信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所 張海懿
對于傳送網(wǎng)來說，未來的光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)遠(yuǎn)不只是一個更大的波長管道，必須加快業(yè)務(wù)部署速度，及時對用戶需求予以反映，同時拓寬業(yè)務(wù)范圍、提高QoS，開發(fā)具有利潤增長點的新應(yīng)用。ASON的特點使其有別于傳統(tǒng)的傳送網(wǎng)概念，傳統(tǒng)的傳送網(wǎng)只涉及到信號的傳送、復(fù)用、交叉連接、監(jiān)控和生存性處理，不含交換功能，而ASON除了具備以上功能外，還能實現(xiàn)動態(tài)、自動地實現(xiàn)傳送、交換和建立連接的功能；同時，為了滿足目前電路交換和分組交換業(yè)務(wù)的需求，ASON同時引入了信令和路由的概念，以吸取兩類網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點同時又避免它們各自的缺點；此外，ASON支持多種客戶信號，是一種獨立于客戶和技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)。
一、ASON技術(shù)概述
隨著Internet快速發(fā)展帶來的巨大沖擊，移動話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和各種新業(yè)務(wù)的迅速普及和應(yīng)用，各種業(yè)務(wù)呈現(xiàn)爆炸式的增長態(tài)勢，這給服務(wù)提供商帶來廣闊的市場前景和新的利潤增長點。如何充分利用已有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，通過有效的帶寬管理，快速、低成本地提高他們的業(yè)務(wù)提供能力，創(chuàng)造能滿足其客戶需求并能增加收入的新業(yè)務(wù)，是運營商首要解決的問題。
對于傳送網(wǎng)來說，未來的光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)遠(yuǎn)不只是一個更大的波長管道，必須加快業(yè)務(wù)部署速度，及時對用戶需求予以反映，同時拓寬業(yè)務(wù)范圍、提高QoS，開發(fā)具有利潤增長點的新應(yīng)用。ASON的特點使其有別于傳統(tǒng)的傳送網(wǎng)概念，傳統(tǒng)的傳送網(wǎng)只涉及到信號的傳送、復(fù)用、交叉連接、監(jiān)控和生存性處理，不含交換功能，而ASON除了具備以上功能外，還能實現(xiàn)動態(tài)、自動地實現(xiàn)傳送、交換和建立連接的功能；同時，為了滿足目前電路交換和分組交換業(yè)務(wù)的需求，ASON同時引入了信令和路由的概念，以吸取兩類網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點同時又避免它們各自的缺點；此外，ASON支持多種客戶信號，是一種獨立于客戶和技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)�？偟膩碚f，其主要的技術(shù)特點包括以下幾點。
1.基于多種粒度的交叉重組和大容量的疏導(dǎo)
ASON的交換顆�；A(chǔ)為VC4/VC4-nc/波長/光纖，其接口可以是STM-1/4/16/64、FE、GE、10GE等多種類型，因此，可以接入各種類型接口的業(yè)務(wù)，同時可進行多種顆粒的交叉重組，實現(xiàn)任意級聯(lián)、虛擬容量、虛環(huán)保護和網(wǎng)狀網(wǎng)恢復(fù)等多種方式，進行多種業(yè)務(wù)的疏導(dǎo)和重組。
2.信令及路由協(xié)議和分布式網(wǎng)絡(luò)智能
光網(wǎng)絡(luò)的分布式智能完全依賴于光路由和信令協(xié)議，光路由信令協(xié)議是IP網(wǎng)絡(luò)中的OSPF協(xié)議的擴展，在每一個網(wǎng)元中保留了全網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，將網(wǎng)絡(luò)智能分布到網(wǎng)元上。分布式智能具有：鄰居發(fā)現(xiàn)（便于網(wǎng)絡(luò)的擴展）功能、鏈路狀態(tài)更新（實現(xiàn)分布式路由計算，采用類似于OSPF算法）、路由計算、光通路管理和端到端的保護等功能。
3.動態(tài)帶寬分配和帶寬調(diào)整
ASON定義了兩種標(biāo)準(zhǔn)接口：UNI接口目前已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，ENNI目前尚未完全標(biāo)準(zhǔn)化。由于目前IP網(wǎng)絡(luò)的流量分布不均勻，且動態(tài)變化，而傳統(tǒng)的SDH帶寬比較固定，往往會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞等現(xiàn)象，QoS無法保證。采用ASON組網(wǎng)后，可采用動態(tài)分配帶寬，并通過網(wǎng)絡(luò)接口，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)帶寬的分布，起到幫助IP網(wǎng)解決QoS的作用。
4.多種組網(wǎng)和保護方式
