基于OTN网络系统中的ASON应用

司传倡，庞润光，周忠禹

（31401部队110分队，山东 青岛 266011）

移动互联网时代大数据传输加剧了人们对网络带宽的需求，传统的组网方式和交换模式传输效率较低，在网络需求量较大时，不能实现按需分配网络资源，造成部分网络资源的不足和浪费。当前处于电网络过渡到全光网络的中间时期，在电网络尚无法完全抛弃的今天，在各大运营商的组网技术中光传送网（OTN）组网技术也在大量运用。它能弥补WDM系统在性能和监控方面的不足，支持大颗粒的带宽复用。但是光传送网仅有传送和管理两个平面，需加入控制平面进行科学调度才能使其智能化。自动光交换网络（ASON）的出现，使光传送网可根据峰谷流量自动调节，真正实现了智能化、动态化。ASON的出现使得传送网络升级的时间大大缩短，可在秒级提供端到端的电路服务，让运营商能快速获客并增加利润。

1 ASON技术原理和应用特点

1.1 ASON技术原理

ASON是智能光网络标准化的产物，它以传输设备作为基本传输载体，通过引入由一组通信实体组成的控制平面，完成光传送网的呼叫和连接控制功能，使其在故障发生时能恢复链接。自动交换光网络将灵活、高效、保护能力和分布式的网管系统融为一体，形成一种以控制软件为主，具有感知能力和提供按需服务的全新光网络，使光传送网具有智能化的特征，对原有的光传送网起到了颠覆性的改变。ASON是由客户端或网管控制系统动态发起数据需求，通过软光技术自动选择路由通路，并借助于信令控制最终自动实现业务的连接、修改、断开、保护和发现等操作。

1.2 ASON技术应用特点

自动交换光网络（ASON）是在光传送网（OTN）和同步数字序列（SDH）基础上发展而来。通过其独有的控制平面来进行连接调度从而达到自动交换。它用物理光纤作为传输介质，通过加入控制平面，使其拥有以下几种优点：

（1）灵活性。根据业务的需求，可快速灵活调度，提供业务所需的带宽；对于紧急业务，临时性的活动，可快速进行扩展，业务提供灵活多变，发掘网络传送潜能，提高网络的利用率。允许网络资源的动态分配，满足业务增长幅度的不均衡，支持多厂商设备，适用于不同的传输技术，能在传送层快速提供扩容。

（2）可恢复性。在实时的传送网络状态下，可提供网状网迅速恢复能力，在多个网络节点失效的情况下，依然能发挥作用，提高了光传送网络系统的生存能力和抗灾难复原能力，使光传送网络系统更加安全可靠。

（3）可定制性。运营商根据不同地区和竞争水平实行不同的服务策略和资费策略，ASON可对光路和电路的优先级进行划分，提供对应的业务等级协定网络。根据用户的需求，提供诸如按需宽带、动态波长分配、动态路由分配等业务，满足不同企业客户的需求。

2 ASON在OTN网络系统中的应用实例

在自动交换光网络（ASON）中，主要通过指配型、信令型和混合型三种方式来完成光网络的连接。目前单纯的指配型和信令型连接在运营商的骨干网络中已不再适用，多采用混合型软连接的方式来进行城域网络的搭建。理论上而言ASON网络光纤维度越多越好，最好在三个方向以上，才能将ASON技术优势发挥出来，同时要考虑光网络建设成本和实际需求来估算每个节点的光纤维度。ASON应用于OTN网络系统中可视业务重要程度提供五类差异化服务，安全级别由低到高依次为：无保护；重路由保护；1+1保护；1+1保护+恢复；永久1+1保护，可以对应运营商的铁级、铜级、银级、金级和钻石级业务级别。等级较低的铜级和铁级主要应用于临时需求，而银级一般为普通客户，金级则为较重要的企业客户或者语音专线，钻石级多为银行、券商等对于数据保护要求高和实时性高的企业。当然不同的安全级别所需要的成本也不相同，需根据业务的重要程度和成本进行综合估算加以确定。

