智能光网络的原理及演进策略的探讨

　　 摘要：智能光网络（ASON）是下一代光网络传输技术发展的趋势。本文首先介绍了温州联通本地传输网的现状和存在的问题，提出了建设ASON的必要性，接着阐述了ASON 的体系结构、自身的优势及网络演进的策略，最后从温州本地传输网的实际情况出发提出了演进方案与注意问题进行了探讨。
关键词：ASON 网络演进策略 体系结构 优势
1 现状
近几年，随着电信业务种类的不断增多，原来以PSTN 网络定位、SDH技术为基础的传输网已经不能满足需要。运营商对传输网功能、定位和设备技术兼容性要求越来越高，将来的传输网必须也能为宽带数据、NGN 和IP多媒体等业务提供通道和多种传送方式。本文基于温州联通的实际，提出了向ASON演进的方案。
1.1 本地传输网的现状和面临的问题 温州联通本地传输网经过多年建设和扩容后，已具相当规模，形成以华为OPTIX系列SDH设备为主，PDH、FSO?和微波设备为辅的格局，本地传输网分为核心层、汇聚层和接入层三层网络结构，在物理上分为南环、北环和城域网三块。温州地区南部建有1个10Gb/s、1个2.5Gb/s地区骨干传输环，10Gb/s、2.5Gb/s骨干南环采用复用段保护；温州地区北部建有永嘉汇聚环、乐清汇聚环、洞头汇聚环，业务直接汇聚到江滨、龙湾中心机房，采用通道保护；城域建有5个2.5Gb/s汇聚环直接汇聚到江滨、龙湾中心机房，采用通道保护。
本地传输网络主要采用华为的OptiX系列的SDH设备，以环形组网方式为主，采用子网连接保护方式。SDH环形网是以牺牲网络灵活性和带宽利用效率来满足语音业务高可靠性和高QoS 要求，SDH网主要存在如下方面的问题：①网络可靠性和灵活性不高。由于使用传统的SDH环网保护，业务路由选择单一，再加上温州地形以山地为主，光缆经常被松鼠咬断，因此，无法抗拒环内多点故障和多处断纤而引起大面积的断站。②端到端电路的调度管理能力弱和配置复杂。目前电路采用双节点保护的业务配置方式，需要静态配置，部分电路依旧需要DDF进行跳接，这对于快速开电路和故障排除十分不利。另外，温州位于浙江南部沿海地带，每年都要多次饱受的台风正面袭击，造成大面积的停电和光缆杆路的破坏，易出现C4骨干层节点被或接入层多处开环，这给灾后通信抢修带来巨大的困难和人生危险。即使光路临时调通，电路时隙的配置也需要人工逐条保存原始数据后再修改，这极大地延长了抢修时间。③业务模式和保护方式单一，不利于新业务的开展。
1.2 建设ASON的必要性 随着ASON技术的运用，SDH网中业已存在的上述问题就会迎刃而解。在当今通信服务市场竞争白炽化的3G时代，作为各种电信业务应用的传输载体，必须根据市场和客户的需求，快速地提供个性化的通信服务，是我们赢得市场和维系老客户的技术保障。对温州联通而言，ASON技术的使用还有额外的功效——可以增强抵御台风等不可抵抗力的能力和减少网络调整的工作量：如我们可以在台风影响较大的地区加大路由的建设（多一个出口就是多一重保障），来避免重要节点孤立出环。同时，还可以省去数据修改这一繁杂的环节，极大地缩短了抢修时间，快速地恢复网络的运行；由于ASON设备的传送平面的分离，使得经常需要站点调整的割接变得轻松方便。因此，选用ASON技术和设备是必要的。
2 ASON技术简介
ASON是专门以光传送网(OTN)为基础的，在选路和信令控制之下完成自动交换功能的新一代智能型光网络，也可以看作是一种标准化的智能光传送网。
2.1　ASON的体系结构 ASON网络结构的核心特点就是支持电子交换设备动态地向光网络申请带宽资源，可以根据网络中业务分布模式动态变化的需求，通过信令系统或者管理平面自主地建立或者拆除光通道，而不需人工干预。采用自动交换光网络技术后，原来复杂的多层网络结构可以变得简单和扁平化，光网络层可以直接承载业务，避免了传统网络中业务升级时受到的多重限制。从功能平面来说， ASON由控制平面、传送平面和管理平面组成。
2.1.1 控制平面 它是ASON 最具特色的核心部分，由路由选择、信令转发以及资源管理等功能模块和传送控制信令信息的信令网络组成，完成呼叫控制和连接控制等功能。控制层面通过使用接口、协议以及信令系统，可以动态地交换光网络的拓扑信息、路由信息以及其他控制信令，实现光通道的动态建立和拆除，以及网络资源的动态分配，还能在连接出现故障时对其进行恢复。