支持網(wǎng)狀網(wǎng)或環(huán)網(wǎng)等多種拓?fù)�，可根�?jù)實際情況靈活選用，而且易于互相轉(zhuǎn)換；相應(yīng)的保護方式多種多樣，除了傳統(tǒng)的1+1、1:1的線性保護外，還可支持環(huán)保護和虛擬保護環(huán)、區(qū)段保護、動態(tài)恢復(fù)以及保護和恢復(fù)的結(jié)合等。
5.多廠家互操作支持
ASON網(wǎng)絡(luò)的分布式智能，采用符合行業(yè)和國際標(biāo)準(zhǔn)的控制平面協(xié)議實現(xiàn)，可以適用于不同的傳送技術(shù)，可實現(xiàn)不同廠家光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互操作性，實現(xiàn)多廠家環(huán)境下的連接控制，完成快速的端到端業(yè)務(wù)提供。
總之，ASON網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比其優(yōu)勢在于可對業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)的任意節(jié)點間靈活部署，網(wǎng)絡(luò)資源動態(tài)分配，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率，增強網(wǎng)絡(luò)的靈活性和生存性。
二、ASON的國際標(biāo)準(zhǔn)化情況
2000年前后，許多國際標(biāo)準(zhǔn)化組織和論壇（如ITU-T、IETF、OIF和TMF等）紛紛著手ASON標(biāo)準(zhǔn)化的研究。截至目前，已有大量的有關(guān)ASON的標(biāo)準(zhǔn)草案面世，如ITU-T的G.8080、G.8081和G.771x系列；IETF的GMPLS協(xié)議族；OIF的UNI1.0、UNI2.0和ENNI信令和路由等。這些標(biāo)準(zhǔn)化組織的目標(biāo)是制定一個開放式的通用智能化光網(wǎng)絡(luò)模型以及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)接口、自動交換和動態(tài)配置控制協(xié)議，便于不同廠商的設(shè)備在光網(wǎng)絡(luò)中互聯(lián)互通。ITU-T、IETF和OIF之間工作具有很強的互補性。圖1為ASON標(biāo)準(zhǔn)化組織的不同側(cè)重點和相互的關(guān)系。
1.ITU-T
ITU-T是通信行業(yè)主要的標(biāo)準(zhǔn)化組織，它在ASON領(lǐng)域的主要工作是定義了一個標(biāo)準(zhǔn)的自動光網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，與其他標(biāo)準(zhǔn)化組織的不同在于它是從整體結(jié)構(gòu)的角度研究光網(wǎng)絡(luò)，之后再決定如何實現(xiàn)。
ITU-T的ASON標(biāo)準(zhǔn)體系采用自頂向下的設(shè)計思想，主要規(guī)范ASON體系結(jié)構(gòu)方面的內(nèi)容，另外它在分布式呼叫與連接管理、路由協(xié)議、自動發(fā)現(xiàn)、管理平面等方面給出了框架結(jié)構(gòu)與協(xié)議規(guī)范。由于ITU-T的成員主要來自電信背景的公司，ASON吸取了電信網(wǎng)絡(luò)(例如SONET/SDH、SS7、ATM)協(xié)議的概念。作為一個通用的參考模型，ASON力圖完整，考慮了未來的發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)的可擴展性和可靠性。
ITU-T的有關(guān)ASON的標(biāo)準(zhǔn)包括以下幾個方面。
(1)體系結(jié)構(gòu)和總體要求方面：G.807定義了自動交換傳送網(wǎng)總體要求；G.8080定義了自動交換光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
(2)信令方面：G.7713定義了與協(xié)議無關(guān)的分布式呼叫和連接管理信令；G.7713.1定義了基于PNNI的DCM信令，G.7713.2定義了使用GMPLSRSVP-TE的DCM信令；G.7713.3定義了使用GMPLSCR-LDP的DCM信令。
(3)自動發(fā)現(xiàn)方面和鏈路管理方面：G.7714定義了通用自動發(fā)現(xiàn)技術(shù)；G.7714.1定義了有關(guān)SDH和OTN網(wǎng)絡(luò)中的自動發(fā)現(xiàn)協(xié)議；G.7716定義ASON鏈路管理。
(4)路由技術(shù)方面：G.7715定義了在ASON路由體系結(jié)構(gòu)和要求；G.7715.1定義了ASON鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議的需求。
(5)DCN方面：G.7712定義了數(shù)據(jù)通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求。
(6)管理平面方面：G.7718定義了ASON管理框架；G.7718.1定義了與協(xié)議無關(guān)的控制平面管理信息模型。
(7)術(shù)語和定義方面：G.8081定義了ASON的術(shù)語和定義.
