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构建新一代光网络的核心技术----ASON [复制链接]

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发表于 2007-10-26 11:01:00 |只看该作者 |倒序浏览

0、引言    以光传送网OTN(OpticalTransportNetwork)为基础的自动交换传送网ASTN(AutomaticSwitched Transport Network)被称为自动交换光网络ASON(Automatic Switched Optical Network)。ASON是指在ASON信令网控制之下完成光传送网内光<a href="http://www.vlan9.com/network/d512/index.html" target="_blank">网络连接</a>、自动交换的新型网络，其基本思想是在光传送网络中引入控制平面以实现<a href="http://www.vlan9.com/network/m2850/index.html" target="_blank">网络资源</a>的实时按需分配，从而实现光网络的<a href="http://www.vlan9.com/network/m2971/index.html" target="_blank">智能化</a>，以满足市场要求，向支持多信道、高容量、可配置、智能型的网络演进。作为构建新一代光网络的核心技术，ASON以可兼容、可扩展的硬件<a href="http://www.vlan9.com/network/d1681/index.html" target="_blank">系统</a>为支撑，将先进的软件系统融入硬件平台，形成一个更具伸缩性、以数据为中心的基础平台，把光层从一种静态的传输媒体变成一种动态的、智能的光网络结构，并直接从光域提供各种灵活的高速增值业务，使<a href="http://www.vlan9.com/network/d589/index.html" target="_blank">运营商</a>可以直接从光域快速提供业务，全面提升传送效能。    1998年，ITU-T提出光传送网的概念取代过去全光网的概念。2000年之前，OTN标准化基本采用了与SDH相同的思路，以G.872光网络分层结构为基础，分别从物理口、节点接口等几方面定义了OTN。2000年，对于OTN发展是一个重要转折，由于自动交换光网络的发展使OTN标准化进程改变了方向，从单纯模仿SDH标准化向智能ASTN标准化方向发展，其中的重点又是控制平面及其相关方面的标准化。2000年以后，由于自动交换传送网络的出现，OTN的标准化发生了重大变化。标准中增加了许多智能控制的内容，例如自动<a href="http://www.vlan9.com/protocol/route/index.html" target="_blank">路由</a>发现、<a href="http://www.vlan9.com/network/m2430/index.html" target="_blank">分布式</a>呼叫连接<a href="http://www.vlan9.com/network/m2457/index.html" target="_blank">管理</a>等被引入了控制平面，以利用独立的控制平面来实施动态配置连接管理网络。另外，对G.872也作了比较大的修正，针对自动交换光网络(ASON、ASTN的一部分)引入的新情况，对一些建议进行了修改。2001年3月9日，发布了G.satnV0.5.1建议稿。目前，ASTN系列建议还没有最后完成，只是完成了结构、功能性的抽象描述和对系统分层、分块及相互关系的描述，每个模块内具体实现的实施方法还没有定义。预计在要2005年以后才能完成ASTN的标准化。    1、ASON网络总体结构    1.1ASON网络的层次结构    在ASON网络的整体结构中，层次模型关系是一个非常重要的方面。ASON网络设计的目的是为了实现大范围全局性整体网络，因此ASON网络在结构上采用了层次性的可划分为多个域的概念性结构。这种结构允许设计者根据多种具体条件限制和策略要求来构建一个ASON网络。在不同域之间的互作用是通过标准抽象接口来完成的，而把一个抽象接口<a href="http://www.vlan9.com/network/m2944/index.html" target="_blank">映射</a>到具体<a href="http://www.vlan9.com/network/d556/index.html" target="_blank">协议</a>中就可以实现物理接口，并且多个抽象接口可以同时复用在一个物理接口上。    通过引入域的概念，使ASON网络具备了良好的规模性和可扩展性，保证了将来网络平稳<a href="http://www.vlan9.com/network/m2715/index.html" target="_blank">升级</a>。通过标准接口的引入，使多厂商设备的互联互通成为可能。因此，标准的接口就成为ASON网络中一个非常关键的方面。另外通过E-NNI、I-NNI的引入，使得ASON具备良好的层次性结构；通过E-NNI接口来传递网络消息，满足不同域之间的消息互通的要求；通过对外引入I-NNI，屏蔽网络内部的具体消息，保证了网络<a href="http://www.vlan9.com/network/d196/index.html" target="_blank">安全</a>性需求；标准的UNI接口的引入，使得用户具备统一的<a href="http://www.vlan9.com/network/m2827/index.html" target="_blank">网络接入</a>方式。    1.2ASON的功能性结构    ASON功能层面上可视为由控制平面CP(ControlPlane)、管理平面MP(ManagementPlane)和传送平面TP(TransportPlane)所组成。同传统的光传送网相比较，明显的不同就是控制平面的引入，这一平面的引入给整个光网络带来了前所未有的变化。    可以看出，三个平面分别完成不同的功能。同传统网络类似，传送层仍然负责业务的传送，但这时传送层的动作却是在管理面和控制面的作用之下进行的。控制面和管理面都能对传送层的资源进行操作。这些操作动作是通过传送面与控制面和管理面之间的接口来完成的。同时管理面在结构中作为高层管理者出现，在管理面中存在着三个管理器，分别是控制面管理器、传送面管理器和资源管理器，这三个管理器是实现管理面同其它平面之间实现管理功能的代理。