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智能光网络技术及发展

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作者:张志强 张东丽 曹祥福 

摘要:本文主要介绍了ASON技术的总体结构和关键技术,当前ASON的标准研究和应用的进展,并对ASON的演进策略作了一些探讨。 
关键词:ASON  总体结构  关键技术  研究进展  应用  演进策略  
        0 引言 
        随着IP业务的持续快速增长,对网络带宽的需求变得越来越高,同时由于IP业务流量和流向的不确定性,对网络带宽的动态分配要求也越来越迫切。为了适应IP业务的特点,光传输网络开始向支持带宽动态灵活分配的智能光网络方向发展。在这种趋势下,自动交换光网络(ASON)应运而生。ASON网络是由信令控制实现光传输网内链路的连接/拆线、交换、传送等一系列功能的新一代光网络。ASON使得光网络具有了智能性,代表了下一代光网络的发展方向。 
        ASON的主要优点有:动态地分配网络资源,实现网络资源的有效利用;快速的在光层直接提供用户需求的各种业务;降低了运营维护费用;高效的网络管理和保护技术;便于引入新业务。  
        1 ASON的总体结构及关键技术 
        在ASON得分层体系结构中,ASON由传送平面(TP)、控制平面(CP)、管理平面(MP)组成。三个平面分别完成不同的功能。传送平面负责在管理平面和控制平面的作用下传送业务;控制平面根据业务层提出的带宽需求,控制传送平面提供动态自动的路由;管理平面负责对传送平面和控制平面进行管理。 
        ASON的最大特色是引入了控制平面。控制平面是ASON的核心,主要包括信令协议、路由协议和链路资源管理等。其中信令协议用于分布式连接的建立、维护和拆除等管理;路由协议为连接的建立提供选路服务;链路资源管理用于链路管理,包括控制信道和传送链路的验证和维护。 
        控制平面的核心功能是连接控制功能。在ASON中,连接不再是全部由管理层控制实现的固定连接了。它有三种类型的连接:交换式连接(SC),永久连接(PC)和软永久性连接(SPC)。控制平面的另一关键技术是网络拓扑和资源的自动发现。主要包括自动邻居发现(NDISC)和自动业务发现(SDISC)。自动邻居发现协议是要解决光网络中对新增节点的自动发现以及处理问题。而自动业务发现是要解决对新发现的节点的业务功能的确认问题,通过业务发现,相邻网元能够了解每个网元提供的业务和确定可选的接口。 
        信令、路由和资源发现是实现ASON的三大关键技术,而这三个方面的研究工作可以说是实现光网络智能化的重点和难点之所在,一旦这些问题得到解决,光网络智能化的进程将向前迈出关键的一步。 
        2 ASON的研究进展及应用 
        经过不断的研究和实践,ASON技术的标准化工作和实际应用取得了巨大的进步。目前国际和国内的ASON标准化方面有了显著进展,ASON产品逐步趋于完善和成熟,电信运营商已经开始了ASON网络的试验和建设。 
        负责ASON标准化工作的主要国际标准组织包括国际电信联盟(ITU-T)、互联网工程任务组(IETF)以及光互联论坛(OIF)。ITU-T是从整体结构的角度研究智能光网络。它提出了ASON的体系结构和总体要求,以及信令、路由、自动发现等系列建议,还对保护恢复、连接允许控制、管理平面等方面进行了规范。目前,ITU-T的研究方向是继续加强G.8080,逐步解决多层的呼叫和处理问题,解决多层情况下的路由和信令问题;在信令方面,主要针对呼叫和连接分离情况下的信令流程,研究信令流程对控制平面的可靠性、业务优先级、重路由、保护和恢复等方面的支持;在路由方面,主要考虑控制平面对路由互联的策略、路由和保护恢复方面的问题以及多层的路由问题;在自动发现方面,对ECC发现消息格式进行扩展,提供层邻接发现的附加程序。IETF的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。目前,IETF正在讨论有关链路管理(LMP)、基于GMPLS的网络保护恢复以及域间路由等方面的标准草案。OIF主要关注的是IP客户端,OIF已经规范了智能光网络的用户接口(UNI),用于各光网络节点互连的网络接口(NNI)尚在进行当中,E-NNI有了一个初步的定义。目前,OIF一方面主要是进一步完善UNI2.0,包括连接和控制的分离问题、多样性路由的双归属问题、无中断的连接调整操作、1:N的信令保护、对以太网业务的支持、对G.709接口的支持以及UNI接口的发现程序等方面的内容。另一方面,OIF还将进一步完善NNI1.0,完善E-NNI接口的标准化工作。

