浅析智能光网络核心ASON的技术优势

上海交通大学  张 明 肖石林 于海珍

摘  要：本文主要介绍了ASON的技术特点和优势。ASON通过在传统的静态光网络中引入动态交换和智能控制能力，完成"光传送网+智能化"，从而使光网络从传统的"承载网络"向"业务网络"演进，从被动的网络管理(监控)向主动的控制网络演进。ASON作为对光传输基础网络的功能升级，ASON是光网络发展的必然选择。
关键词：ASON, NGN, 智能光网络

1. 引言

随着信息时代的来临，特别是各种通信业务（特别是以IP业务为代表的数据、图像等传输业务）急剧增长，以及动态的数据业务特性带来新的需求，使得下一代光网络的模式正逐步从概念、理论阶段过渡到实用化阶段。

现有的传输网技术由于缺少实时的业务供给能力，业务配置时间过长以及带宽利用率过低等问题，其发展和运营已越来越不能适应社会的发展进步和通信业务的需求。下一代业务将主要集中在在线网络游戏、在线影视、IPTV、远程医疗、远程教育、视频会议、可视电话等业务上，它们的共性就是从传统的语音、数据分离业务向语音、高速数据和实时图像相结合、向多媒体视讯化方向发展。为了有效地解决上述问题，具备灵活带宽调配能力和新业务接入能力的自动交换光网络(ASON)，作为推动下一代光网络发展的根本动力的新型的网络体系应运而生，也就是通常我们所说的智能光网络。ASON的应用，标志着通信业正在经历从"技术驱动"向"业务驱动"的转变。

下一代光网络是覆盖了从接入到传输乃至交换各个领域的通信平台，涵盖众多新技术。ASON：Automatically Switched Optical Network，自动交换光网络。是指在选路和信令控制之下完成自动交换功能的新一代光网络，也可以看做是一种标准化的智能光传送网,被广泛认为是下一代光网络的主流技术。ASON技术同传统SDH传送网相比，ASON最明显的一个特征是在原来的管理层面和传送层面之间引入控制层面，我们可以将ASON简单地理解为IP路由技术和ATM的MPLS标签交换技术在光网络中的应用。

图1：组成ASON的各功能单元

毫无疑问，ASON的出现为我们构建了下一代的核心光网络，它通过在SDH中引入路由协议和信令机制，促使交换和传输在光层面的融合，向用户提供波长批发、带宽出租、OVPN、流量计费、SLA业务等等服务。ASON通过信令实现对业务的自动保护和拓扑发现，减少人工配置的工作量，充分降低运营商的维护成本和难度，迎合了运营商开源节流的想法。ASON同时可以灵活提供不同的业务等级，满足目前迅速发展的差异化服务的需要。作为对光传输基础网络的功能升级，ASON是光网络发展的必然选择。

2. ASON的技术特点和优势

智能光网络具有诸多先进的技术、性能和非常好的网络过渡解决方案，能增强网络的适应能力，可为运营商提供多种网络业务，开发新的盈利点，增强运营商的市场竞争能力，在业务收入得到最大化的同时使每个可管理比特的成本达到最小化。其作为传送网的主流发展方向已获得业界的普遍认同。

ASON技术的引入则可增强网络业务的快速配置能力，提高业务的生存性，有效抵抗网络多点故障，并能够灵活提供不同的业务等级，满足目前迅速发展的差异化服务的需要。同时，它还可以提供新的业务利润增长点，如光虚拟专网，业务流量工程，三重播放，NGN固网优化等高利润值的业务。

较传统光传送网，新一代智能光网络ASON的特点和优势如下：

2.1 ASON的技术特点

（1）完整的、标准化的GMPLS协议簇。信令：RSVP-TE，执行业务的呼叫和连接管理；路由：OSPF-TE，构造网络拓扑数据库和执行最优路径计算；链路管理：LMP，执行控制通道管理和邻居自动发现。目前为止，ASON的整体架构是基于VC4为颗粒的调度，所有国际通行标准的制定和多厂家互联互通测试规范均在该层面进行。

（2）大容量多端口的光交叉连接设备，可以保证网络的连通度和业务扩展性，以实现快速保护和恢复。即光缆连接增加，或业务容量、端口增加时，设备应保证平滑升级。

（3）强大的业务网络规划和设计能力。ASON网络基本以MESH网络结构为主，虽然网络开通后，业务可以自动进行恢复，但初始网络容量设计，光缆路由安排，故障软件模拟和网络瓶颈分析等，均是ASON网络构建的重要环节。