2.1.2 传送平面 负责数据业务的传送。传送平面与控制平面和管理平面都有通信接口，通过这些接口，管理平面和控制平面就可对传送资源进行控制和管理。传送平面还可以提供控制平面和管理平面的通信信道。
2.1.3 管理平面 完成传送平台、控制平面和整个系统的维护功能，主要面向网络管理者，着重对网络运行情况的掌握和网络资源的优化配置，负责所有平面间的协调和配合。管理平面对于整个网络拥有比控制平面更高的权限，管理平面可以划分管理平面和控制平面各自使用的网络资源。在某些情况下，管理平面可以强制拆除控制平面简历的连接。3个平面之间通过3个接口实现信息的交互。控制平面和传送平面之间通过连接控制接口(CCI)相连，交互的信息主要为从控制节点到传送平面网元的交换控制命令，以及从网元到控制节点的资源状态信息。管理平面通过网络管理接口(包括NM I-A和NM I-M)分别与控制面及传送平面相连，实现管理平面对控制平面和传送平面的管理，接口中的信息主要是网络管理信息。
2.1.2 ASON的优势 ASON 与传统的SDH 环网相比，其主要优势如下:①显著降低网络建设费用和运维费用；②智能光交换节点之间的网状网恢复；③基础网络设施直接提供新业务，如以太网、按需带宽和O-VPN、层有差异的分等级业务等；④完整保留SDH 环网保护机制。⑤ASON 的运营维护可以从传统的人工方式逐步向自动化和智能化过渡。
3 对网络演进的思考
3.1 ASON 引入的总体原则 ASON 的演进总体原则：从上到下、同层先孤后连。“从上到下”指的是先长途、城域骨干，后汇聚，最后到接入和最终的终端用户。“同层先孤后连”指的是在一个层面上，可以先建一些孤岛，然后将各孤岛相连，实现更大范围的ASON。
3.2 演进步骤 虽然智能光网络的部分功能已经成熟，但是ASON技术的发展需要有一个逐步成熟、各项功能有一个逐步完善的过程，同时为了保证原有投资，智能化的演进不可能一步到位。从智能光网络的标准和现有网络的需求分析，向ASON网演进可以按如下步骤实施：①考虑到ASON的大容量交叉调度功能，现阶段的从中心机房着手，取代现网骨干网的10G设备，这样仅能增加中心机房设备的交叉容量，并不能真正实现智能管理和调度的功能。②随着资金的到位和光缆路由的完善，开始组建南片五县C3骨干层，组成MESH 网，提高核心网络的安全，实现流量管理，支持SLA提供差异化服务等。③然后实现北环和城域核心层智能化，并与汇聚层互操作，扩展业务端到端供应范围。
3.3 向ASON 演进需注意的问题 目前国内各大运营商还只是在进行ASON的测试工作，尚未有大规模的应用，很多运营商建设的是一个可向ASON平滑演进的SDH 网络，为避免传统SDH网络向ASON演进时遇到巨大困难，以下几点问题是值得考虑的：①必须在建网初期预留足够多的群路和支路槽位。由于在传统SDH网络向ASON演进的过程中，会形成多路由出口，将占用一定的槽位，而且考虑到向ASON演进时原有网络本身可能需要扩容，对槽位的需求量很大，因此在建网初期必须要有较大的设备冗余度，特别是中心机房更需注意槽位的占用情况，否则很可能导致无法向ASON 平滑演进。②全网最好采用155M或155M以上级别颗粒的业务进行调度。一般不建议在ASON 中进行2M级别的业务调度。③下载设备光口最好在2.5G 或以上速率级别。下载光口的低速率将造成主设备槽位的巨大浪费，而且高速率接口便于网络的双节点改造。④在新建ASON 时首先应摸清光缆资源的家底，完善光缆物理结构，选择合理的承载平台( 如光缆或波分)，再考虑ASON 本身的网络架构( 如双节点或单节点) 。
4 结束语
智能光网络的发展和实践对电信网络的影响不仅存在于传输网络技术层面，更重要的是在智能光网络这一智能传输平台基础上可以实现更加灵活、丰富的增值业务的提供和用户业务的方便接入， 从而促进传统的传送网络向业务网络的演进，并可以此为基础构建统一的业务平台。
参考文献：
[1]张杰等编著.自动交换光网络ASON.人民邮电出版社.2004.
[2]纪越峰等编著.自动交换光网络原理与应用.北京邮电大学出版社.2005.
[3]李秉钧等编著.演进中的电信传送网.人民邮电出版社.2004.