论文部分内容阅读
[摘要]主要介绍智能光网络ASON技术的特点，阐述在3G时代，采用ASON组网的方案和优势。ASON是在选路和信令控制下，完成自动交换功能的新一代光网络，是一种标准化的智能光传送网，代表了未来智能光网络发展的主流方向，是下一代智能光传送网络的典型代表。ASON首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、传送、数据三个领域又增加了一个新的交集，实现了真正意义上的路由设置、端到端业务调度和网络自动恢复，是光传送网的一次具有里程碑意义的重大突破，是下一代光网络的主流技术。
[关键词]ASON NGN IP 3G 智能光网络
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0720021－02
一、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，也可以看作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。
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。
二、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：
（一）ASON的技术特点
1．动态分配网络资源：流量工程允许将网络资源动态地分配给路由。
2．恢复功能强：恢复和复原能力能够使网络在发生问题时，仍能维持一定质量的业务，特别是对分布式恢复和复原能力，可以实现快速业务恢复。
3．形成优质光传送网：ASON形成一个响应快、成本低、优质高效的光传送网。
4．提供新的业务类型：可以提供新的业务类型，例如按需带宽业务（BOD）和光层虚拟专用网（OVPN）等。
（二）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。
在3G时代即将来临的时刻，实现移动网络分组化，提升网络业务实现能力和增值空间，通过更先进的无线技术，为终端用户提供超过2Mbps的高速接入，使无线用户能够体验到和固定网络宽带用户一样的宽带感受的需求是必然的。正是这种分组化和高速接入的特性，使3G对承载网，特别是传输网的要求和2G有较大的不同，为此，采用适当技术构建适配3G的传输网具有重要意义，ASON技术具备诸多的特点和优势必将在这个时代大显身手。
3G移动网络作为下一代移动业务网，除了分组化之外，在用户分布、基站流量等方面也有着和2G不同的特征，包括动态性和突发性更强，对传输网络的要求也更高等。ASON作为下一代光网络中最重要的技术之一，在电路连接、无阻塞交叉處理的基础之上，有机地融入动态路由控制，使传输网络从静态到动态，为3G移动网的发展提供有力的保障。
（1）3G单基站支持的移动终端用户的数量比2G更多，如果出现基站级联，假设3～4个基站和一个Hub基站组成级联，Hub基站下挂的配置用户数量将达到500～800个，这样的话，最大允许20000～30000个3G用户在同一个基站或者同一组基站级联的覆盖范围内活动，这一特征直接对基站接入传输的安全性提出了更高的要求。ASON在提供环网保护的同时，能够以MESH(网格)网方式提供多路径的业务恢复，保证了基站接入最充分的安全考虑。
（2）3G单用户的业务上下载带宽远远超过2G移动语音的16Kbps，对每个3G无线用户来说，可支配的带宽从语音的12.2Kbps到HSDPA可提供的14.4Mbps，可以打电话，同样可以体验视频通话、 网络游戏、 网络电视、网络下载等高速无线业务。随着3G业务的大范围开展，静态的电路显然无法满足带宽的突发要求。ASON使光传输网络提供的业务从静态连接的电路向动态连接电路转化，更好地适应因用户流量调整而造成的基站接入带宽变化。
（3）3G用户可支配上下载带宽空间的扩大也会引发另外一个变化，就是网络传送层的带宽分布越来越不均匀，经济集中的区域流量急速膨胀，而偏远的区域流量增长缓慢。其实这个特征也是2G无线网络的特征，但由于2G用户对流量的需求小，因此对于2G基站接入来说，在本地网SDH环上增加或者减少一小部分电路就能实现调控。但3G基站接入带宽的差异很大，ASON提供带宽不均匀分布的MESH(网格)传输组网方式，根据区域接入带宽情况配置相应的光线路容量，使传输效率大大提升。
