2005年ASON技术发展总结 - 上海汇珏网络通信设备有限公司

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2005年ASON技术发展总结

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在即将过去的一年中，光网络的发展处于一个相对平静的时期，各运营商在网上应用的新技术并不是很多，但是ASON、MSTP业务应用以及动态可配置的ROADM技术等的发展，在一定程度上决定了下一代光网络发展的方向。

　　一、ASON技术标准亟待完善

　　最制约ASON前行的标准滞后，如今已烙下深刻印章。然而标准制定者们仍心存希望，因为国际和国内的标准化进程已如商用一样进入快速落实阶段。

　　1.国内标准化情况

　　ASON在国内标准化正在进行中，从2002年起，中国通信标准协会传送网工作组确定启动我国ASON系列标准的制定工作。国内ASON标准的制定主要依据ITU-T的框架结构和相关建议，同时兼顾IETF和OIF的相关规范。目前《ASON技术要求第一部分结构和功能要求》即将报批、相关信令要求、DCN要求、设备技术要求和测试方法已经立项开始制定，预计在明年可以完成这些规范，同时启动路由等技术要求的制定工作。

　　2.国际标准化情况

　　在自动交换光网络(ASON)技术进行研究跟踪的主要国际标准化组织包括ITU-T、OIF和IETF，各标准化组织之间既有重叠，又互为补充。

　　ITU-T是通信行业主要的标准化组织，它在ASON领域的主要工作是定义了一个标准的自动光网络体系结构，与其他标准化组织的不同在于它是从整体结构的角度研究光网络，之后再决定如何实现。ITU-T主要负责ASON体系结构方面的内容，另外它在分布式呼叫与连接管理、路由协议、自动发现等方面给出了框架结构与协议规范，还对链路管理、连接允许控制、管理平面等方面进行了规范。

　　OIF主要关注客户端，在ASON技术领域主要制定接口标准UNI和NNI，目前主要关注的是IP客户端，规范UNI和NNI尚在进行当中，I-NNI有了一个初步的定义。目前已经完成了UNI1.0信令规范、UNI1.0信令规范Rel.2、UNI1.0计费的CDR、UNI2.0、UNI和NNI的安全扩展和运营商内部的E-NNI信令规范。

　　IETF的GMPLS及相关工作组主要工作是定义用于智能光网络的控制协议。它提出了通用多协议标记交换(GMPLS)的一系列标准草案，包括信令协议(RSVP-TE/CR-LDP)、路由协议(OSPF)、链路管理协议(LMP)等。考虑到运营商和网络实现的需求，IETF正致力于使GMPLS不仅支持对等模型，而且支持重叠模型。

　　为此，IETF开始考虑借鉴ITU-T和OIF的工作，使其GMPLS协议族更具完整性。

　　3.ASON标准展望

　　目前ASON的标准化工作活跃，国际标准化工作已取得阶段性进展，总体框架方面已经基本规范完成，但是其他具体标准化工作的完成和完善还需要几年的时间，主要体现在体系结构、路由、自动发现、链路管理协议、控制平面管理等几个方面，另外管理平面的规范还滞后于传送平面和控制平面。

　　国内的标准化工作主要注重实用性，关注对设备应用和开发影响较大的标准，目前基本完成或已经立项。同时各个厂商存在对同一个协议的扩展和理解不一致的情况，这将是下一步标准化工作的内容之一。相信通过各个标准化组织的不断努力，自动交换光网络的技术标准也会逐步走向成熟，指导设备研发和网络应用。

　　二、ASON网络管理技术研究的新进展

　　ASON技术在国内外运营商和设备商的共同努力和积极推动下，正逐步从概念、理论阶段过渡到实用化阶段，相应的ASON网络管理的开发和研究方面也取得了一定的进展。今年通过对国内外8个设备厂商的ASON网管系统测试了解到：各厂商ASON网管系统已经不同程度地实现了对控制平面的管理能力，完成了主要管理功能，在传统传送网网管系统的基础上，管理功能得到了更进一步的扩展。

　　1.ASON网络管理标准化进展

　　ASON管理平面的标准化工作起步较晚。国际标准化方面，目前与ASON管理相关的标准也仅仅是在2004年11月ITU-T会议上通过的G.7718建议(ASON管理框架)，主要规范了ASON网络管理框架和与控制平面相关的管理需求。G.7718.1建议(管理信息模型)正在制定中。国内标准化方面，目前还没有一个与其相关的较为系统的标准，在正制定的国家标准《自动交换光网络体系结构与总体要求》(送审稿)中，针对管理平面体系结构和控制平面的管理需求进行了一般性的规范。此外，网管标准组正在计划制定与ASON网络管理相关的一系列标准。