（4）电路建立和恢复能力。为充分利用网络资源，并使得网络运转更为明晰，建立电路时应可以指定必须包含的网络资源，包括节点，链路以创建最优的路径，网络出现故障时，业务可以自动被恢复。

2.2 ASON的技术优势

ASON通过在传统的静态光网络中引入动态交换和智能控制能力，完成"光传送网+智能化"，从而使光网络从传统的"承载网络"向"业务网络"演进，从被动的网络管理(监控)向主动的控制网络演进。这种演进以现有传送网的光层网络为基础，是一个无缝融合的革新过程。ASON既保护了运营商的原有投资，又把富有潜力的光网络发展成能高度自主地应对业务需要，经济有效，可在光层上直接为全网提供端到端服务的智能化控制光网络。

（1）智能化：ASON在传统的传输网络上引入了控制平面，实现了对传输平面的实时控制，实现了资源管理、连接、保护恢复等方面的智能化。同时ASON网络的升级扩容还可以根据实际情况，在一些节点之间增加光纤连接，改变ASON的网络拓扑来实现。可快速提供网络业务，提供新的业务利润增长点。

（2）标准化：采用标准化协议和接口实现多厂商，多运营商环境下的网络互操作。目前，对自动交换光网络(ASON)技术进行研究跟踪的主要国际标准化组织包括国际电信联盟电信工作组(ITU-T)、因特网工程工作组(IETF)、光因特网论坛(OIF)和电信管理论坛(TMF)，各标准化组织之间既有重叠，又互为补充。

（3）灵活性：ASON网络对不同等级的客户可以提供不同的保护恢复方式，为客户提供差异化的、可选择的服务，满足目前迅速发展的差异化服务的需要。

（4）节约成本：资本支出和运营支出都会有所降低。现有网络一般都是SDH环形相交、相割和重叠的模式，升级扩容投资大，给运维也带来很大的压力。ASON网络的一次性投资可能比较大，但是网络越大，从长远看资本支出越小，而且ASON的智能特性也会降低运营支出。

ASON是构建新一代光网络的核心技术之一，这种先进的技术和组网方式通过对光网络带宽实行动态分配和调度以实现有效的网络优化.它将动态智能机制引入传统的静态光网络中，从而为运营商及网络环境带来了前所未有的优势。

3. 总结

由于ASON在互联互通、网络可扩展性和管理性方面还存在一些问题，因此运营商在近期主要会在骨干网和部分发达地区引入ASON技术。而大规模的ASON应用还有待于相关的标准进一步完善，以及互联互通等问题的解决。另外应注意到虽然基于SDH的ASON设备和网络应用仍是主流，但随着数据业务颗粒和业务量的不断增加，具有波长交换能力的光层ASON将成为下一步的设备开发和应用的重点。

总之，ASON技术经过近年来的标准推进和网络应用，在国内已经步入实用化阶段。尽管目前还有很多技术和标准问题有待解决，但是业务和网络演进的需求将推动国内运营商在近期开始在省际、省内和城域网进行ASON商业化应用。ASON的引入将使运营商的光传送网体系结构、管理维护发生重大变化，必须做好全面的规划和充分的技术准备，才能保证ASON网络的平滑演进。与此同时，在标准化、互联互通、光交换技术等方面需要加大研究力度，推动ASON技术的成熟和发展。

参考文献

[1] 原 荣. 宽带光接入网. 北京：电子工业出版社，2003.8
[2] 韦乐平.NGN的五大发展方向. 中国邮电报，2005.9
[3] 张 杰译，自动交换光网络ASON. 人民邮电出版社，2004.2
[4] ITU－T G.7714, Generalized automatic discovery techniques
[5] G.8080/Y.1304, Architecture for the automatically switched optical network (ASON)

作者简介

张明：男,上海交通大学,电子与通信工程专业,硕士,专业特长：光通信网络与器件,全光网络与全光通信及全光接入技术;

肖石林：男,上海交通大学,教授,博士生导师.专业特长：光通信网络与器件, 光电子技术, 光电传感技术;

于海珍：女,上海交通大学,电子与通信工程专业,硕士,专业特长：光通信网络与器件,全光网络与全光通信。