基于OTN自动光交换网络ASON的研究

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摘要 Internet的迅猛发展带来了网络业务量的爆炸式增长，各种新型的业务例如“波长出租”、“波长批发”、“视频点播”等在传统光网上已经无法得到满足。另外，传统光网不能提供带宽的实时、快速分配，光网络的保护和恢复功能有待加强，设备的互操作性和网络 的可扩展性差，不同的运营商的网络管理系统之间缺乏统一的标准接口，使得不同网间互联复杂化。由此可见，为了能够满足今天高速组网应用的需求，在光网络层实现自动化、智能化、标准化是非常必要的。

关键词 自动交换光网络 ason OTN

1 ASON的优点

自动交换光网络ASON的核心是引入了一层具有分布智能的控制平面，控制软件分布在每一个网元上。控制平面既可以接受从管理平面发送过来的链接请求，也可以接受远端用户的请求，完成邻居发现、拓扑发现、路由计算、指令、保护和恢复等功能，实现智能交换。

具体说，ASON具有以下优点：（1）控制平面自动邻居发现，大幅度降低网络维护费用；（2）基于实际流量需求选择最优路由，动态配置网络链接，优化网络流量；（3）前向兼容已有的WDM ＼SDH＼PDH和ATM等技术，向后兼容即将出现或已经出现otn 、GbE 、MTLS等技术；（4）按需带宽出租和光虚拟专用网，从而可以引入新业务；（5）根据不同保护恢复方式，定义服务级别，实现等级计费；（6）采用分步式控制结构，提高网络生存性和可靠性。

2 ASON 的现状

可以说，ASON是一种还没有被广泛应用的新技术，却又是一个老生常态的旧话题了。ITU、IETF、OIF等众多标准组织仍致力于ASON标准的研究，这说明ASON技术还需要进一步发展，实际上也正在一步步向前发展。

我国ASON研究从2001年开始起步，国家863计划启动了自动交换光网络研究项目，独立开发了控制平面软件GMPLS协议簇和基于全光交互的开关矩阵。分别在上海交通大学和清华大学建立了南北试验平台。2003年7月国家863计划启动了自动交换光网络节点设备研制和系统试验、自动交换光网络分层路由技术、自动交换传送网组网测试和试验等项目。2005年研制成功2台1.28T比特交换容量和6台320G比特交互容量的节点设备，完成了200多个节点的ASON模拟环境；2006年初完成了ASON设备在以上海为中心的长三角地区组网工程、网络测试和现场试验。在科研攻关的基础之上，华为和烽火分别实现了ASON设备产品化和产品系列化，并开通了若干ASON试验局。

现在ASON的一个发展方向是基于OTN的ASON。与基于SDH的ASON相反，基于OTN的ASON可以支持大粒度的通道资源管理，提供波长、光纤级的出租业务，但是对小粒度的通道管理无能为力。基于OTN的ASON比较适宜于处理分组信号的承载，它可以直接将u如urnet以太网、MPLS、IP等分组信号映射进OTN的各层进行传送。因此，基于OTN的ASON更适合网络的长远发展。

3 基于OTN的ASON

建立在OTN之上的ASON是一种新型的全光网，其基本思想是在光网络中引入控制平面，以实现网络资源的实时按需分配，从而是想光网络的智能化。ASON的实现取决于GMPLS等控制协议所构建的控制平面的完善和智能化，以及光层网络节点如OXC、OADM和波长路由器的真正实现。

ASON的演进主要有重叠模型和对等模型。重叠模型的基本思路是将光传送层特定的控制智能完全放在光传送层独立实施，不让用户层干涉，使得用户层和传送层成为两个基本独立的网络层，光传送层成为一个开放的通用传送平台。对等模型的基本思路是将IP层用于MPLS通道的选路和信令略做修改后直接应用于光传送层的连接控制。其特点是将光传送层的控制智能转移到IP层，由IP层实现端到端的控制。

由于传统电信运营商大多具备比较庞大完善的传送网络，且对传送能力的需求日益增长，所以发展ASON的策略大都采用重叠模式，即原有的传送网络继续发挥作用，承担其承载的各种业务的传送。

4 ASON的结构

从结构上分，这种基于OTN的ASON包含三个层面：传送层面、控制平面和管理平面。传送平面包含携带被交换实体的传送网网元。控制平面负责快速有效的对网络中端到端的网络连接进行动态控制，如连接的建立、删除和修改等。管理平面和传统的OTN网络管理系统相当。

（1）ASON的传送平面

与传统光网络相似，ASON的传送平面也是由光节点和光缆链路组成。光缆链路部分沿用了传统光网络技术，而光节点具备交叉连接和上下路功能。成为信号的交叉连接点、业务分插交汇点、网络管理系统的切入点、信号功率放大点和传输中的数字信号的再生点等。其中的核心部分是大容量交叉矩阵模块，具体实现可采用光电光方式、全光方式（OXC）和光分插复用器（OADM）等。

（2）ASON的控制平面

ASON与传统静态光网络的最大不同之处在于引入了控制平面，通过控制平面可以提供快速有效的配置连接来支持交换连接和软永久连接，能够对已经建立的呼叫进行重配置或修改连接，还可以执行自动恢复的功能。

简单的讲，ASON控制平面功能构件可以分为：资源发现、状态信息传播、通道选择和通道控制等。①资源发现。基本功能是地址发现、业务发现、信息通道连接发现、确认和管理。除了对物理资源的发现外也可以为某些高层业务发现和相邻节点的协商提供支持。②状态信息传播。它是本地物理资源信息通过网络传播的方式。即将本地物理资源的属性以一种方式发送出去（从控制平面发送到传送平面）。③传送网选路程序。通常选用显示选路，此时通道选择可以通过网管系统中的软件规划工具进行。ASON中对于连接请求的通道选择采用受限的选路算法。④通道控制处理。包含一些通道的操作，如通道建立、拆除和更改。

（3）ASON的管理平面

虽然有了控制平面的自动网络管理，但是对于网络运营者来说他们仍希望得到一种能够监控、管理控制面行为的系统，此时ASON的管理相对于传统的光网络管理就有了一些新特点：