2.1 ASON技术在各类OTN组网中的应用

大多数城域网采用分层型传输网络结构，骨干传输网通过对应的节点向中介传输网传输，由运营商的省级骨干网逐级传递至地市级和县区级，每个骨干网中都对应有一至两个骨干节点，这样一旦骨干节点出现故障，整个数据传输将中断。省际光传送网的建设成本很高，光纤路由链路的距离遥远，发生光缆中断的机率大，对于重要客户和重要业务应采用永久1+1保护模式，通过备用链路的方式保证传输不中断。尝试在骨干OTN中加入ASON设备，在骨干OTN中组成多个大容量的环，同时使用汇聚层的多个超大容量组环。光传送网中的骨干节点的ASON设备带自愈环，在OTN的所有重要节点上推行ASON设备，提升网络扩容的可能性，再分步将OTN中的环局部拓扑升级为MESH，逐步启用ASON的保护机制。另一种城域网采用多层型传输网络结构设计，它需要统一设计一个多层型光网络建模的OTN，是将一体化进程中的部分植入到光层中的计算过程。将客户的业务需求作为建模的输入，通过限制得到波长数量来降低OTN的建设成本，使用ASON为每一层分配合适的波长。运用控制平面和管理平面相结合的规划方法建模，实施流量工程和多层路由，简化波长和路由的管理，使OTN具有更好的可扩展性。在当前业务流和数据流比较复杂的情况下，联合规划法拥有显著的优势。

2.2 ASON技术的发展和演进

随着移动互联网和5G时代的来临，数据流量业务对网络带宽的占用比例越来越突出，重视OTN网络智能化的同时也需要注意网路带宽的问题。40Gbit/s光接口逐渐不能满足5G时代的要求，对于骨干层OTN网络中的ASON设备而言，需提供100Gbit/s光接口甚至速率更高的光接口就变得十分必要。现在我国以华为为代表的高端路由器和交换机生产厂家设备的光接口速率逐年提升，使得我国通信行业在5G时代处于了世界领先的位置。由于控制平面的加入，ASON相对于传统的SDH/MSTP设备而言，提升了传动平面硬件交叉容量的水平，使其能具有交叉矩阵。这种多播严格无阻塞矩阵可以为自动交换光网络中的广播业务提供好的支持，使得网络的疏导能力和业务调度能力得到升华。在完全使用WDM传输技术的OTN基础上，想在城域或局域网内实现ASON技术，可以在光传送网的长途节点运用OXC设备，通过ASON的信令调度和路由协议的作用，最后通过NNI接口进行连接。在城域网内部还可以运用MSTP设备和链路运用UNI接口对接，实现网内端到端的智能网络管理，减少人为因素的干扰。不同的网络运营商需要通过标准的NNI或UNI接口进行连接，从而达到之间的ASON互联互通。通过多年的发展，ASON已经实现了接口和路由协议的标准化，不同厂商的设备不再是信息孤岛，通过标准的协议和接口已经能够互联互通，不仅使运营商的组网成本降低，还是运营商的设备选型不再有顾虑。

3 结束语

由于升级改造的费用问题，预计ASON在OTN系统中将长期与传统交换网络共存。随着5G建设的力度加大和网络结构不断由环状网向网状网的过渡，运营商网络的建设必将更注重网络资源的合理优化配置。在ASON技术趋于成熟的当下，运用控制平面和DCN对跨运营商、跨厂商设备的OTN网络进行统一调度，最终实现点到点的光通道形成、保护和恢复机制，解决业务路径优化、灵活的重路由策略、预置恢复路径、业务路径与计算和SLA在线转换等一系列问题。通过对ASON在OTN网络系统中的应用能够发现，ASON技术必将为网络的运营服务商带来更多差异化的服务机遇和增值服务的新的利润增长点，为5G时代的光传送网带来新的契机。