琚志強(qiáng)（電信科學(xué)技術(shù)第五研究所）
摘 要：在市場和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的驅(qū)動(dòng)下，自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)ASON作為一種新型的智能光傳送網(wǎng)，得到了迅速的發(fā)展。本文首先介紹ASON的總體結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件，重點(diǎn)介紹ASON中涉及到的關(guān)鍵技術(shù)，包含傳送平面、控制平面和管理平面。
關(guān) 鍵 詞：ASON 控制平面 傳送平面 管理平面
引言
近年來，以因特網(wǎng)業(yè)務(wù)為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)飛速增長，因特網(wǎng)業(yè)務(wù)的激增導(dǎo)致對(duì)電信網(wǎng)擴(kuò)容的迫切需求，而且由于IP業(yè)務(wù)量本身的突發(fā)性、自相似性和非對(duì)稱性，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬動(dòng)態(tài)分配的要求也越來越迫切。因此，以光傳送網(wǎng)OTN為基礎(chǔ)的自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)ASON被提出，并得到各大電信設(shè)備商、大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)的積極跟進(jìn)與研究。
自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）指的是在ASON信令網(wǎng)控制之下完成光傳送網(wǎng)內(nèi)光通道連接自動(dòng)交換功能的新型網(wǎng)絡(luò)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源是按需自動(dòng)分配，它已被認(rèn)為是具有自動(dòng)交換功能的新一代的光網(wǎng)絡(luò)，代表未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展方向。
1 ASON的體系結(jié)構(gòu)
可以從兩個(gè)不同的角度對(duì)自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)劃分為層次結(jié)構(gòu)和功能性結(jié)構(gòu)，從水平方向?qū)θ駻SON網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分割，是ASON的層次結(jié)構(gòu)；從垂直方向?qū)W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分解，是ASON的功能結(jié)構(gòu)。
1． 1 ASON的層次結(jié)構(gòu)
在ASON網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu)中,層次模型關(guān)系是一個(gè)非常重要的方面。圖1是網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)。
圖1 ASON的層次結(jié)構(gòu)
ASON網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的目的是為了實(shí)現(xiàn)大范圍全局性整體網(wǎng)絡(luò)。因此，ASON網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)上采用了層次性的可劃分為多個(gè)自治域的概念性結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以允許設(shè)計(jì)者根據(jù)多種具體條件限制和策略要求來構(gòu)建一個(gè)ASON網(wǎng)絡(luò)。在不同自治域之間的互作用是通過標(biāo)準(zhǔn)抽象接口來完成的，而把一個(gè)抽象接口映射到具體協(xié)議中就可以實(shí)現(xiàn)物理接口，并且多個(gè)抽象接口可以同時(shí)復(fù)用在一個(gè)物理接口上。
