ASON技术Word格式.docx

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传送平面包括提供子网络连接（SNC）的网元（NE），它具有各种粒度的交换和疏导结构，如光纤交叉连接，波带和波长交叉连接；

具有各种速率和多业务的物理接口，如SDH（STM-N），以太网接口，ATM接口以及其他特殊接口等；

具有与控制平面交互的连接控制接口（CCI）。

图1智能光网络（ASON）

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组件、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。

三、ASON技术简介

ASON由三个平面构成：

传送平面：

业务承载实体

管理平面：

TMN管理系统

控制平面：

路由信令系统

图2ASON的功能结构

ASON的核心组成部分：

OXC（光交换机）

路由信令协议

OXC光交换机：

O－O－O（全光交换）

O－E－O（电交换）

什么是O-O-O?

O-O-O=光学交换矩阵，采用如气泡、微镜等技术实

现交换

重新定义光信号的路径，但不关心光的速率、数据格

式以及输入/输出口的波长

应用例子如图2:

图3

什么是O-E-O交换?

O-E-O=电交换加光学接口

在交换之前把光信号转换成电信号

应用例子如图3：

路由信令协议

1、路由协议

（1）路由信息发布、路由计算

（2）使每个网元都知道当前网络拓扑和链路状态

2、信令协议

（1）建立、维护、拆除网络连接

图4路由网

路由信令协议赋予ASON智能

1、网络拓扑自动发现

2、快速自动连接提供

3、快速端到端Mesh恢复

4、保护带宽共享，提高带宽利用率

5、按业务分类等级建立连接和提供网络保护多重网络保护

图5自动端到端电路提供

多重网络保护机制

1、自愈环网、链网保护

2、快速Mesh恢复

（1）每个Span的空余容量都可用于全网范围内其它Span的业务保护

（2）物理网的多重连接增加了可选恢复路径数量

（3）对单个电路进行Mesh恢复

（4）自愈环网、链网保护失效后激活

四、ASON的关键技术

ASON由智能化的光网络节点所构建的光传送网以及对光传送网进行控制管理的光信令控制网络构成，即所谓的硬光技术和软光技术。

硬光技术指物理层的光技术和硬件设备；

软光技术指控制光通道的建立、删除、查询等操作和提供服务所需的软件，即智能化。

4.1传送平面的技术

传送平面由作为交换实体的传送网网元（NE）组成，主要完成连接建立/删除、交换（选路）和传送等功能，为用户提供从一个端点到另一个端点的双向或单向信息传送，同时，还要传送一些控制和网络管理信息。

ASON的传送平面具备了高度的智能，这些智能主要通过智能化的网元光节点来体现。

ASON的总体需求框架标准G.8080明确指出ASON节点应具有多粒度交叉、多业务接入的能力，实际上应是一种具有疏导交叉功能的节点。

如果把智能光网络看成是可运营的网络，那么必须能够灵活地为用户提供业务服务。

因此在未来相当长的一段时间内,ASON节点不可能是全光的（以波长为粒度提供给用户实在是太大了），业务接入、汇聚最好由电的交叉连接来完成（业务汇聚层）。

对于ASON的传送平面的核心交换结构,全光方式和光电光方式各有其优缺点。

●全光方式全光方式的优点是对业务透明，不需要进行大量的光电、电光转换。

光节点具有容量大，结构简单，透明性好，易于实现，成本低的优点。

但它本身只能完成波长以上级的交换，全光结构要想具有疏导的能力，必须增加对子波长进行处理的能力，即核心交叉在光域完成，同时增加电层的交叉以完成子波长的处理。

●光电光方式光电光方式具有交叉颗粒度小，电性能监测完备以及强大的业务汇聚能力等特点。

但它对信号格式不透明，在多业务情况下，必须有统一的承载层。

对于光电光结构，大量的实现方案是走高速背板互连。

电交叉卡受单板尺寸，单个芯片交叉容量以及高速接口数量的限制，比较先进的单板可以实现160Gbits/s的交叉连接,容量扩展采用3级Clos矩阵。

4.2管理平面的技术

管理平面对控制平面和传送平面进行管理，在提供对光传送网及网元设备的管理的同时，实现网络操作系统与网元之间更加高效的通信功能。

管理平面的主要功能是建立、确认和监视光通道，并在需要时对其进行保护和恢复。

由于ASON在传统光网络的基础上新增了一个功能强大的控制平面，这给智能光网络的管理带来了新的需求。

网管系统对控制平面的管理需求主要分为以下几个方面：

（1）网管系统对控制平面初始网络资源的配置，包括配置控制模式和传输资源的绑定模式（如控制代理和传送网元的关系）。

（2）网管系统对控制平面的控制模块的初始参数配置，包括控制模块路由功能的命名和地址参数的配置、信令控制模式和初始参数的配置、资源管理模块初始网络资源参数的配置、用户网络接口和网络节点接口的参数配置。