(8)控制平面初始化方面：G.7716定義了控制平面初始化、重配置和恢復(fù)。
目前ITU-T有關(guān)ASON的主要規(guī)范已經(jīng)基本穩(wěn)定，包括體系結(jié)構(gòu)、信令、DCN等。近期，ITU-T有關(guān)ASON的研究方向包括5個方面。
(1)繼續(xù)加強G.8080，逐步解決多層的呼叫和處理問題，解決多層情況下的路由和信令問題。
(2)針對呼叫和連接分離情況下的信令流程，研究信令流程對控制平面的可靠性、業(yè)務(wù)優(yōu)先級、重路由、保護和恢復(fù)等方面的支持。
(3)研究控制平面的路由策略、路由和保護恢復(fù)方面的問題以及多層的路由問題。
(4)在自動發(fā)現(xiàn)方面，對發(fā)現(xiàn)消息格式進行擴展，提供用于層鄰接發(fā)現(xiàn)的附加程序。
(5)在網(wǎng)絡(luò)管理方面，將和TMF合作完成ASON控制平面的管理方面的標(biāo)準(zhǔn)化工作。
2.IETF
IETF的主要工作是定義用于智能光網(wǎng)絡(luò)的控制協(xié)議。IETF在2001年提出了面向光網(wǎng)絡(luò)控制的通用多協(xié)議標(biāo)記交換(GMPLS)技術(shù)。GMPLS是從MPLS協(xié)議中發(fā)展而來的。MPLS是為提高數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的效率設(shè)計的一種包交換技術(shù)，由于基于MPLS的流量工程技術(shù)非常適合電路交換網(wǎng)絡(luò)的特點，因此被擴展到了更通用的包含電路光交換的技術(shù)領(lǐng)域(如SDH和OTN)。
IETF提出的GMPLS一系列標(biāo)準(zhǔn)草案，形成了體系結(jié)構(gòu)、信令、鏈路管理、路由、恢復(fù)等的正式RFC，主要包括以下7個方面:
●GMPLS體系結(jié)構(gòu)，RFC3945和RFC3946；
●信令功能描述，RFC3471；
●CR-LDP和RSVP-TE信令擴展，RFC3472和RFC3473；
●路由功能，RFC4202和RFC4203；
●鏈路管理協(xié)議，RFC4204、RFC4206、RFC4207和RFC4209；
●保護恢復(fù)功能，RFC4426、RFC4427和RFC4428；
●用于ASON功能擴展，RFC4139、RFC4208和RFC3476。
2005年以來，IETF在ASON的信令和路由技術(shù)方面做了一系列的工作，形成了許多IETFRFC標(biāo)準(zhǔn)，主要包括對路由技術(shù)的擴展以滿足ASON網(wǎng)絡(luò)的需求，針對ASON的信令擴展等。
在信令方面，進行擴展以支持分布式的呼叫和連接管理功能，包括擴展支持軟永久連接（SPC）管理能力、支持呼叫和連接的分離、支持呼叫分段、支持在故障情況下的控制平面重啟動能力、標(biāo)簽關(guān)聯(lián)能力以及支持回溯（Crankback）能力等。
3.OIF
OIF(OpticalInternetworkingForum)成立于1998年，其目標(biāo)是推動光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。它的工作成果主要是制定一些實施協(xié)議（ImplementationAgreement），并采用這些協(xié)議進行互操作性試驗。由于OIF的成員同時來自ITU和IETF，OIF對于協(xié)調(diào)這兩個標(biāo)準(zhǔn)組織關(guān)于光控制平面的工作起到了重要作用。
目前OIF完成的有關(guān)ASON的標(biāo)準(zhǔn)包括OIFUNI1.0信令規(guī)范；OIFUNI1.0信令規(guī)范，Release2；OIF ENNI1.0運營商間ENNI信令規(guī)范；UNI1.0計費的CDR；UNI和NNI的安全擴展。
目前，OIF正在進行UNI2.0的研究，根據(jù)運營商的需求增加一些新的功能，可選的功能包括支持雙歸、修改帶寬、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)和擴展的安全性等。
OIF的另一個重要工作是E-NNI協(xié)議的開發(fā)，主要是定義域間信令協(xié)議、發(fā)現(xiàn)功能、支持分級路由的DDRP域間路由協(xié)議。
OIF分別在2001、2003、2004、2005年，舉行了UNI/ENNI互操作性測試和演示，多個成員單位成功地展示了基于OIF標(biāo)準(zhǔn)的UNI、ENNI接口互操作以及多廠商光網(wǎng)控制平面路由和信令協(xié)議的互通。但是目前ENNI采用基于OSPF—TE的路由協(xié)議，仍然是單級單域路由在多層多域、域間保護恢復(fù)等方面的規(guī)范還不成熟。
