基于ASON的下一代光傳送網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的研究
一、引言
隨著網(wǎng)絡(luò)容量的增長，需要對傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)作出相應(yīng)的變化，此時ASON(AutomaticSwitchingOpticalNetwork，自動交換光網(wǎng)絡(luò))應(yīng)運而生。ASON網(wǎng)絡(luò)之所以是自動交換光網(wǎng)絡(luò)，是因為它的核心就在于它能在不需要人工干預(yù)的情況下，通過接收由UNI方面?zhèn)鬟^來的信令，自動建立起能滿足用戶要求的光通道。而實現(xiàn)這一革命性改進的核心又在于光網(wǎng)絡(luò)中控制平面(Control Plane)的引進。幾乎在IETF提出GMPLS的同時，ITU-T提出了ASON的概念并對其進行了標準化，基于ASON的下代光傳送網(wǎng)絡(luò)將成為一個更為靈活、可靠、可擴展的智能化光傳送網(wǎng)絡(luò)。
二、ASON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
ASON網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的目的是為了實現(xiàn)全局整體性網(wǎng)絡(luò)，因此ASON網(wǎng)絡(luò)采用了可劃分為多個域的概念性結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以允許設(shè)計者根據(jù)多種具體條件限制和策略要求來構(gòu)建一個ASON網(wǎng)絡(luò)。不同域之間是通過參考點來完成相互作用的。用戶同ASON網(wǎng)絡(luò)之間的接口是UNI，而ASON網(wǎng)絡(luò)中不同管理域之間的參考點是E-NNI,而同一個管理域之間不同路由尋徑域或不同控制元件之間的參考點是I-NNI。
通過引入域的概念，使網(wǎng)絡(luò)具備了良好的規(guī)模性和可擴展性，這保證了將來的網(wǎng)絡(luò)平穩(wěn)升級，各個域可以并行發(fā)展。通過E-NNI，I-NNI的引入，使得在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，可以滿足不同域之間的消息互通的要求，這使多廠商設(shè)備互聯(lián)互通成為可能通過對外引入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，而通過標準的UNI接口，使得用戶具備統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)接入方式。
三、ASON功能結(jié)構(gòu)
同傳統(tǒng)的光傳送網(wǎng)OTN相比較，一個明顯的不同就是控制平面的引入。這一平面的引入給整個光網(wǎng)絡(luò)帶來了前所未有的變化，它使得整個網(wǎng)絡(luò)的面貌為之一新?；贏SON的下一代光傳送網(wǎng)特點包括：在光層實現(xiàn)動態(tài)業(yè)務(wù)分配；具有端到端網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控保護、恢復(fù)能力；具有分布式處理功能；與所傳送客戶層信號的比特率和協(xié)議相獨立，可支持多種客戶層信號，實現(xiàn)了控制平臺與傳送平臺的獨立；實現(xiàn)了數(shù)據(jù)網(wǎng)元和光層網(wǎng)元的協(xié)調(diào)控制：與所采用的技術(shù)相獨立，網(wǎng)元具有智能性，可根據(jù)客戶層信號的業(yè)務(wù)等級(CoS)來決定所需要的保護等級。在ASON的功能結(jié)構(gòu)中，根據(jù)ASON各種實體之間的邏輯關(guān)系以及在這些實體之間所傳遞的信息，ASON定義了不同的網(wǎng)絡(luò)接口。網(wǎng)絡(luò)接口的規(guī)范化有利于在網(wǎng)絡(luò)中使用不同廠商設(shè)備，構(gòu)造不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或劃分不同的管理域。ASON定義的網(wǎng)絡(luò)接口包括：用戶網(wǎng)絡(luò)接口、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口、外部網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口、連接控制接口、網(wǎng)絡(luò)管理接口等。圖中包含了ASON網(wǎng)絡(luò)中的主要功能構(gòu)件。