通過引入自治域的概念，使ASON網(wǎng)絡(luò)具備了良好的規(guī)模性和可擴(kuò)展性，這保證了將來網(wǎng)絡(luò)平穩(wěn)升級(jí)。通過標(biāo)準(zhǔn)接口的引入，使多廠商設(shè)備的互聯(lián)互通成為可能。因此，標(biāo)準(zhǔn)的接口就成為ASON網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)非常關(guān)鍵的方面。另外通過E-NNI，I-NNI的引入，使得ASON具備良好的層次性結(jié)構(gòu)：通過E-NNI接口來傳遞網(wǎng)絡(luò)消息，可以滿足不同自治域之間的消息互通的要求；通過對(duì)外引入I-NNI，就能屏蔽了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的具體消息，保證了
網(wǎng)絡(luò)安全性需求，而標(biāo)準(zhǔn)的UNI接口的引入，使得用戶具備統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)接入方式。
1．2 ASON的功能結(jié)構(gòu)
在此結(jié)構(gòu)中,傳統(tǒng)的光傳送網(wǎng)管理體系被基于管理平面、控制平面和信令網(wǎng)絡(luò)的新型多層面管理結(jié)構(gòu)所替代.其總體結(jié)構(gòu)由傳送平面(TP)、控制平面（CP）、管理平面（MP）組成。
傳送平面負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)的傳送，但這時(shí)傳送層的動(dòng)作卻是在管理平面和控制平面的作用之下進(jìn)行的；管理平面在結(jié)構(gòu)中是作為高層管理者的作用出現(xiàn)的，在管理平面中存在著三個(gè)管理器，分別是控制平面管理器、傳送平面管理器和資源管理器，這三個(gè)管理器是實(shí)現(xiàn)管理平面同其它平面之間實(shí)現(xiàn)管理功能的代理；控制平面是通過信令的交互完成對(duì)用戶平面的控制。用戶平面用于轉(zhuǎn)發(fā)和傳遞用戶數(shù)據(jù)。這就構(gòu)成了一個(gè)集成化管理與分布式
智能相結(jié)合、面向運(yùn)營者(管理平面)的維護(hù)管理需求與面向客戶層(控制平面)的動(dòng)態(tài)服務(wù)需求相結(jié)合的綜合化光網(wǎng)絡(luò)管理方案。
圖2 ASON的功能結(jié)構(gòu)
ASON由請(qǐng)求代理(RA)、光連接控制器(OCC)、管理域(AD)和接口這4類基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)元件構(gòu)成。其中RA通過OCC協(xié)商請(qǐng)求接入TP內(nèi)的資源；OCC的邏輯功能是負(fù)責(zé)完成連接請(qǐng)求的接受、發(fā)現(xiàn)、選路和連接；管理域所包含的實(shí)體不僅包含在管理域，而且也分布在傳送平面和管理平面；接口主要完成各網(wǎng)絡(luò)平面和功能實(shí)體之間的連接。
1.3 ASON控制平面的功能元件
ASON是具有動(dòng)態(tài)連接能力的光傳輸網(wǎng)絡(luò),其關(guān)鍵之處就在于相對(duì)于現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)絡(luò)，ASON增加了一個(gè)控制平面�？刂破矫嬗少Y源發(fā)現(xiàn)、狀態(tài)信息傳播、信道選擇和信道管理等功能模塊以及傳送信令信息和其他控制
信息的信令網(wǎng)絡(luò)組成。功能模塊通過ASON信令系統(tǒng)協(xié)同工作形成一個(gè)完整的ASON控制平面。一個(gè)具有可靠性、可擴(kuò)展和高效率特點(diǎn)的控制應(yīng)能支持不同的業(yè)務(wù)需求和不同廠商的功能元件；應(yīng)能將技術(shù)相關(guān)方面和技術(shù)無關(guān)方面分離開來，以支持不同的傳送網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；并可根據(jù)設(shè)備制造商和業(yè)務(wù)提供商決定的元件安全和策略控制將CP的功能置于不同的元件之中,以使控制面適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
為了實(shí)現(xiàn)上述要求,需要有一系列的功能元件來支持�？刂破矫鎯�(nèi)的功能元件有：連接控制功能、路由表功能、路由表更新功能、連接許可控制功能、鏈路資源管理功能、連接點(diǎn)狀態(tài)、策略代理和協(xié)議控制器功能。