4.TMF
TMF主要解決不同技術(shù)的管理方面的問題，它關(guān)注ITU-T的G.7718，支持ASON控制平面的管理。
TMF對ASON網(wǎng)絡(luò)的管理主要由多技術(shù)網(wǎng)絡(luò)管理（MTNM）工作組完成。
ASON管理(MTNMCP)工作組主要解決控制平面的管理問題，研究范圍包括獲取控制平面資源、獲取網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约斑M行端到端的呼叫和連接管理。其定義的接口主要是位于NMS和EMS之間，也可以用于高層的NMS和NMS之間的接口。
MTNMCP工作組2005年提出控制平面管理規(guī)范的初始版本，作為MTNMv3.5的一部分。
三、ASON的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化情況
2002年10月，中國通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會傳送網(wǎng)工作組確定啟動我國ASON標(biāo)準(zhǔn)化的制定工作。目前已經(jīng)立項的標(biāo)準(zhǔn)有《自動交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）技術(shù)要求》、《自動交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）設(shè)備技術(shù)要求》和《自動交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）測試方法》三個系列標(biāo)準(zhǔn)。每個標(biāo)準(zhǔn)都由多個部分組成。其中，在《自動交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）技術(shù)要求》中又對多個部分分別進行立項，包括結(jié)構(gòu)和總體要求、信令、術(shù)語和定義、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、自動發(fā)現(xiàn)、管理平面等。在《自動交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）設(shè)備技術(shù)要求》和《自動交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）測試方法》中，對基于SDH的ASON部分分別進行立項。國內(nèi)有關(guān)ASON控制平面標(biāo)準(zhǔn)的計劃及其與國際標(biāo)準(zhǔn)的對應(yīng)關(guān)系見表1。
四、ASON技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的成熟度
目前，ASON的標(biāo)準(zhǔn)化工作活躍，已經(jīng)具有階段性進展，但是標(biāo)準(zhǔn)化工作的完成和完善還需要幾年的時間，主要體現(xiàn)在路由、自動發(fā)現(xiàn)、ENNI接口、保護恢復(fù)和控制平面管理等幾個方面，另外管理平面的發(fā)展滯后于傳送平面和控制平面。
●在體系結(jié)構(gòu)方面，G.8080已經(jīng)給出了比較完善的ASON體系結(jié)構(gòu)，ITU-T也在進一步的完善G.8080中部分的功能結(jié)構(gòu)；
●在信令方面，ITU-T給出的三種不同的信令協(xié)議，完全能夠滿足分布式呼叫與連接管理的要求；
●目前UNI1.0已經(jīng)有Rel1和Rel 2兩個版本，UNI 2.0也在制定當(dāng)中，OIF也對UNI接口的互通性進行了測試，驗證其成熟性。E-NNI接口在信令協(xié)議上已經(jīng)有了ENNI1.0標(biāo)準(zhǔn)，但ENNI路由協(xié)議還不成熟，目前僅進行過單層路由的互通試驗。
●在路由方面，域內(nèi)的路由協(xié)議比較成熟，但是對于域間路由協(xié)議仍在制定過程中。
●在自動發(fā)現(xiàn)方面，由于各個標(biāo)準(zhǔn)化組織對此理解不完全一致，還存在一些問題。
●在信令網(wǎng)絡(luò)方面，ITU-T給出的DCN規(guī)范可以滿足信令網(wǎng)絡(luò)的要求，OIF也對UNI接口的信令網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)問題進行了規(guī)范。