從ASON功能層而上來講，ASON可被視為是由三大平面，即控制平面，管理平面和傳送平面所組成的。ASON的控制平面由一組通信實體組成，負責完成呼叫控制和連接控制功能，主要是連接的建立釋放、監(jiān)測和維護，并在發(fā)生故障時恢復(fù)連接，由信令網(wǎng)支撐。ASON的管理平面完成傳送平臺、控制平面和整個系統(tǒng)的維護功能，它負責所有平面間的協(xié)調(diào)和配合，能夠進行配置和管理端到端連接，是控制平面的一個補充，包括網(wǎng)元管理系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，它將繼續(xù)在集中控制的點擊式光通道配置中發(fā)揮重要作用，它具有M3010所規(guī)范的管理功能，即性能管理，故障管理、配置管理、計費管理和安全管理功能，此外，它還包含內(nèi)置式網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具。ASON的傳送平臺為用戶提供從端到端雙向或單向信息傳送，同時，還要傳送一些控制和網(wǎng)絡(luò)管理信息，它按ITU-TG.805建議進行分層，為了能夠?qū)崿F(xiàn)ASON的各項功能，傳送平臺必須具有較強的信號質(zhì)量檢測功能及多粒度交叉連接技術(shù)。
ASON的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點要有滿足用戶需要的端口數(shù)，由現(xiàn)在的512×512擴展至幾千個；要具有嚴格無阻塞的全連接能力；能夠支持多址廣播；可提供波長變換能力；采用模塊化設(shè)計，可根據(jù)用戶的需求加以調(diào)整；設(shè)備自身要具有較高的可靠性，關(guān)鍵部分要有1+1冗余沒計；具有豐富的軟件功能和控制功能，支持ASON控制平而的信令協(xié)議、路由選擇協(xié)議和帶寬分配管理協(xié)議；可實現(xiàn)保護和恢復(fù)。
四、基于ASON下一代OTN的控制組件分析
從原則上講，基于ASON下一代OTN的控制平面結(jié)構(gòu)應(yīng)具備下面的這些特性：
>>能支持多種傳輸方式，諸如能支持SONET/SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)以及OTN。
>>同網(wǎng)絡(luò)所選擇的具體控制協(xié)議無關(guān)，同連接控制的具體應(yīng)用方式無關(guān)。
>>同控制面具體域劃分情況和路由尋徑部分方式，以及傳輸資源的具體子網(wǎng)劃分方式無關(guān)。
整個ASON控制平面一共定義了五種功能性元件，他們分別是：連接控制器元件(Connectioncontroller(CC)component)；路由控制器元件(Routing Controller (RC) component)；鏈路資源管理器元件(Link resource manager (LRMA and LRMZ) component)；流量策略元件(Traffic Policing(TP)component)；呼叫控制器元件(Call Controller components)。
1、連接控制器元件(Connectioncontroller(CC)component)
連接控制器元件負責協(xié)調(diào)鏈路資源管理器、路由控制器以及對等或者下層連接控制器以便達到管理和監(jiān)測連接的建立、釋放和修改已建立連接參數(shù)的目的。一個連接控制器元件都只是在一個子網(wǎng)絡(luò)中才有作用。連接控制元件同其它控制面元件之間是通過抽象接口來實現(xiàn)相互作用的。另外，CC元件還提供了一個CCI接口。這個接口是存在于傳輸平面和控制平面之間的，它可以使控制平面元件具備直接建立、修改和刪除SNC(sub-networkConnection)的能力。
2、路由控制器元件(RoutingController(Re)component)
路由控制器的作用是：與對端RC交換路由信息，并通過對路由信息數(shù)據(jù)包的操作回復(fù)路由查詢(路徑選擇)；對從連接控制器發(fā)出的為建立連接所需的通道信息做出回應(yīng)，這種信息可以是端到端的，也可以是下一跳的；為達到網(wǎng)絡(luò)管理目的，對拓撲信息請求做出相應(yīng)回應(yīng)。
RC是與協(xié)議無關(guān)的，從路由控制器中得到的信息使得它能提供它所負責域內(nèi)的路由。這些信息包括給定層中相應(yīng)終端網(wǎng)絡(luò)地址的拓撲(SNPP(Sub-networkPointPoo1)和SNP(Sub-networkPoint)鏈路連接)和SNP地址(網(wǎng)絡(luò)地址)信息。
3、鏈路資源管理器元件(Linkresourcemanagercomponent)
鏈路資源管理器元件的作用是負責對SNPP鏈路進行管理，包括對SNP鏈路連接進行分配和撤消分配，提供拓撲和狀態(tài)信息。鏈路資源管理器元件分為A端和Z端兩個管理器元件。其中，起主要作用的是A端的LRM。兩者功能結(jié)構(gòu)如圖5所示。
4、流量策略元件(TrafficPolicing(TP)component)