　　从ASON管理平面的标准化情况来看，ASON管理平面的标准化工作取得了一定的进展，但仍然比较缓慢。目前仅对ASON的管理需求作了规范，对ASON网管系统的管理信息模型、接口功能以及协议等方面的标准化工作刚刚开始起步。

　　2.ASON管理平面体系

　　(1)与TMN结构之间的关系

　　在G.7718建议中，描述了传统TMN功能模块和新增的控制平面功能(CF)之间的关系。在ASON中，CF是由控制平面元件所提供的功能。它属于控制平面内部功能，允许OSF与控制平面元件之间进行交互，参与控制平面的配置。另外，控制平面可以与NEF进行交互，并完成控制平面内部元件之间的交互。因此，可以得出ASON管理平面可以看作是TMN功能的延伸。

　　(2)ASON功能单元之间的关系

　　ASON网络结构根据功能可以分为三个平面：传送平面、控制平面和管理平面，此外还包括用于控制和管理通信的数据通信网。

　　ASON管理平面实施对传送平面、控制平面以及数据通信网(DCN)的管理功能，控制平面、传送平面和DCN将各自发生的事件、告警、性能等管理信息上报给管理平面，由管理平面来确保所有平面之间的协同工作。而DCN作为服务层网络，为管理平面、控制平面、传送平面内部以及三者之间的通信提供传送通路，主要承载与控制平面相关的分布式信令消息和与传送平面相关的管理信息。

　　(3)ASON管理平面分层结构和系统设置

　　ASON网络管理的分层结构应符合M.3010建议的规范。从逻辑功能上划分，ASON网络管理主要分为三层：网元层、网元管理层和网络管理层。

　　ASON网管系统的设置可以根据传统的管理域划分方式进行，也可以按照ASON控制域方式进行。根据不同网络运营商设置不同的ASON网管系统，即一套网管系统(EMS.X/Y和NMS.X/Y)管理同一运营商网络(X/Y)。当在同一运营商网络内部存在多个控制域时，可以根据控制域的划分设置不同的网管系统(EMS.X1和EMS.X2)，也可以采用同一网管系统(EMS.Y)管理多个控制域网络。

　　3.ASON管理功能定位及特征

　　由于自动交换光网络更注重在网络层面提供电路的动态调度能力，因此与传统传送网网管系统相比，ASON网管系统应定位在网络管理层，侧重于提供对全网的面向连接的管理能力。以前仅配置网元层管理系统也可管理传输设备的方式现在已经不再满足ASON的网络管理需求。与传统光传送网网管相比，ASON网络管理具有以下特征。

　　(1)ASON网络管理在功能上主要分为传送平面管理和控制平面管理两大部分。其中传送平面管理与传统管理功能完全相同，它在传统网管基础上进行了功能上的扩展。

　　(2)ASON控制平面实质上是将过去管理平面中的控制功能分离出来，通过标准接口(NNI/UNI)和信令方式实现分布式的开放控制。因此，从这个角度考虑，ASON管理系统应该是一种“LightWeight”网管系统。而另一方面由于增加了控制平面，ASON的管理与传统光传送网网管相比又增加了很多智能的管理功能。

　　(3)由于ASON网管更侧重于网络层端到端的连接管理功能，为了简化ASON网管系统的结构，ASON网管系统一般同时具有网元管理与网络管理功能，提供统一的面向连接的网管平台。其中，控制平面初始化配置、资源管理、控制域管理等与控制元件、端口和链路相关的管理功能应属于网元管理层，呼叫与连接管理、保护与恢复管理、DCN管理、ASON新业务管理等功能应属于网络管理层。

　　(4)ASON网络是一个智能动态的网络，ASON网络管理应能实时准确的反映网络的动态特性，主要体现在自动发现、资源统计、连接管理和保护恢复管理等智能管理功能上。

　　4.ASON管理平面测试

　　ASON在传统SDH设备基础上引入了一个新的层面—控制平面。控制平面的引入，使ASON网络管理增加了一些新的管理对象和要求。ASON管理平面测试内容主要包括传送平面管理、控制平面管理、SCN管理、业务管理和管理平面可靠性五个方面。根据ASON网络的特点，管理平面测试侧重于ASON网管系统对控制平面和SCN的管理能力，其中以连接管理、保护与恢复管理等管理功能为关注焦点。