（4）3G网络作为一张新的网络，基站必然是逐步建设的，需要基站接入层传输能够迅速低成本扩展，以满足随时增加基站的需要。在传统SDH组网中，环网扩展需要开环加节点或者增加新的环网，虽然对于末端接入传输影响不大，但对于汇聚层以上的传输骨干网，将造成大量的网络调整，使整个移动传输网的稳定性和安全性受到威胁。ASON的MESH结构，能够“即插即用”扩展网络结构，保持了原有网络结构的稳定性。
（5）随着对维护要求的不断提升，核心交换节点向少数点收缩是网络发展的趋势，3G网络的这种特征更加明显。在一个本地网内，基站控制器RNC和核心交换设备很可能就分布在一两个交换局中，降低了核心网的维护复杂性，但同时使基站接入的电路路径更长，使得传输电路的跨网层调度需求加大。ASON通过节点设备调度能力的提升实现网络调度的无阻塞，并提供端到端的电路建立和维护能力，使3G传输网的维护难度大大降低。
总体来说，3G网络在初期以提供语音业务和小容量数据接入为主时，对传输网络需求的NG特征不明显，可以通过现有传输网提供相应的电路实现基站接入。但随着3G业务的广泛开展，对传输网络的动态，灵活需求越来越强烈，ASON必将发挥出更大的作用。
三、打造3G精品传输网
下一代的业务网需要下一代的传输网。智能光网络和MSTP有机结合，实现基于软件的控制平面和基于硬件的多业务传送平台的“软硬结合”，共同为3G移动网络提供与时俱进的传输解决方案。
在3G网络中，核心网承载IP化是一个重要特征，在3G核心网相关的长途干线网和城域交换中心之间，IPRouter+WDM为3G提供充分的带宽、路由和交换能力。在业务安全上，IPRouter的双归属业务的恢复和WDM网络的波长保护都可以为核心网的业务安全提供充分地保证。未来波长调度技术GEADM、ROADM、OTN等的出现，为IPRouter的连接提供端到端的波长服务，成为未来3G核心网传输解决方案的重要内容。
3G网络的UTRAN覆盖整个本地网，ASON的MESH网络组成的本地网骨干调度层、汇聚层、接入层分层结构，根据3G基站的逐步建设动态扩展傳输网络结构，根据基站带宽的增长扩展传输网络容量，保证了基站接入网络的稳定、安全、高效和动态发展。而MSTP作为硬件平台，提供丰富的ATM和IP分组化处理能力，适应3G网络基站接入业务需求。MSTP和智能光网络的结合组成了3G基站接入网的最佳传输方案。
[关键词]ASON NGN IP 3G 智能光网络
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0720021－02
一、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，也可以看作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。
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。
二、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：
（一）ASON的技术特点
1．动态分配网络资源：流量工程允许将网络资源动态地分配给路由。
2．恢复功能强：恢复和复原能力能够使网络在发生问题时，仍能维持一定质量的业务，特别是对分布式恢复和复原能力，可以实现快速业务恢复。
3．形成优质光传送网：ASON形成一个响应快、成本低、优质高效的光传送网。
4．提供新的业务类型：可以提供新的业务类型，例如按需带宽业务（BOD）和光层虚拟专用网（OVPN）等。
（二）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。
在3G时代即将来临的时刻，实现移动网络分组化，提升网络业务实现能力和增值空间，通过更先进的无线技术，为终端用户提供超过2Mbps的高速接入，使无线用户能够体验到和固定网络宽带用户一样的宽带感受的需求是必然的。正是这种分组化和高速接入的特性，使3G对承载网，特别是传输网的要求和2G有较大的不同，为此，采用适当技术构建适配3G的传输网具有重要意义，ASON技术具备诸多的特点和优势必将在这个时代大显身手。