此外，在控制面和其它层面之间也存在着不同的接口，通过这些接口，可以实现同管理面之间功能的协调，实现对传送面资源的管理动作。    ASON支持的连接有三种类型：(1)指配方式：这种方式的连接，通过对沿所要求的端到端连接的通道上的每个网元进行配置来完成。指配是由<a href="http://www.vlan9.com/network/d1566/index.html" target="_blank">网管</a>系统或人工参与实现的，<a href="http://www.vlan9.com/network/m2793/index.html" target="_blank">网管系统</a>需要<a href="http://www.vlan9.com/telecom/f9/index.html" target="_blank">接入网</a>络的<a href="http://www.vlan9.com/network/d452/index.html" target="_blank">数据库</a>，要首先找出最适宜的路由，然后发送命令给支持连接的网元实现连接。这种连接又称为硬永久性连接。(2)信令方式的连接由<a href="http://www.vlan9.com/network/m2773/index.html" target="_blank">通信</a>端点的命令来完成。这些通信端点在控制平面内，以信令消息的形式进行动态协议消息互换，消息流通过控制平面内的I-NNI或E-NNI。这种方式的连接需要网络命名和编址方案，以及控制平面协议。(3)混合方式的连接是在网络的边缘，由网络提供者提供永久性连接，在网络边缘的永久性连接之间，提供交换连接，以实现总的端到端的连接。连接是通过网络产生的信令和选路协议完成的，并取决于NNI的定义，指配只是完成边缘的连接。这种方式的连接没有定义UNI，所以又称之为软永久性连接(SPC)。从端到端来看，与指配、网管控制、永久性连接没有什么区别。    三种连接的最重要区别是由谁来建立连接。指配的连接建立的责任在网络运营者，信令连接建立的责任在<a href="http://www.vlan9.com/network/m2978/index.html" target="_blank">终端用户</a>，必须支持第三方信令通过UNI。实际上，不同的连接类型，对计费系统有不同的影响。ASON体系结构属于客户/服务器(Client/Server)模型或重叠网络模型。这种模型显著的特点是在客户网络与提供商域之间存在清晰易辨的边界，即网络中第三层和第一层的设备的所有权可能属于不同的组织。这种客户/提供商域的分离要求在各自域运行不同的<a href="http://www.vlan9.com/network/d394/index.html" target="_blank">路由协议</a>实例，因此，在运营商及客户之间没有必要<a href="http://www.vlan9.com/network/d430/share.html" target="_blank">共享</a>网络拓扑信息。    2、技术优点及发展前景    作为一种新兴的<a href="http://www.vlan9.com/network/d473/index.html" target="_blank">通信技术</a>，ASON具有许多优点：可以进行实时的流量工程控制，根据业务需求实时动态调整网络的逻辑拓扑结构和实现资源的最佳配置；可以提供更加灵活完善的端到端的保护和恢复能力；可以将光网络资源与数据业务分布自动联系在一起，形成一个响应快速且成本低的光传送网；可以为用户提供各种带宽的服务与新型应用。当然，ASON技术目前也存在不足之处。主要体现为：对设备要求高，不仅需要具备很高的业务吞吐量、丰富的软件功能和控制特性，还要具备<a href="http://www.vlan9.com/network/d818/index.html" target="_blank">IP路由器</a>的选路功能、光交换的快速交换功能以及带宽资源的动态分配和管理能力，同时还要提供<a href="http://www.vlan9.com/network/d504/index.html" target="_blank">网络故障</a>时的保护/恢复能力。    目前进行ASON标准研究工作的国际标准组织有国际<a href="http://www.vlan9.com/network/m2388/index.html" target="_blank">电信</a>联盟标准部(ITU-T)、光<a href="http://www.vlan9.com/telecom/c34/index.html" target="_blank">互联网</a>论坛(OIF)、互联网工程任务组(IETF)、光域业务互连(ODSI)和IEEE803.3ae等各组织分别侧重于ASON的不同领域，以形成一个统一的通用ASON标准。在国际上，各大公司和研究机构也纷纷投入巨大精力进行研究，有些早期非标准的ASON产品已经问世并开始网络运行。在国内，一些高等院校和业内公司也正在对ASON进行跟踪研究。ASON的最终实现将依赖于控制平面的完善和智能化光网络节点，如OXC、OADM和波长路由器的真正实现。从全局的角度来看，围绕ASON技术主要有几个方面的研究内容：控制平面的研究、管理功能的研究、生存性机制的研究、智能节点技术的研究。    针对ASON的目前发展状况和下一步的发展策略，专家指出，虽然各厂商对于控制平面的研制工作有了很大发展，但由于标准化工作还未最终完成，在实现多厂商环境的大规模组网时仍会遇到很大困难。对于不同厂商无法实现接口互联互通的情况，目前建设ASON网络有两种选择：第一是继续等待标准化，待E-NNI接口标准化完全完成后再建设网络，这样风险性比较小，并且可以很容易实现多厂商互通；第二种选择是建设ASON网络，不同区域采用不同控制层面和路由算法，域间采用固定连接，等到域间路由成熟后再在域间引入路由。这种模式要求设备厂商必须保证自己的E-NNI接口可以升级到符合互联互通的标准接口，存在一定的风险。    3、结束语    自动交换光网络的概念源于智能光网络，它实际上是智能光网络标准化的结果。动态的带宽调整是智能光<a href="http://www.vlan9.com/network/d508/index.html" target="_blank">网络技术</a>所具有的主要特征之一。智能光网络的发展目前还未成熟且没有得到具体应用。但我国多个运营商已经对ASON进行前期研究以及相关实验网的工作。近几年来，对智能光网路<a href="http://www.vlan9.com/keywords/cio.html" target="_blank">解决方案</a>的跟踪一直没有停止，ASON将是主攻方向。