（3）三种连接的管理过程中控制平面和管理平面之间的信息交互，包括软永久连接SPC建立过程中管理平面和控制平面之间的信息交互，交换连接SC建立完成以后控制平面对管理平面的信息上报过程，控制平面和管理平面协同完成对SC以及SPC的管理过程。

（4）控制平面本身的性能和故障管理，使用定期上报的机制，如果规定时间内没有收到控制平面的上报信息，就认为控制节点或者节点内部的控制模块发生了故障。

（5）实现对支撑控制平面的数据通信网络（DCN）的管理和对控制通道的管理和维护。

传送平面的管理与传统的光网络管理的内容类似，主要完成传送网络资源的配置管理、性能管理、以及故障管理等内容。

对传送网络单元的管理主要包括以下的操作：

（1）初始传送网络资源的配置，如配置网络拓扑、各种传送网元的性能参数等；

（2）配置、删除、调整一条永久连接；

（3）传送网络资源的性能监测和故障管理。

2.3控制平面的技术

ASON控制平面主要实现两类功能：

基本功能和核心功能。

其中基本功能包括路由功能、信令功能、链路管理功能和单元接口技术等，而核心功能则包括网络连接控制、网络生存性、

新型业务等。

图3ASON控制平面功能结构图

ASON的控制平面的关键技术很多，包括信令、路由和呼叫、连接的控制，网络的生存性，接口技术等。

本文主要论述分布式呼叫和连接的管理（DCM），接口技术。

4.3.分布式呼叫和连接的管理

呼叫和连接是由ASON提出的，呼叫是在终点与提供接入网络服务节点之间的协商。

除了传输呼叫管理请求，呼叫并不涉及传输节点，呼叫可以独立连接而建立、维护。

连接需要数据链路上的节点维持状态，承担数据的传输。

对于呼叫和连接控制的关系，在G.8080中提到在一个呼叫中可以包含多个连接，或存在多方呼叫的情况。

在这两种情况下，需要多个连接之间或多方之间的协调。

实际上在G.7713建议中，只考虑了一个呼叫中只包含一个连接，一个呼叫仅有一个呼叫方和一个被呼叫方的情况。

实践中一个呼叫包含多个连接，一个呼叫涉及到多方的情况是存在的。

G.7713.3中也提到一个呼叫包含多个连接的情况。

呼叫和连接控制可以分离，也可以合并。

在G.8080中规范了呼叫和连接控制之间的三种共存方式：

（1）实现呼叫、连接的协议中，通过参数的不同分离出呼叫控制信息

（2）分离呼叫控制和连接控制的状态机，但呼叫控制和连接控制的信令信息在同一个实现呼叫、连接的协议中。

（3）呼叫控制和连接控制采用不同的信令协议，以分离呼叫控制和连接控制的信息和状态机。

在具体实现DCM的功能时，可以选择不同的信令协议。

G.7713.1规定的PNNI，G.7713.2规定的RSCP-TE，G.7713.3规定的CR-LDP。

4.4接口技术

控制面中的功能块之间的通信是通过标准的接口信令方式实现的。

这些接口代表了控制面实体间的逻辑关系并且由跨越这些实体间的信息流来规定。

因此可以说，ASON的具体实施的关键是对接口的定义和具体接口之间的协议方案。

这些接口可以灵活地支持不同的网络模型和网络连接。

具体包括：

（1）用户网络接口（ＵＮＩ）　

UNI是用户与网络间的接口，是不同域、不同层面之间的信令接口。

通常在这个接口传递的信息包括：

呼叫控制、资源发现、连接控制和连接选择。

UNI不支持选路功能，其所完成的主要任务包括：

连接的建立、连接的拆除、状态信息交换、自动发现和实现用户业务传送。

（2）外部网络节点接口（E-NNI）　

E-NNI是属于不同管理域且无托管关系的控制面实体之间的双向信令接口。

E-NNI接口信令将屏蔽网络内部的拓扑等信息，它支持选路功能。

通过这个接口信令，ASON可以被划分为几个子网管理域，E-NNI可以实现这几个域间的端到端的连接控制。

（3）内部网络节点接口（I-NNI）　

I-NNI是属于同一管理域或多个具有托管关系的管理域的控制面实体之间的双向信令接口。

该接口需要重点规范的是信令与选路，它将提供网络内部的拓扑等信息，其所传递的信息将被用来进行选路和确定路由。

通过这个接口信令，ASON可以实现域内的端到端的连接控制。

