深度分析：傳輸網網管系統接口技術
現階段，光網絡的發展處于一個相對平靜的時期，各運營商在網上應用的新技術并不是很多，但是ASON、MSTP業務應用以及動態可配置的ROADM技術等的發展，在一定程度上決定了下一代光網絡發展的方向。
一、ASON技術標準亟待完善
最制約ASON前行的標準滯后，如今已烙下深刻印章。然而標準制定者們仍心存希望，因為國際和國內的標準化進程已如商用一樣進入快速落實階段。
1.國內標準化情況
ASON在國內標準化正在進行中，從2002年起，中國通信標準協會傳送網工作組確定啟動我國ASON系列標準的制定工作。國內ASON標準的制定主要依據ITU-T的框架結構和相關建議，同時兼顧IETF和OIF的相關規范。目前《ASON技術要求***部分結構和功能要求》即將報批、相關信令要求、DCN要求、設備技術要求和測試方法已經立項開始制定，預計在明年可以完成這些規范，同時啟動路由等技術要求的制定工作。
2.國際標準化情況
在自動交換光網絡(ASON)技術進行研究跟蹤的主要國際標準化組織包括ITU-T、OIF和IETF，各標準化組織之間既有重疊，又互為補充。
ITU-T是通信行業主要的標準化組織，它在ASON領域的主要工作是定義了一個標準的自動光網絡體系結構，與其他標準化組織的不同在于它是從整體結構的角度研究光網絡，之后再決定如何實現。ITU-T主要負責ASON體系結構方面的內容，另外它在分布式呼叫與連接管理、路由協議、自動發現等方面給出了框架結構與協議規范，還對鏈路管理、連接允許控制、管理平面等方面進行了規范。
OIF主要關注客戶端，在ASON技術領域主要制定接口標準UNI和NNI，目前主要關注的是IP客戶端，規范UNI和NNI尚在進行當中，I-NNI有了一個初步的定義。目前已經完成了UNI1.0信令規范、UNI1.0信令規范Rel.2、UNI1.0計費的CDR、UNI2.0、UNI和NNI的安全擴展和運營商內部的E-NNI信令規范。
IETF的GMPLS及相關工作組主要工作是定義用于智能光網絡的控制協議。它提出了通用多協議標記交換(GMPLS)的一系列標準草案，包括信令協議(RSVP-TE/CR-LDP)、路由協議(OSPF)、鏈路管理協議(LMP)等。考慮到運營商和網絡實現的需求，IETF正致力于使GMPLS不僅支持對等模型，而且支持重疊模型。
為此，IETF開始考慮借鑒ITU-T和OIF的工作，使其GMPLS協議族更具完整性。
3.ASON標準展望
目前ASON的標準化工作活躍，國際標準化工作已取得階段性進展，總體框架方面已經基本規范完成，但是其他具體標準化工作的完成和完善還需要幾年的時間，主要體現在體系結構、路由、自動發現、鏈路管理協議、控制平面管理等幾個方面，另外管理平面的規范還滯后于傳送平面和控制平面。
國內的標準化工作主要注重實用性，關注對設備應用和開發影響較大的標準，目前基本完成或已經立項。同時各個廠商存在對同一個協議的擴展和理解不一致的情況，這將是下一步標準化工作的內容之一。相信通過各個標準化組織的不斷努力，自動交換光網絡的技術標準也會逐步走向成熟，指導設備研發和網絡應用。#p#
二、ASON網絡管理技術研究的新進展
ASON技術在國內外運營商和設備商的共同努力和積極推動下，正逐步從概念、理論階段過渡到實用化階段，相應的ASON網絡管理的開發和研究方面也取得了一定的進展。今年通過對國內外8個設備廠商的ASON網管系統測試了解到：各廠商ASON網管系統已經不同程度地實現了對控制平面的管理能力，完成了主要管理功能，在傳統傳送網網管系統的基礎上，管理功能得到了更進一步的擴展。
1.ASON網絡管理標準化進展
ASON管理平面的標準化工作起步較晚。國際標準化方面，目前與ASON管理相關的標準也僅僅是在2004年11月ITU-T會議上通過的G.7718建議(ASON管理框架)，主要規范了ASON網絡管理框架和與控制平面相關的管理需求。G.7718.1建議(管理信息模型)正在制定中。國內標準化方面，目前還沒有一個與其相關的較為系統的標準，在正制定的國家標準《自動交換光網絡體系結構與總體要求》(送審稿)中，針對管理平面體系結構和控制平面的管理需求進行了一般性的規范。此外，網管標準組正在計劃制定與ASON網絡管理相關的一系列標準。
從ASON管理平面的標準化情況來看，ASON管理平面的標準化工作取得了一定的進展，但仍然比較緩慢。目前僅對ASON的管理需求作了規范，對ASON網管系統的管理信息模型、接口功能以及協議等方面的標準化工作剛剛開始起步。