　　从2004年～2005年国内进行的一系列ASON设备测试情况来看，国内外ASON设备厂家的网管系统不同程度地实现了ASON网络的主要管理功能。其中，传送平面管理功能已比较成熟，基本与传统SDH网络管理相同，管理平面对传送平面的稳定性和可靠性相对较高。对于控制平面和SCN的管理，由于技术相对较新，在测试过程中暴露出的主要问题是：与设备研发相比，ASON智能控制部分的管理功能相对滞后，部分功能还不完善，例如交换连接(SC)及其保护恢复管理、业务发现、ASON新业务等的管理。一般来讲，网管系统会滞后于设备实现，这就要求厂商网管系统的开发应在尽量短的周期内跟上设备研制的进度，最大程度地满足管理需求。

　　另外，由于ASON是一个不断动态变化的网络，管理人员需要实时准确掌握网络上业务的分布情况，网管与设备之间上下业务信息应保持一致，实现全网信息的实时同步。这要求ASON网管系统具有更高的可靠性和稳定性，管理平面测试还包含了对此方面系统性能的测试内容。

　　总之，随着ASON管理平面标准的日趋稳定，对控制平面的管理要求也已经明确。厂家网管系统在不断扩充系统功能以符合标准要求的同时，还应不断提高网管系统的性能，可靠、高效地管理其智能化的网络。

　　5.ASON网管系统建设的几点考虑

　　(1)ASON网络管理在光传送网体系结构中的位置

　　ASON具有自身的网管系统，它是光传送网网管体系结构的一个组成部分。在逻辑上，ASON网管系统与SDH网管系统、WDM网管系统并行管理光传送网，它们属于同一层面。

　　ASON组建初期，网络应配备自身的网管系统，一般采用设备厂家的ASON网管系统，将ASON与其它光传送网(SDH和WDM)分开进行管理。只要求ASON的网管系统管理好ASON设备本身，ASON网管与目前的SDH网管的协调工作通过维护人员实现。

　　(2)与SDH网管之间的协调

　　ASON网在光传送网体系中并不是孤立存在的，在很长一段时期，它需要与SDH网络共同完成全程全网的业务调度。因此，在以下情况中，要求ASON网管应与SDH网管系统相互配合，来共同完成业务的调度和协调管理工作：

　　●跨环业务的调度与管理：包括SDH业务的端到端配置、告警、性能管理等；

　　●ASON节点构成SDH环网的组成部分，且占用了ASON资源，所涉及的管理包括交叉连接的指配、环保护倒换管理、业务调试等；

　　●日常维护：包括端到端的故障定位、端到端业务的告警统计和性能趋势分析、SDH业务的端到端环回测试等。

　　因此，ASON网络管理应采取以ASON网管系统管理为主，需要时应与SDH网管系统相配合来协调管理整个传送网，充分发挥ASON网在传送网中的智能化电路调度作用。

　　(3)综合网管问题

　　ASON设备的管理可分阶段不断完善。在ASON技术应用初期，可先采用厂家提供的网管系统管理ASON设备。在ASON网络和网管系统运行稳定后，可考虑将ASON的网络管理纳入到运营商综合网管之中，最终实现全网的统一管理。

　　6.在维护上需要考虑的问题

　　由于ASON技术还处于应用的初期阶段，对它的日常管理与维护还缺乏经验。引入ASON之后，业务调度与传统方式有所不同，在维护上也随之会发生变化。现有的维护体制(SDH和WDM)已不能满足要求，需要单独提出ASON的维护体制。维护人员在处理故障时应首先确保ASON设备的高可靠性，当传送平面、控制平面或管理平面同时发生故障时，应坚持以ASON网络运行的最快恢复为原则，分析导致网络故障的直接原因，优先处理对网络造成影响较大的故障。此外，由于ASON属于较新的技术，对维护人员在技术掌握上要求会更高。同时，由于控制平面的引入，网络会经常出现与控制平面相关的软件故障，这要求维护人员应比较熟悉软件故障的处理操作。

　　随着ASON技术逐渐步入实用化阶段，对于ASON网络管理的研究方向也将由管理需求方面逐渐转移到ASON网络的管理与维护体制方面。ASON网络管理与维护体制的建立会经历一个较长的过程，需要在ASON网络的实际运营中不断积累经验，逐渐完善。

　　三、新技术在ASON设备中的应用

　　随着ASON技术的飞速发展，ASON系统设备实现的关键技术倍受各大运营商关注，例如：如何提供更高速率的光接口解决宽带化问题，如何构建无阻塞的交叉矩阵实现传送平台的畅通，智能控制单元实现方式以及对组播业务的支持等，这些问题都有待解决。

