自动交换光网络（ASON）技术设计的探讨

1、ASON现状

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。它是一种标准化的智能光传送网，被广泛地认为是下一代光网络的主流技术。

ASON第一次将信令和选路引入传送网，通过智能的控制层面来建立呼叫和连接，使交换、传输和数据3个领域又增加了一个新的交集。在传统的传送网中引入动态交换的概念不仅是几十年来传送网概念的重大历史性突破，也是传送网技术的一次重要突破。

ASON的基本构架如图1所示，它包括3个平面。

图1　ASON的3个平面

控制平面：ASON的核心层面，它负责完成网络连接的动态建立和网络资源的动态分配。控制平面由分布于各个ASON节点设备中的控制单元构成，控制单元完成路由选择、信令转发以及资源管理等功能，各控制单元间的连接共同形成统一的整体，实现连接的自动化。

传送平面：目前传送平面都是基于SDH技术的，能够提供大容量且无阻塞的交叉连接的硬件平台，突破现有光传输系统的交叉能力、端口速率和端口密度，实现快速连接，满足宽带网络业务的需要。

管理平面：不仅要支持传统的管理功能，还要支持具有ASON特色的新功能，例如配置控制平面、路由协议、UNI/NNI等。同时还要能起到协调控制平面资源和传送平面资源的作用。

在ASON体系结构中，控制平面和传送平面之间通过CCI相连，管理平面则通过NMI-A和NMI-T分别与控制平面及传送平面相连。3个平面通过3个接口实现信息的交互。

CCI：传送连接控制信息，建立光交换机端口之间的连接。

NMI-A：网管系统对控制平面的管理，接口信息主要是相应的网络管理信息，主要是对路由、信令和链路管理功能模块进行监视。

NMI-T：网管系统对传送平面的管理，接口信息同样主要是网络管理信息，这些管理信息包括网络资源基本的配置管理、性能管理及故障管理等。

2、长途ASON网络

随着网络的发展和业务转型的要求，长途传输网在继续承担大颗粒长途电路调度的同时，应作为高安全性和高QoS要求的多业务承载平台。利用DWDM系统的大容量和长途传输能力以及ASON节点的宽带容量和灵活调度能力，可以组建一个功能强大的网络。

在这样的网络中，ASON节点可以完成传统SDH设备所能完成的所有功能，并提供更大的节点宽带容量，更灵活、更快捷的电路调度能力，同时网络的建设和运营费用也比较低。ASON节点所能提供的单节点交叉容量可以大大缓解网络中节点的"瓶颈"问题。

为了简化网络结构和网络层次，提升长途传输网的业务调度能力和快速响应能力，提高网络的安全性，某国外运营商计划在该国构建一个统一的大容量的ASON业务调度平台，实现对业务的灵活管理和调度。

本方案中ASON节点间路由情况如图2所示。

图2　网络路由情况

3、长途ASON网络建设若干问题探讨

3.1　长途ASON组网结构

SDH环型组网技术在以语音业务为主的早期网络中是适合的，随着数据和专线业务的开展和网络容量的不断增长，SDH环越来越暴露出组网上的局限性：预留50%的带宽资源作为备份，网络资源利用率低；对所有业务不加区分地保证小于50 ms的保护时间，业务类型比较单一；扩展性差，以叠加环的方式增加节点之间的传输带宽；存在跨环瓶颈。SDH环型组网已难以很好地适应业务发展的需求。

ASON主要采用Mesh组网，它可以彻底解决上述SDH环状组网的问题。Mesh网络节点之间的连接度可以根据具体需求来确定，网络的扩展性非常好，当网络需要升级时，两者比较如图3所示。

图3　传统光网络与ASON的比较

3.2　长途ASON保护恢复方式

ASON采用Mesh组网，可以提供多种保护恢复机制，通过将不同的业务等级映射到不同的保护恢复机制中去，网络的生存性得到大大的提高。ASON提供的保护恢复机制见表1。

表1　ASON提供的保护恢复机制

3.3　长途ASON传送平面

目前，ASON设备的传送平面主要采用SDH技术，基于SDH技术的ASON硬件平台已经成熟，而基于光层传送平面的ASON仍在发展之中，还无法满足商用要求。

ASON设备的交叉容量都比较大，本方案中采用的烽火通信FonsWeaver780A设备是业界具有最多业务槽位的设备，具备48个业务槽位，同时具备720/640 Gbit/s超大交叉容量。烽火通信FonsWeaver780A采用分布式低阶交叉，具备支持业界最大的低阶交叉容量，即最大可实现160 Gbit/s的低阶交叉容量。为了方便大量低阶业务的汇聚，在各点配置TM设备FonsWeaver780B。TM设备和本局点ASON设备间以2个2.5 Gbit/s端口采用1+1方式互连。

另外，如果一个ASON节点有多个方向与其他节点互连，应避免多个方向的线路都集中到一个高密度端口的业务板卡上，防止因业务板卡故障造成多个线路方向的中断，导致大面积网络故障的发生。

3.4　长途ASON网络域

大型的ASON网络可由多个控制域组成，控制域的划分可以基于网络行政管理、不同厂商设备和网络规模等因素，域间互通包括传送平面和控制平面（E-NNI）互通。E-NNI互通是ASON追求的一个目标，虽然目前实现了跨越多运营商和多厂商的E-NNI互通演示，但是，由于标准化进程的滞后，在实际网络建设中进行ASON域间E-NNI的互联互通还存在很多问题（例如，域间的选路和域间的保护恢复机制），从而导致ASON域间存在智能化瓶颈。

目前，ASON单域组网技术已经成熟，数十个节点的ASON网络已经成熟商用。为了便于业务的调度和网络运营，本方案采用单域组网方案比较可行，即采用扁平化网络结构，在全国范围内组争个单层单域的ASON网络，不再采用传统的分层分割的网络构架，避免了长途ASON中存在域间智能瓶颈的问题。

3.5　长途ASON与本地骨干网之间的互通

目前长途ASON与本地骨干网之间只能在传送平面上互通，与本地骨干网之间可考虑采用双节点进行互连，从而提高网络的生存性，如图4所示。

图4　长途ASON与本地网之间的互通

4、结束语

ASON是适应下一代电信网发展需求的主流传送网技术，ASON技术经过几年的发展，组网应用已经成熟。

虽然目前业界已经有不少应用案例，但由于ASON是全新的技术，在网络建设和运营过程中将会不断出现新的问题，只能在实践中通过摸索来解决。