2 ASON的關(guān)鍵技術(shù)
ASON由智能化的光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所構(gòu)建的光傳送網(wǎng)以及對(duì)光傳送網(wǎng)進(jìn)行控制管理的光信令控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，即所謂的硬光技術(shù)和軟光技術(shù)。硬光技術(shù)指物理層的光技術(shù)和硬件設(shè)備；軟光技術(shù)指控制光通道的建立、刪除、查詢等操作和提供服務(wù)所需的軟件，即
智能化。
2.1傳送平面的技術(shù)
傳送平面由作為交換實(shí)體的傳送網(wǎng)網(wǎng)元（NE）組成，主要完成連接建立/刪除、交換（選路）和傳送等功能，為用戶提供從一個(gè)端點(diǎn)到另一個(gè)端點(diǎn)的雙向或單向信息傳送，同時(shí)，還要傳送一些控制和網(wǎng)絡(luò)管理
信息。ASON的傳送平面具備了高度的智能，這些智能主要通過
智能化的網(wǎng)元光節(jié)點(diǎn)來體現(xiàn)。
ASON的總體需求框架標(biāo)準(zhǔn)G.8080明確指出ASON節(jié)點(diǎn)應(yīng)具有多粒度交叉、多業(yè)務(wù)接入的能力，實(shí)際上應(yīng)是一種具有疏導(dǎo)交叉功能的節(jié)點(diǎn)。如果把
智能光網(wǎng)絡(luò)看成是可運(yùn)營的網(wǎng)絡(luò)，那么必須能夠靈活地為用戶提供業(yè)務(wù)服務(wù)。 因此在未來相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi),ASON節(jié)點(diǎn)不可能是全光的(以波長為粒度提供給用戶實(shí)在是太大了)，業(yè)務(wù)接入、匯聚最好由電的交叉連接來完成（業(yè)務(wù)匯聚層）。 對(duì)于ASON的傳送平面的核心交換結(jié)構(gòu),全光方式和光電光方式各有其優(yōu)缺點(diǎn)。
● 全光方式 全光方式的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)業(yè)務(wù)透明，不需要進(jìn)行大量的光電、電光轉(zhuǎn)換。光節(jié)點(diǎn)具有容量大，結(jié)構(gòu)簡單，透明性好，易于實(shí)現(xiàn)，成本低的優(yōu)點(diǎn)。但它本身只能完成波長以上級(jí)的交換，全光結(jié)構(gòu)要想具有疏導(dǎo)的能力，必須增加對(duì)子波長進(jìn)行處理的能力，即核心交叉在光域完成，同時(shí)增加電層的交叉以完成子波長的處理。
● 光電光方式 光電光方式具有交叉顆粒度小，電性能監(jiān)測完備以及強(qiáng)大的業(yè)務(wù)匯聚能力等特點(diǎn)。但它對(duì)信號(hào)格式不透明，在多業(yè)務(wù)情況下，必須有統(tǒng)一的承載層。對(duì)于光電光結(jié)構(gòu)，大量的實(shí)現(xiàn)方案是走高速背板互連。電交叉卡受單板尺寸，單個(gè)芯片交叉容量以及高速接口數(shù)量的限制， 比較先進(jìn)的單板可以實(shí)現(xiàn)160Gbits/s 的交叉連接,容量擴(kuò)展采用3 級(jí) Clos矩陣。
2.2 管理平面的技術(shù)
管理平面對(duì)控制平面和傳送平面進(jìn)行管理，在提供對(duì)光傳送網(wǎng)及網(wǎng)元設(shè)備的管理的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與網(wǎng)元之間更加高效的通信功能。管理平面的主要功能是建立、確認(rèn)和監(jiān)視光通道，并在需要時(shí)對(duì)其進(jìn)行保護(hù)和恢復(fù)。由于ASON在傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上新增了一個(gè)功能強(qiáng)大的控制平面，這給
智能光網(wǎng)絡(luò)的管理帶來了新的需求。
網(wǎng)管系統(tǒng)對(duì)控制平面的管理需求主要分為以下幾個(gè)方面：
(1) 網(wǎng)管系統(tǒng)對(duì)控制平面初始網(wǎng)絡(luò)資源的配置，包括配置控制模式和傳輸資源的綁定模式（如控制代理和傳送網(wǎng)元的關(guān)系）。