　　1.40Gbit/s速率的光接口

　　随着各种新兴电信业务的出现，特别是数据业务对网络带宽的占用量越来越大，我们在使网络变得智能化的同时，也要考虑网络宽带化的问题。对于应用于骨干层网络的ASON节点设备来说，能够提供40Gbit/s的更大速率光接口就显得非常有必要了。另一方面，各种高端路由器和交换机的接口速率达到了10Gbit/s，这种大容量高端路由器和交换机的出现也大大推动了40G光接口在ASON节点设备中的应用。烽火通信作为国内主要的光通信设备供应商之一，已经在40G商用传输系统方面取得了重大突破，承担的国家“十五”科技攻关计划项目“40Gbit/sSDH光纤通信设备与系统”已经顺利通过信息产业部验收专家委员会的验收。该项目通过采用精确色散补偿、拉曼化掺饵光纤放大器等技术，成功地实现了40Gbit/s光传输系统在G.652和G.655光纤上的560km无电再生无误码传输，解决了该系统在色散、非线性等方面的关键难题。目前烽火通信FonsWeaver系列ASON产品已经全面支持40Gbit/s高速率光接口。

　　2．基于BitSlice技术的多播严格无阻塞交叉矩阵

　　交叉矩阵是ASON节点设备传送平面的核心部分，ASON设备和传统的SDH/MSTP设备相比，除了增加控制平面外，在传送平面硬件方面也有部分改进。例如交叉容量的提升和交叉矩阵的多播严格无阻塞特性。为什么ASON节点设备需要多播严格无阻塞、大交叉能力的交叉矩阵呢？主要是以下三方面的原因：首先，ASON是基于格状网络构建的，相对于以往的环网结构来说，ASON节点设备上要提供更多的光接口，要有更强的业务调度和疏导能力。其次，采用多播严格无阻塞的交叉矩阵对于ASON网络的恢复时间性能有显著提高。与之相比，传统的3级CLOS矩阵方式具有重构无阻塞特性，在网络发生故障时，ASON节点设备的交叉连接要进行内部路由搜索，延长了全网恢复时间。最后，采用多播严格无阻塞矩阵可以更好地支持ASON网络中的广播业务。若采用重构无阻塞交叉矩阵，在广播业务达到25％以上时，会显示出阻塞特性。

　　3．外置控制单元处理方式

　　ASON网络智能特性实现的关键是引入了控制平面。通过分布式智能控制可实现流量工程、动态快速地建立连接、提供多种业务恢复机制等智能特性。控制平面由分布于ASON网络中各节点设备的控制单元组成，目前业界控制单元的实现方式包括内置和外置两种。内置方式通过设备上插单盘的方式实现。采用此方式的控制单元一般采用Motolora嵌入式CPU。外置方式的控制单元不插在设备的单盘区，而是外置单板服务器，随设备子架一起安装在机柜中。两种实现方式比较而言，内置式在设备整体性方面有一定优势，但是占用了设备子架所提供的槽位，若主备方式则占用两个槽位。外置式在处理能力方面更加强大，更适合构建ASON网络。

　　4.组播业务的实现

　　组播技术是一种点对多点的通信技术，是通信网络将发起端的信息同时传递给多个接收端的一种信息传递模式。随着网络技术的不断发展和用户需求的不断变化，组播业务日益成为一种重要的业务模式。要求组播技术支持的业务类型主要是一些带宽密集型的业务，如：IPTV、视频会议等，可以预见组播技术所支持业务的应用前景将会非常广阔。

　　随着ASON设备的逐步商用，相信会有更多新技术应用到ASON节点设备中，ASON技术会给运营商带来更高的盈利能力。

　　四、ASON技术的演进步骤

　　目前，业界普遍认为，ASON的演进步骤为：

　　（1）在光传输网完全采用WDM传输技术的基础上，首先在长途节点使用OEO交换技术的OXC设备，采用ASON的信令、路由协议和NNI接口，在域内实现ASON的功能；

　　（2）在城域网范围内，采用具有UNI接口的多业务传输平台（MSTP）或OXC设备，以便使MSTP或OXC设备可以通过UNI接口，实现端对端智能管理；

　　（3）在全网内，全面采用ASON的信令、路由协议、NNI接口和功能；

　　（4）不同运营商的ASON，使用NNI或UNI接口互通。

　　总之，ASON技术是光传输网技术的一项重大突破，它的出现深刻地改变了光传输网的体系和功能，可以相信，随着技术的逐步成熟，光传输网将会发挥更大的作用。