●在保護恢復(fù)方面，ITU-T還沒有與之對應(yīng)的規(guī)范給出。
●ITU-TG.7718對ASON管理平面進行了規(guī)范，但是目前對控制平面的管理還不是很成熟，迫切需要對控制平面的管理功能、接口、信息模型等方面進行規(guī)范。
目前，域間路由協(xié)議、保護恢復(fù)等方面的標(biāo)準(zhǔn)化工作還不夠完善，這將是下一步標(biāo)準(zhǔn)化工作的需要解決的問題。
五、ASON設(shè)備的現(xiàn)狀
經(jīng)過近幾年來國際標(biāo)準(zhǔn)化組織以及光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商的大力投入和積極推進，ASON在產(chǎn)品研發(fā)方面取得了顯著進展，開始進入實用化階段。目前，具有商用化ASON產(chǎn)品的廠家包括Lucent、Alcatel、Siemens/Sycamore、中興/CIENA、Nortel、Ericsson、華為、烽火等。
1.傳送層面
目前比較成熟的ASON產(chǎn)品是基于SDH的ASON設(shè)備。其特點是提供大容量的交叉矩陣，實現(xiàn)多光口方向的業(yè)務(wù)疏導(dǎo)。目前多數(shù)廠家可以支持320G、640G交叉容量，甚至可以達到1.28T，處理的顆粒為VC-4-nC/V。提供豐富的業(yè)務(wù)接口，包括供STM-1、STM-4、STM-16、STM64和GE接口。部分廠家正在開發(fā)基于OTN的ODU交叉和OTN接口。
2.控制平面
在控制層面，基本的控制層面功能已經(jīng)具備。支持分布式控制，包括分布式信令、路由和自動發(fā)現(xiàn)功能�？梢詫崿F(xiàn)軟永久連接（SPC）和交換連接（SC）的創(chuàng)建、查詢、刪除；支持路由信息發(fā)布和更新、通道路由計算功能；支持鄰居自動發(fā)現(xiàn)等功能。
在控制層面的接口方面，UNI接口功能支持程度較好，但其市場應(yīng)用模式還不明朗，缺乏實際應(yīng)用需求。對E-NNI接口已經(jīng)開始支持，國內(nèi)外都進行過互通測試，可以實現(xiàn)跨域連接操作，但是域間路由、保護恢復(fù)等方面還有待進一步標(biāo)準(zhǔn)化。
3.管理平面
對于傳送資源的管理比較成熟，對控制平面資源的部分管理尚不完善。由于ITU-T對于ASON管理平面的規(guī)范還在完善支持，目前ASON設(shè)備的網(wǎng)管系統(tǒng)的開發(fā)滯后于設(shè)備開發(fā)。
4.保護恢復(fù)
目前保護機制比較成熟，但是恢復(fù)機制存在較大差異，國際標(biāo)準(zhǔn)對于保護恢復(fù)方式尚無規(guī)范。
●ASON網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備均支持比較成熟和完善的SDH網(wǎng)絡(luò)保護功能，如2纖復(fù)用段共享保護環(huán)、SNCP和1+1/1:1MSP，保護倒換時間均滿足小于50ms的標(biāo)準(zhǔn)要求。
●基于控制平面的保護功能：支持1＋1保護，倒換時間小于50ms，可保證重要信令網(wǎng)和話音業(yè)務(wù)。
●基于控制平面的分布式動態(tài)重路由恢復(fù)功能：實現(xiàn)抗多重故障能力，恢復(fù)時間在幾百毫秒到秒級，其中商用程度較高廠家的動態(tài)恢復(fù)功能的穩(wěn)定性和完善程度較高。
●保護與恢復(fù)的結(jié)合：多數(shù)廠家支持傳統(tǒng)的SDH保護方式與ASON動態(tài)恢復(fù)的結(jié)合以及基于控制平面的保護和動態(tài)恢復(fù)的結(jié)合，可實現(xiàn)抵抗多重故障的生存能力，增強了網(wǎng)絡(luò)的健壯性。
●ASON網(wǎng)絡(luò)可提供多種業(yè)務(wù)等級（SLA），SLA等級可與多種保護恢復(fù)方式對應(yīng)，為客戶提供差異化服務(wù)。
5.信令通信網(wǎng)
支持帶內(nèi)和帶外兩種信令通信方式。部分廠家支持帶內(nèi)信令信道的擴展。
總的來說，目前ASON設(shè)備的傳送平面相對成熟，但是ASON設(shè)備的控制平面的功能和性能存在差異。在接口方面，INNI功能較成熟，UNI功能的應(yīng)用尚沒有完善的商用模式和應(yīng)用需求，E-NNI功能尚處于起步階段。ASON智能化的管理還需進一步完善。在保護恢復(fù)方面，各個設(shè)備廠商在ASON網(wǎng)絡(luò)基于控制平面的保護和恢復(fù)功能的實現(xiàn)機制、保護恢復(fù)時間和成熟完善程度有較大的差別。
