩陣方式具有重構(gòu)無阻塞特性，在網(wǎng)絡(luò) 發(fā)生故障時(shí)，ason節(jié)點(diǎn)設(shè)備的交叉連接要進(jìn)行內(nèi)部路由搜索，延長(zhǎng)了全網(wǎng)恢 復(fù)時(shí)間。最后，采用多播嚴(yán)格無阻塞矩陣可以更好地支持ason網(wǎng)絡(luò)中的廣 播業(yè)務(wù)。若采用重構(gòu)無阻塞交叉矩陣，在廣播業(yè)務(wù)達(dá)到25%以上時(shí)，會(huì)顯

12、示 出阻塞特性。目前烽火通信fons weaver系列ason產(chǎn)品已經(jīng)全面支持基于 bit slice技術(shù)的多播嚴(yán)格無阻塞交叉矩陣，其最大交叉能力達(dá)到1280g。四、ason技術(shù)的演進(jìn)1. 光傳輸網(wǎng)完全采用wdm傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)上，首先在長(zhǎng)途節(jié)點(diǎn)使用0e0交 換技術(shù)的oxc設(shè)備，采用ason的信令、路由協(xié)議和nn1接口，在域內(nèi)實(shí)現(xiàn) ason的功能；2. 城域網(wǎng)范圍內(nèi)，采用具有uni接口的多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)（mstp）或oxc設(shè) 備，以便使mstp或oxc設(shè)備可以通過uni接口，實(shí)現(xiàn)端對(duì)端智能管理；3. 全網(wǎng)內(nèi)，全面采用aso"的信令、路由協(xié)議、nni接口和功能；4運(yùn)營(yíng)商的ason,使用nn1或uni接口互通。對(duì)于ason網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，其標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程的加快，將實(shí)現(xiàn)不同廠商設(shè)備的 互通和互操作，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從環(huán)網(wǎng)向網(wǎng)狀網(wǎng)演進(jìn)，著