智能光网络关键技术及其应用

前言
    智能光网络被ITU-T定义为ASON（自动交换光网络），北京通信率先宣布采用ASON技术构建新一代综合业务传送网以迎接2008年北京奥运会。由于ASON自身具备的众多优点在中国电信运营商中受到了广泛的关注，电信、移动、联通、铁通也通过组建试验网和组织多厂商技术测试等手段为大规模采用ASON积累经验：
保护和恢复相结合支持多种业务等级；
网状拓扑结构保证业务高速直达，链路扩展非常灵活；
网状网共享带宽恢复能力提高带宽利用率；
标准化的信令和路由协议保证良好的互通性，快速建立跨厂商网络的端到端业务；
自动发现能力提高节点智能，优化利用网络资源；
灵活响应客户层设备发出的带宽需求，支持带宽按需分配和光虚拟专网等新业务。
    下面就ASON建设的热点技术和应用进行探讨。
向网状网演进
    ASON建设的第一步是构建网状网。随着运营商网络规模和容量的不断扩大和扩容，环路容量越来越大，跨环业务越来越多，同一个环上出现两点故障的概率也越来越大，环倒换失效所影响的业务也会越来越多。同时，随着大客户业务的迅速发展和电信运营市场的激烈竞争，用户对传输网络的安全可靠性要求越来越高。网络可用性将逐步成为集团用户、出租电路等重要大客户选择运营商的重要因素。网状网提供的保护和恢复相结合的能力能够保证网络中发生多点故障的恶劣情况下不中断业务，从而提供了良好的网络生存性。
    不论是通道保护环还是复用段共享保护环，环网结构所需的空闲容量即使在业务量比较均衡时也需要100％，否则往往要求高达150％的备用容量。而采用恢复的网状网结构，在同样的网络生存性下所需附加空闲容量可以远小于环网，通常为30％～60％。可见在同样的网络资源条件下，网状网可达到较高的带宽利用率，即可充分发挥现有网络的经济效益，降低网络成本。
    
            图1 格网的带宽利用率与路由方向关系示意图
    在网络可扩展性方面，网状网有着与生俱来的优势。当容量需求增加时SDH环要求运营商同时升级所有的节点，而网状网仅升级相关的节点和链路。
      
             图2 环网和格网在网络扩容升级时的比较
标准化和多厂商互通
    ASON建设的一个重要内容是通过控制平面技术实现多厂商互通。ASON为传输网描绘了一个理想的发展目标，但其控制平面的标准化需要一个比较长的过程。与光网络控制平面标准化相关的组织包括国际电联电信标准化部门（ITU-T）、Internet工程任务组（IETF）和光互联论坛（OIF）等，这些标准化组织各有侧重和专长。从2000年起自动交换光网络系列标准的制定工作由ITU-T第15研究组（SG15）承担。自动交换光网络标准的制定由需求和架构开始，再到具体协议。IETF则直接将传统的IP协议扩展成GMPLS协议族，包括信令、路由和链路管理协议。OIF侧重于定义UNI和E-NNI接口并组织多厂商测试。
      
                图3 标准化组织
    为了不影响运营商网络建设和运行采用最新的技术，ASON提出了分层和分域的概念。在不同的网络层次和网络域中可以采用不同厂商的设备和不同的技术，在网络接口处通过E-NNI（外部网络网络接口）或UNI（用户网络接口）实现互连互通。UNI主要实现客户层网络（如数据网）和传送层网络的控制平面互通，为BOD（带宽按需分配）和OVPN（光虚拟专网）等新业务提供了技术保证。而E-NNI则主要实现不同运营商或不同厂商光网络之间控制平面的互通，端到端连接建立和跨域路由都依赖于标准化的E-NNI。ASON在UNI和E-NNI处的互通要求信令协议和路由协议的标准化，OIF在其组织的历届互通性测试中要求使用RSVP-TE和OSPF-TE作为互通的基本协议。国内某电信运营商已经在其ASON现场试验网中应用上海贝尔阿尔卡特的ASON设备和其他厂商的设备实现了基于RSVP-TE和OSPF-TE的UNI和E-NNI的信令和路由的互通，包括路由数据库的交互，跨域SC和SPC的建立和删除等。
      
                        图4 UNI，ENNI互通
开展新业务
    ASON通过将现有的光网络智能化，使现有的光传输网变得更灵活有效，在同一网络上支持更多的业务和客户，就可以降低现有的资产和运营成本，同时提高收入和利润。ASON提供的OVPN使运营商能将他们的光网络分成多块提供给多个客户，并且提供监控功能，就好像客户拥有自己的光网络一样。对运营商客户来说，一个OVPN看起来和感觉上都与真正的私有专用网一样。拥有OVPN，运营商可以提供区别于以往平淡带宽业务的更具灵活性和多功能的波长业务。运营商的客户将有能力控制自己租赁的光网络资源而不必自己建网。OVPN提供的收入机会加上采用智能光网络带来的费用节省使当今的运营商实现盈利的时间大大缩短。OVPN所具有的共享的经济性、灵活性、可靠性、安全性和可扩展性等优异特征已使OVPN业务成为智能光网络最具发展潜力的增值业务，为运营商在现有网络上提供了新的利润增长点。
      
                      图5 OVPN示意
结语
    ASON网络的建设可以先从核心层开始，随着业务的开展和技术的成熟，再逐步延伸到汇聚层和接入层。除了继承传送网的优点外，ASON还能进行动态分配网络资源，实现快速业务恢复，直接在光层上按需提供服务，能够适应网络拓扑的改变，提供各种服务等级和保护机制，为话音、图象和数据的“Triple Play”提供了坚实的基础。ASON的出现和应用照亮了光通信的发展。