(2) 網(wǎng)管系統(tǒng)對(duì)控制平面的控制模塊的初始參數(shù)配置，包括控制模塊路由功能的命名和地址參數(shù)的配置、信令控制模式和初始參數(shù)的配置、資源管理模塊初始網(wǎng)絡(luò)資源參數(shù)的配置、用戶網(wǎng)絡(luò)接口和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口的參數(shù)配置。
(3) 三種連接的管理過程中控制平面和管理平面之間的信息交互，包括軟永久連接SPC建立過程中管理平面和控制平面之間的信息交互，交換連接SC建立完成以后控制平面對(duì)管理平面的
信息上報(bào)過程，控制平面和管理平面協(xié)同完成對(duì)SC以及SPC的管理過程。
(4) 控制平面本身的性能和故障管理，使用定期上報(bào)的機(jī)制，如果規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒有收到控制平面的上報(bào)
信息，就認(rèn)為控制節(jié)點(diǎn)或者節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的控制模塊發(fā)生了故障。
(5) 實(shí)現(xiàn)對(duì)支撐控制平面的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)（DCN）的管理和對(duì)控制通道的管理和維護(hù)。
傳送平面的管理與傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)管理的內(nèi)容類似，主要完成傳送網(wǎng)絡(luò)資源的配置管理、性能管理、以及故障管理等內(nèi)容。
對(duì)傳送網(wǎng)絡(luò)單元的管理主要包括以下的操作：
(1)初始傳送網(wǎng)絡(luò)資源的配置，如配置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�、各種傳送網(wǎng)元的性能參數(shù)等；
(2)配置、刪除、調(diào)整一條永久連接；
(3)傳送網(wǎng)絡(luò)資源的性能監(jiān)測和故障管理。
2.3 控制平面的技術(shù)
ASON 控制平面主要實(shí)現(xiàn)兩類功能：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、鏈路管理功能和單元接口技術(shù)等，而核心功能則包括網(wǎng)絡(luò)連接控制、網(wǎng)絡(luò)生存性、
新型業(yè)務(wù)等。
圖3 ASON控制平面功能結(jié)構(gòu)圖
ASON的控制平面的關(guān)鍵技術(shù)很多，包括信令、路由和呼叫、連接的控制，網(wǎng)絡(luò)的生存性，接口技術(shù)等。本文主要論述分布式呼叫和連接的管理（DCM），接口技術(shù)。
2.3.1 分布式呼叫和連接的管理
呼叫和連接是由ASON提出的，呼叫是在終點(diǎn)與提供接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)節(jié)點(diǎn)之間的協(xié)商。除了傳輸呼叫管理請(qǐng)求，呼叫并不涉及傳輸節(jié)點(diǎn)，呼叫可以獨(dú)立連接而建立、維護(hù)。連接需要數(shù)據(jù)鏈路上的節(jié)點(diǎn)維持狀態(tài)，承擔(dān)數(shù)據(jù)的傳輸。
對(duì)于呼叫和連接控制的關(guān)系，在 G.8080中提到在一個(gè)呼叫中可以包含多個(gè)連接，或存在多方呼叫的情況。 在這兩種情況下，需要多個(gè)連接之間或多方之間的協(xié)調(diào)。 實(shí)際上在 G.7713 建議中，只考慮了一個(gè)呼叫中只包含一個(gè)連接，一個(gè)呼叫僅有一個(gè)呼叫方和一個(gè)被呼叫方的情況。實(shí)踐中一個(gè)呼叫包含多個(gè)連接，一個(gè)呼叫涉及到多方的情況是存在的。G.7713.3 中也提到一個(gè)呼叫包含多個(gè)連接的情況。
呼叫和連接控制可以分離，也可以合并。 在 G.8080 中規(guī)范了呼叫和連接控制之間的三種共存方式：
（1）實(shí)現(xiàn)呼叫、連接的協(xié)議中，通過參數(shù)的不同分離出呼叫控制
信息（2）分離呼叫控制和連接控制的狀態(tài)機(jī)，但呼叫控制和連接控制的信令
信息在同一個(gè)實(shí)現(xiàn)呼叫、連接的協(xié)議中。
（3）呼叫控制和連接控制采用不同的信令協(xié)議，以分離呼叫控制和連接控制的
信息和狀態(tài)機(jī)。