這一元件是策略端口的一個子類，它的作用是檢查進入的用戶連接是不是在依據(jù)前面達成的服務(wù)參數(shù)來傳輸業(yè)務(wù)。當一個連接違背了已達成的參數(shù)后，流量策略元件就調(diào)用措施來更正這種情況。但值得注意的是，在連續(xù)比特流傳送網(wǎng)絡(luò)中是不需要這種元件的。所以在本文中就沒有對這個元件進行定義和解釋。
5、呼叫控制器元件(CallControllercomponents)
呼叫連接是由呼叫控制器來控制的。這里有兩種不同類型的呼叫控制器元件：
>>主叫/被叫呼叫控制器Calling/CalledPartyCallController：此元件到底扮演什么角色同呼叫是同終端相關(guān)，并且可能由終端系統(tǒng)來確定或者可由遠端系統(tǒng)來確定，這可以表現(xiàn)為一個終端代理。這個控制器有一個或兩個角色，一個用來支持主叫部分，另一個支持被叫部分。這個元件的作用是產(chǎn)生出向的呼叫請求接受或拒絕入向的呼叫請求產(chǎn)生呼叫終止請求；處理人向呼叫終止請求；呼叫狀態(tài)管理等。
>>網(wǎng)絡(luò)呼叫控制器NetworkCallController：一個網(wǎng)絡(luò)呼叫控制器提供兩個功能，一個支持主叫功能，另外一個提供被叫功能。主叫/被叫呼叫功能最后是通過網(wǎng)絡(luò)呼叫控制器來承載的。這個元件的作用是：處理人向呼叫請求產(chǎn)生出向呼叫請求產(chǎn)生呼叫終止請求處理呼叫終止請求；基于呼叫參數(shù)確認、用戶權(quán)力和網(wǎng)絡(luò)資源接入策略的呼叫接納控制；呼叫狀態(tài)管理。
五、結(jié)束語
基于SDH體制的光傳送網(wǎng)如何向以IP為基礎(chǔ)的光傳送網(wǎng)演進是運營商、設(shè)備制造商十分關(guān)注的問題。下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)是一個以軟交換為中心，以智能的OTN為基礎(chǔ)的傳送光網(wǎng)絡(luò)。ASON具有大容量光交換能力和網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)自動發(fā)現(xiàn)、端對端電路配置、帶寬動態(tài)分配等功能及特點，將大大提高數(shù)據(jù)、電路業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，是新一代智能光傳送網(wǎng)交換傳輸最佳的選擇。（尹阜琪編輯）
隨著網(wǎng)絡(luò)容量的增長，需要對傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)作出相應(yīng)的變化，此時ASON(AutomaticSwitchingOpticalNetwork，自動交換光網(wǎng)絡(luò))應(yīng)運而生。ASON網(wǎng)絡(luò)之所以是自動交換光網(wǎng)絡(luò)，是因為它的核心就在于它能在不需要人工干預(yù)的情況下，通過接收由UNI方面?zhèn)鬟^來的信令，自動建立起能滿足用戶要求的光通道。而實現(xiàn)這一革命性改進的核心又在于光網(wǎng)絡(luò)中控制平面(Control Plane)的引進。幾乎在IETF提出GMPLS的同時，ITU-T提出了ASON的概念并對其進行了標準化，基于ASON的下代光傳送網(wǎng)絡(luò)將成為一個更為靈活、可靠、可擴展的智能化光傳送網(wǎng)絡(luò)。
二、ASON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
ASON網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的目的是為了實現(xiàn)全局整體性網(wǎng)絡(luò)，因此ASON網(wǎng)絡(luò)采用了可劃分為多個域的概念性結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以允許設(shè)計者根據(jù)多種具體條件限制和策略要求來構(gòu)建一個ASON網(wǎng)絡(luò)。不同域之間是通過參考點來完成相互作用的。用戶同ASON網(wǎng)絡(luò)之間的接口是UNI，而ASON網(wǎng)絡(luò)中不同管理域之間的參考點是E-NNI,而同一個管理域之間不同路由尋徑域或不同控制元件之間的參考點是I-NNI。
通過引入域的概念，使網(wǎng)絡(luò)具備了良好的規(guī)模性和可擴展性，這保證了將來的網(wǎng)絡(luò)平穩(wěn)升級，各個域可以并行發(fā)展。通過E-NNI，I-NNI的引入，使得在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，可以滿足不同域之間的消息互通的要求，這使多廠商設(shè)備互聯(lián)互通成為可能通過對外引入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，而通過標準的UNI接口，使得用戶具備統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)接入方式。