3G移动网络作为下一代移动业务网，除了分组化之外，在用户分布、基站流量等方面也有着和2G不同的特征，包括动态性和突发性更强，对传输网络的要求也更高等。ASON作为下一代光网络中最重要的技术之一，在电路连接、无阻塞交叉處理的基础之上，有机地融入动态路由控制，使传输网络从静态到动态，为3G移动网的发展提供有力的保障。
（1）3G单基站支持的移动终端用户的数量比2G更多，如果出现基站级联，假设3～4个基站和一个Hub基站组成级联，Hub基站下挂的配置用户数量将达到500～800个，这样的话，最大允许20000～30000个3G用户在同一个基站或者同一组基站级联的覆盖范围内活动，这一特征直接对基站接入传输的安全性提出了更高的要求。ASON在提供环网保护的同时，能够以MESH(网格)网方式提供多路径的业务恢复，保证了基站接入最充分的安全考虑。
（2）3G单用户的业务上下载带宽远远超过2G移动语音的16Kbps，对每个3G无线用户来说，可支配的带宽从语音的12.2Kbps到HSDPA可提供的14.4Mbps，可以打电话，同样可以体验视频通话、 网络游戏、 网络电视、网络下载等高速无线业务。随着3G业务的大范围开展，静态的电路显然无法满足带宽的突发要求。ASON使光传输网络提供的业务从静态连接的电路向动态连接电路转化，更好地适应因用户流量调整而造成的基站接入带宽变化。
（3）3G用户可支配上下载带宽空间的扩大也会引发另外一个变化，就是网络传送层的带宽分布越来越不均匀，经济集中的区域流量急速膨胀，而偏远的区域流量增长缓慢。其实这个特征也是2G无线网络的特征，但由于2G用户对流量的需求小，因此对于2G基站接入来说，在本地网SDH环上增加或者减少一小部分电路就能实现调控。但3G基站接入带宽的差异很大，ASON提供带宽不均匀分布的MESH(网格)传输组网方式，根据区域接入带宽情况配置相应的光线路容量，使传输效率大大提升。
（4）3G网络作为一张新的网络，基站必然是逐步建设的，需要基站接入层传输能够迅速低成本扩展，以满足随时增加基站的需要。在传统SDH组网中，环网扩展需要开环加节点或者增加新的环网，虽然对于末端接入传输影响不大，但对于汇聚层以上的传输骨干网，将造成大量的网络调整，使整个移动传输网的稳定性和安全性受到威胁。ASON的MESH结构，能够“即插即用”扩展网络结构，保持了原有网络结构的稳定性。
（5）随着对维护要求的不断提升，核心交换节点向少数点收缩是网络发展的趋势，3G网络的这种特征更加明显。在一个本地网内，基站控制器RNC和核心交换设备很可能就分布在一两个交换局中，降低了核心网的维护复杂性，但同时使基站接入的电路路径更长，使得传输电路的跨网层调度需求加大。ASON通过节点设备调度能力的提升实现网络调度的无阻塞，并提供端到端的电路建立和维护能力，使3G传输网的维护难度大大降低。
总体来说，3G网络在初期以提供语音业务和小容量数据接入为主时，对传输网络需求的NG特征不明显，可以通过现有传输网提供相应的电路实现基站接入。但随着3G业务的广泛开展，对传输网络的动态，灵活需求越来越强烈，ASON必将发挥出更大的作用。
三、打造3G精品传输网
下一代的业务网需要下一代的传输网。智能光网络和MSTP有机结合，实现基于软件的控制平面和基于硬件的多业务传送平台的“软硬结合”，共同为3G移动网络提供与时俱进的传输解决方案。
在3G网络中，核心网承载IP化是一个重要特征，在3G核心网相关的长途干线网和城域交换中心之间，IPRouter+WDM为3G提供充分的带宽、路由和交换能力。在业务安全上，IPRouter的双归属业务的恢复和WDM网络的波长保护都可以为核心网的业务安全提供充分地保证。未来波长调度技术GEADM、ROADM、OTN等的出现，为IPRouter的连接提供端到端的波长服务，成为未来3G核心网传输解决方案的重要内容。
3G网络的UTRAN覆盖整个本地网，ASON的MESH网络组成的本地网骨干调度层、汇聚层、接入层分层结构，根据3G基站的逐步建设动态扩展傳输网络结构，根据基站带宽的增长扩展传输网络容量，保证了基站接入网络的稳定、安全、高效和动态发展。而MSTP作为硬件平台，提供丰富的ATM和IP分组化处理能力，适应3G网络基站接入业务需求。MSTP和智能光网络的结合组成了3G基站接入网的最佳传输方案。