（4）控制连接接口（CCI）

控制连接接口（CCI）工作在控制平面和传送平面之间。

一般情况下，这是一个私有接口。

接口必须支持两个基本功能：

（1）从控制平面接收命令，翻译以后下发到传送平面，对传送平面的光开关、功率均衡等实体进行控制。

（2）搜集传送平面实体当前状态，包括开关状态、告警等信息，翻译以后发送到控制平面，即主动上报和支持查询的功能。

五、ASON网络生存技术

　　目前，ASON采用的生存技术可分为保护、集中恢复和分布恢复，其中，保护和集中恢复是传统的光传送网的功能，而分布式恢复则是ASON所特有的功能，一般情况下，保护动作完成的时间一般为几十微秒左右，而恢复完成的时间，通常需要几百微秒甚至到几秒。

　　与传统的光传送网不同，ASON的控制平台使运营商可以为用户提供选择业务等级的能力（CoS），选择的指标通常有可用性、中断时间间隔、误码秒等。

保护和恢复正是ASON支持用户所要求的CoS的机理。

生存性方式的选择（保护、恢复或两者都不具备）需要考虑运营商的策略，网络拓扑和所用设备的能力。

不同的生存方式可用于级联的连接，如果某个呼叫经过不同运营商的网络，每个运营商应该负责保证其传送连接的生存性。

此外，在UNI或E-NNI网络接口的连接请求，只需要说明所要求的CoS，而不需要说明保护或恢复类型。

连接的保护或恢复可以由管理平台命令发起或临时禁止，此外，管理平台的命令可用于日常的维护，也可以在紧急故障条件下压制自动完成的动作。

　　ASON的保护或恢复方式应具有以下特性：

（1）与所支持客户层信号（IP、ATM、SDH、以太网信号）相独立；

（2）具有可扩展性，以适应保护业务层灾难性故障（如光缆故障）的需要；

（3）采用可靠及有效的信令机理，即使在传送网或信令网发生故障时，还可保证其功能的有效性；

（4）保护或恢复方案应与故障位置无关。

现在，ASON的保护技术主要有，1+1单向路径保护：

1：

N路径保护、1+1单向SNC/N和SNC/S保护。

同时，还有光通道（Och）共享保护环和光复用段（OMS）共享保护环，这两种方式均需要使用APS协议。

　　ASON的恢复技术可依据以下几个方面进行分类：

控制体系，集中或是分散；

路由选择策略，动态或静态（即动态计算还是预先设置）；

恢复机理，链路、端到端（通道）或跨距（Span）；

每个网络连接类型，单和双节点互连；

工作方式，可逆还是不可逆等。

预置路由的方式通常比动态恢复要快，但预置路由表需要定期升级。

在链路恢复方式中，受影响的业务在相邻节点间选择新的链路。

在端到端恢复方式中，受影响的业务是在终端节点（Och终端点）间选择新的通路。

对于交换连接，生存性方式和路由选择由控制平面完成，而软永久连接和永久连接的生存方式和路由选择由管理平面完成。

六、ASON发展现状和趋势

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“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。

　对于ASON网络的发展，其标准化进程的加快，将实现不同厂商设备的互通和互操作，同时网络结构从环网向网状网演进，着重了网状网物理平台的建设及系统资源的完善和优化，随着ASON技术的逐步成熟，未来几年将进入实用化阶段。

ASON利用单一的控制平面，可以实现跨厂商、跨运营商管理域OTN/SDH传送平面的统一控制，完成端到端的电路建立、保护和恢复，解决了端到端配置、保护和恢复、电路SLA等问题。

可以相信，ASON网络体系将为网络运营商和服务商带来新的业务增长点，创造巨大的市场机遇与经济效益。

参考资料：

【1】现代通网概论李文耀

【2】ASON技术研究何宇，汪祥

【3】ASON自动交换光网络技术

【4】ASON光网络技术发展趋势及应用前景

【5】ASON网络生存性方案的研究与设计严常青,万晓榆,樊自甫

【6】武汉电信ASON技术交流胡峰

【7】ASON原理培训华为光网络

【8】ASON的发展趋势和应用策略刘涛

【9】自动交换光网络关键技术的研究居自强

【10】XX百科