 我国的主要电信运营商对ASON技术投入了极大的关注,积极开展了相关技术研究和经济性分析,并着手ASON网络的规划和建设。目前,ASON组网还存在一些问题:比如接口规范不完善,无法实现多厂商设备的混合组网;域间保护恢复技术还不成熟;支持UNI的客户设备较少等。这些问题有赖于标准的不断完善和产品的不断成熟。 
        3 智能光网络的演进策略 
        智能光网络具有先进的技术和突出的优势,是构建新一代光网络的核心技术之一。根据自身业务和网络发展需要,合理的引入和开展新业务新运营模式,逐步向智能光网络演进;要保证与原有网络设备的良好兼容和业务的平滑过渡。     
        目前我国已经投入巨资建立起了规模庞大的SDH和WDM网络,它们承担着的骨干网络的信息传送任务,这些网络不具有智能。鉴于此种情况,在发展ASON网络的策略方面,可以采取分两步走的方式:  
        第一步:在现有网络中引入智能光网络集中控制系统,向外提供标准的UNI接口,实现流量工程和带宽按需自动配置。可以在现有光传输网的层面选择几个核心大节点配置大型交叉连接系统,这种方式可以首先屏蔽现有网络的多厂商环境,构建一个基于网格状网的灵活、强大的智能核心层,或者保持现有传输网不做变动。第二步:待智能光网络技术,特别是NNI信令协议最终实现标准化,例如GMPLS/G.ason等技术的进一步成熟,可以在网络中建立信令机制。对于传统网络的带宽配置仍可以继续由集中控制系统来实现。可以说未来两种方式将并存,只有这样才可能保证全网的端到端配置。如果最终全网实现了GMPLS/G.ason ,网管系统将演变成网络资源的管理监控系统和业务的政策服务器,提供诸如网络性能,故障处理和资源监控等功能,将继续在未来智能光网络中发挥必不可少的重要作用。 
        4 结束语 
        市场的迫切需求和技术的不断进步使得ASON技术应运而生,它的出现深刻地改变了光传输网的体系和功能,为光网络的发展带来一个质的飞跃。然而,ASON从一个概念发展到成熟应用还需要做大量的工作,需要相关组织加快研究,尽快完善ASON标准,需要设备厂商生产出成熟可靠的产品,需要运营商谨慎、积极地探索网络的应用。随着ASON标准化进展的加快和ASON设备的进一步成熟,ASON即将步入实用化阶段。现有光传输网向ASON网络演进是光网络的发展趋势,随着技术的成熟,ASON将发挥越来越大的作用。 
参考文献: 
[1]吴健学,智能光网络及其研究进展.http://www.chinatelecom.com.cn,2003.6. 
[2]徐云斌.ASON标准化研究进展.http://33tt.com/article/2005-11/358.htm,2005.11. 
[3]王丽霞.2005年ASON技术发展总结.http://33tt.com/article/2005-1 
1/750.htm.2005.11. 
[4]智能光网络关键技术及其应用.http://telecom.chinabyte.com/270/1 
921270.shtm1,2005.3. 
[5]通信世界网,智能光网络建设的关键问题.http://cww.net.cn.2003.8.7. 
[6]张成良.ASON网络标准化和技术进展.http://www.chinatelecom.com.cn.2003.12.18.


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