在具體實(shí)現(xiàn)DCM的功能時(shí)，可以選擇不同的信令協(xié)議。G.7713.1規(guī)定的PNNI，G.7713.2規(guī)定的RSCP-TE， G.7713.3規(guī)定的CR-LDP。
2.3.2 接口技術(shù)
控制面中的功能塊之間的通信是通過標(biāo)準(zhǔn)的接口信令方式實(shí)現(xiàn)的。這些接口代表了控制面實(shí)體間的邏輯關(guān)系并且由跨越這些實(shí)體間的
信息流來規(guī)定。因此可以說，ASON的具體實(shí)施的關(guān)鍵是對(duì)接口的定義和具體接口之間的協(xié)議方案。 這些接口可以靈活地支持不同的網(wǎng)絡(luò)模型和網(wǎng)絡(luò)連接。具體包括：
● 用戶網(wǎng)絡(luò)接口（ＵＮＩ）
UNI 是用戶與網(wǎng)絡(luò)間的接口，是不同域、不同層面之間的信令接口。通常在這個(gè)接口傳遞的信息包括：呼叫控制、資源發(fā)現(xiàn)、連接控制和連接選擇。UNI 不支持選路功能，其所完成的主要任務(wù)包括：連接的建立、連接的拆除、狀態(tài)
信息交換、自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和實(shí)現(xiàn)用戶業(yè)務(wù)傳送�！�
● 外部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（E-NNI）
E-NNI 是屬于不同管理域且無托管關(guān)系的控制面實(shí)體之間的雙向信令接口。E-NNI 接口信令將屏蔽網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的拓?fù)涞?a class="channel_keylink" href="/search.asp">信息，它支持選路功能。通過這個(gè)接口信令，ASON可以被劃分為幾個(gè)子網(wǎng)管理域，E-NNI可以實(shí)現(xiàn)這幾個(gè)域間的端到端的連接控制�！�
● 內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（I-NNI）
I-NNI是屬于同一管理域或多個(gè)具有托管關(guān)系的管理域的控制面實(shí)體之間的雙向信令接口。該接口需要重點(diǎn)規(guī)范的是信令與選路，它將提供網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的拓?fù)涞刃畔�，其所傳遞的
信息將被用來進(jìn)行選路和確定路由。通過這個(gè)接口信令，ASON可以實(shí)現(xiàn)域內(nèi)的端到端的連接控制。
● 控制連接接口（CCI）
控制連接接口(CCI）工作在控制平面和傳送平面之間。一般情況下，這是一個(gè)私有接口。接口必須支持兩個(gè)基本功能 ：（1）從控制平面接收命令，翻譯以后下發(fā)到傳送平面，對(duì)傳送平面的光開關(guān)、功率均衡等實(shí)體進(jìn)行控制。（2）搜集傳送平面實(shí)體當(dāng)前狀 態(tài)，包括開關(guān)狀態(tài)、告警等
信息，翻譯以后發(fā)送到控制平面，即主動(dòng)上報(bào)和支持查詢的功能。
3 結(jié)束語
總之，ASON是一種實(shí)現(xiàn)未來光網(wǎng)絡(luò)
智能化升級(jí)的有效方案。它的出現(xiàn)，深刻改變光傳送網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)和功能。隨著光交換技術(shù)、控制平面技術(shù)的發(fā)展與成熟，ASON必將在未來的傳送網(wǎng)中發(fā)揮更大的作用。
參考文獻(xiàn)：
1.ITU-T G.8080 Architecture for automatically switched optical transport network(ASON)．2003.1
2.ITU-T G.7712 Distributed Call and Connection Management(DCM)2003.10
3.ITU-T G.8080/Y.1304 Architecture for automatically switched optical transport network(ASON)．2001
4.張軍生，“自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的信令技術(shù)的研究”，電信科學(xué)技術(shù)研究院碩士畢業(yè)論文，2004