三、ASON功能結(jié)構(gòu)
同傳統(tǒng)的光傳送網(wǎng)OTN相比較，一個明顯的不同就是控制平面的引入。這一平面的引入給整個光網(wǎng)絡(luò)帶來了前所未有的變化，它使得整個網(wǎng)絡(luò)的面貌為之一新?；贏SON的下一代光傳送網(wǎng)特點包括：在光層實現(xiàn)動態(tài)業(yè)務(wù)分配；具有端到端網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控保護、恢復(fù)能力；具有分布式處理功能；與所傳送客戶層信號的比特率和協(xié)議相獨立，可支持多種客戶層信號，實現(xiàn)了控制平臺與傳送平臺的獨立；實現(xiàn)了數(shù)據(jù)網(wǎng)元和光層網(wǎng)元的協(xié)調(diào)控制：與所采用的技術(shù)相獨立，網(wǎng)元具有智能性，可根據(jù)客戶層信號的業(yè)務(wù)等級(CoS)來決定所需要的保護等級。在ASON的功能結(jié)構(gòu)中，根據(jù)ASON各種實體之間的邏輯關(guān)系以及在這些實體之間所傳遞的信息，ASON定義了不同的網(wǎng)絡(luò)接口。網(wǎng)絡(luò)接口的規(guī)范化有利于在網(wǎng)絡(luò)中使用不同廠商設(shè)備，構(gòu)造不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或劃分不同的管理域。ASON定義的網(wǎng)絡(luò)接口包括：用戶網(wǎng)絡(luò)接口、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口、外部網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口、連接控制接口、網(wǎng)絡(luò)管理接口等。圖中包含了ASON網(wǎng)絡(luò)中的主要功能構(gòu)件。
從ASON功能層而上來講，ASON可被視為是由三大平面，即控制平面，管理平面和傳送平面所組成的。ASON的控制平面由一組通信實體組成，負責完成呼叫控制和連接控制功能，主要是連接的建立釋放、監(jiān)測和維護，并在發(fā)生故障時恢復(fù)連接，由信令網(wǎng)支撐。ASON的管理平面完成傳送平臺、控制平面和整個系統(tǒng)的維護功能，它負責所有平面間的協(xié)調(diào)和配合，能夠進行配置和管理端到端連接，是控制平面的一個補充，包括網(wǎng)元管理系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，它將繼續(xù)在集中控制的點擊式光通道配置中發(fā)揮重要作用，它具有M3010所規(guī)范的管理功能，即性能管理，故障管理、配置管理、計費管理和安全管理功能，此外，它還包含內(nèi)置式網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具。ASON的傳送平臺為用戶提供從端到端雙向或單向信息傳送，同時，還要傳送一些控制和網(wǎng)絡(luò)管理信息，它按ITU-TG.805建議進行分層，為了能夠?qū)崿F(xiàn)ASON的各項功能，傳送平臺必須具有較強的信號質(zhì)量檢測功能及多粒度交叉連接技術(shù)。
ASON的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點要有滿足用戶需要的端口數(shù)，由現(xiàn)在的512×512擴展至幾千個；要具有嚴格無阻塞的全連接能力；能夠支持多址廣播；可提供波長變換能力；采用模塊化設(shè)計，可根據(jù)用戶的需求加以調(diào)整；設(shè)備自身要具有較高的可靠性，關(guān)鍵部分要有1+1冗余沒計；具有豐富的軟件功能和控制功能，支持ASON控制平而的信令協(xié)議、路由選擇協(xié)議和帶寬分配管理協(xié)議；可實現(xiàn)保護和恢復(fù)。
四、基于ASON下一代OTN的控制組件分析
從原則上講，基于ASON下一代OTN的控制平面結(jié)構(gòu)應(yīng)具備下面的這些特性：
>>能支持多種傳輸方式，諸如能支持SONET/SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)以及OTN。
>>同網(wǎng)絡(luò)所選擇的具體控制協(xié)議無關(guān)，同連接控制的具體應(yīng)用方式無關(guān)。
>>同控制面具體域劃分情況和路由尋徑部分方式，以及傳輸資源的具體子網(wǎng)劃分方式無關(guān)。
整個ASON控制平面一共定義了五種功能性元件，他們分別是：連接控制器元件(Connectioncontroller(CC)component)；路由控制器元件(Routing Controller (RC) component)；鏈路資源管理器元件(Link resource manager (LRMA and LRMZ) component)；流量策略元件(Traffic Policing(TP)component)；呼叫控制器元件(Call Controller components)。
1、連接控制器元件(Connectioncontroller(CC)component)
連接控制器元件負責協(xié)調(diào)鏈路資源管理器、路由控制器以及對等或者下層連接控制器以便達到管理和監(jiān)測連接的建立、釋放和修改已建立連接參數(shù)的目的。一個連接控制器元件都只是在一個子網(wǎng)絡(luò)中才有作用。連接控制元件同其它控制面元件之間是通過抽象接口來實現(xiàn)相互作用的。另外，CC元件還提供了一個CCI接口。這個接口是存在于傳輸平面和控制平面之間的，它可以使控制平面元件具備直接建立、修改和刪除SNC(sub-networkConnection)的能力。
2、路由控制器元件(RoutingController(Re)component)
路由控制器的作用是：與對端RC交換路由信息，并通過對路由信息數(shù)據(jù)包的操作回復(fù)路由查詢(路徑選擇)；對從連接控制器發(fā)出的為建立連接所需的通道信息做出回應(yīng)，這種信息可以是端到端的，也可以是下一跳的；為達到網(wǎng)絡(luò)管理目的，對拓撲信息請求做出相應(yīng)回應(yīng)。
RC是與協(xié)議無關(guān)的，從路由控制器中得到的信息使得它能提供它所負責域內(nèi)的路由。這些信息包括給定層中相應(yīng)終端網(wǎng)絡(luò)地址的拓撲(SNPP(Sub-networkPointPoo1)和SNP(Sub-networkPoint)鏈路連接)和SNP地址(網(wǎng)絡(luò)地址)信息。
3、鏈路資源管理器元件(Linkresourcemanagercomponent)
鏈路資源管理器元件的作用是負責對SNPP鏈路進行管理，包括對SNP鏈路連接進行分配和撤消分配，提供拓撲和狀態(tài)信息。鏈路資源管理器元件分為A端和Z端兩個管理器元件。其中，起主要作用的是A端的LRM。兩者功能結(jié)構(gòu)如圖5所示。
4、流量策略元件(TrafficPolicing(TP)component)
這一元件是策略端口的一個子類，它的作用是檢查進入的用戶連接是不是在依據(jù)前面達成的服務(wù)參數(shù)來傳輸業(yè)務(wù)。當一個連接違背了已達成的參數(shù)后，流量策略元件就調(diào)用措施來更正這種情況。但值得注意的是，在連續(xù)比特流傳送網(wǎng)絡(luò)中是不需要這種元件的。所以在本文中就沒有對這個元件進行定義和解釋。
5、呼叫控制器元件(CallControllercomponents)
呼叫連接是由呼叫控制器來控制的。這里有兩種不同類型的呼叫控制器元件：
>>主叫/被叫呼叫控制器Calling/CalledPartyCallController：此元件到底扮演什么角色同呼叫是同終端相關(guān)，并且可能由終端系統(tǒng)來確定或者可由遠端系統(tǒng)來確定，這可以表現(xiàn)為一個終端代理。這個控制器有一個或兩個角色，一個用來支持主叫部分，另一個支持被叫部分。這個元件的作用是產(chǎn)生出向的呼叫請求接受或拒絕入向的呼叫請求產(chǎn)生呼叫終止請求；處理人向呼叫終止請求；呼叫狀態(tài)管理等。
>>網(wǎng)絡(luò)呼叫控制器NetworkCallController：一個網(wǎng)絡(luò)呼叫控制器提供兩個功能，一個支持主叫功能，另外一個提供被叫功能。主叫/被叫呼叫功能最后是通過網(wǎng)絡(luò)呼叫控制器來承載的。這個元件的作用是：處理人向呼叫請求產(chǎn)生出向呼叫請求產(chǎn)生呼叫終止請求處理呼叫終止請求；基于呼叫參數(shù)確認、用戶權(quán)力和網(wǎng)絡(luò)資源接入策略的呼叫接納控制；呼叫狀態(tài)管理。
五、結(jié)束語
基于SDH體制的光傳送網(wǎng)如何向以IP為基礎(chǔ)的光傳送網(wǎng)演進是運營商、設(shè)備制造商十分關(guān)注的問題。下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)是一個以軟交換為中心，以智能的OTN為基礎(chǔ)的傳送光網(wǎng)絡(luò)。ASON具有大容量光交換能力和網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)自動發(fā)現(xiàn)、端對端電路配置、帶寬動態(tài)分配等功能及特點，將大大提高數(shù)據(jù)、電路業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，是新一代智能光傳送網(wǎng)交換傳輸最佳的選擇。（尹阜琪編輯）
文章版權(quán)歸西部工控xbgk所有，未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。
服務(wù)咨詢