2.ASON管理平面體系
(1)與TMN結構之間的關系
在G.7718建議中，描述了傳統TMN功能模塊和新增的控制平面功能(CF)之間的關系。在ASON中，CF是由控制平面元件所提供的功能。它屬于控制平面內部功能，允許OSF與控制平面元件之間進行交互，參與控制平面的配置。另外，控制平面可以與NEF進行交互，并完成控制平面內部元件之間的交互。因此，可以得出ASON管理平面可以看作是TMN功能的延伸。
(2)ASON功能單元之間的關系
ASON網絡結構根據功能可以分為三個平面：傳送平面、控制平面和管理平面，此外還包括用于控制和管理通信的數據通信網。
ASON管理平面實施對傳送平面、控制平面以及數據通信網(DCN)的管理功能，控制平面、傳送平面和DCN將各自發生的事件、告警、性能等管理信息上報給管理平面，由管理平面來確保所有平面之間的協同工作。而DCN作為服務層網絡，為管理平面、控制平面、傳送平面內部以及三者之間的通信提供傳送通路，主要承載與控制平面相關的分布式信令消息和與傳送平面相關的管理信息。
(3)ASON管理平面分層結構和系統設置
ASON網絡管理的分層結構應符合M.3010建議的規范。從邏輯功能上劃分，ASON網絡管理主要分為三層：網元層、網元管理層和網絡管理層。
ASON網管系統的設置可以根據傳統的管理域劃分方式進行，也可以按照ASON控制域方式進行。根據不同網絡運營商設置不同的ASON網管系統，即一套網管系統(EMS.X/Y和NMS.X/Y)管理同一運營商網絡(X/Y)。當在同一運營商網絡內部存在多個控制域時，可以根據控制域的劃分設置不同的網管系統(EMS.X1和EMS.X2)，也可以采用同一網管系統(EMS.Y)管理多個控制域網絡。
3.ASON管理功能定位及特征
由于自動交換光網絡更注重在網絡層面提供電路的動態調度能力，因此與傳統傳送網網管系統相比，ASON網管系統應定位在網絡管理層，側重于提供對全網的面向連接的管理能力。以前僅配置網元層管理系統也可管理傳輸設備的方式現在已經不再滿足ASON的網絡管理需求。與傳統光傳送網網管相比，ASON網絡管理具有以下特征。
(1)ASON網絡管理在功能上主要分為傳送平面管理和控制平面管理兩大部分。其中傳送平面管理與傳統管理功能完全相同，它在傳統網管基礎上進行了功能上的擴展。
(2)ASON控制平面實質上是將過去管理平面中的控制功能分離出來，通過標準接口(NNI/UNI)和信令方式實現分布式的開放控制。因此，從這個角度考慮，ASON管理系統應該是一種“LightWeight”網管系統。而另一方面由于增加了控制平面，ASON的管理與傳統光傳送網網管相比又增加了很多智能的管理功能。
(3)由于ASON網管更側重于網絡層端到端的連接管理功能，為了簡化ASON網管系統的結構，ASON網管系統一般同時具有網元管理與網絡管理功能，提供統一的面向連接的網管平臺。其中，控制平面初始化配置、資源管理、控制域管理等與控制元件、端口和鏈路相關的管理功能應屬于網元管理層，呼叫與連接管理、保護與恢復管理、DCN管理、ASON新業務管理等功能應屬于網絡管理層。
(4)ASON網絡是一個智能動態的網絡，ASON網絡管理應能實時準確的反映網絡的動態特性，主要體現在自動發現、資源統計、連接管理和保護恢復管理等智能管理功能上。
4.ASON管理平面測試
ASON在傳統SDH設備基礎上引入了一個新的層面—控制平面。控制平面的引入，使ASON網絡管理增加了一些新的管理對象和要求。ASON管理平面測試內容主要包括傳送平面管理、控制平面管理、SCN管理、業務管理和管理平面可靠性五個方面。根據ASON網絡的特點，管理平面測試側重于ASON網管系統對控制平面和SCN的管理能力，其中以連接管理、保護與恢復管理等管理功能為關注焦點。
從2004年～2005年國內進行的一系列ASON設備測試情況來看，國內外ASON設備廠家的網管系統不同程度地實現了ASON網絡的主要管理功能。其中，傳送平面管理功能已比較成熟，基本與傳統SDH網絡管理相同，管理平面對傳送平面的穩定性和可靠性相對較高。對于控制平面和SCN的管理，由于技術相對較新，在測試過程中暴露出的主要問題是：與設備研發相比，ASON智能控制部分的管理功能相對滯后，部分功能還不完善，例如交換連接(SC)及其保護恢復管理、業務發現、ASON新業務等的管理。一般來講，網管系統會滯后于設備實現，這就要求廠商網管系統的開發應在盡量短的周期內跟上設備研制的進度，***程度地滿足管理需求。
另外，由于ASON是一個不斷動態變化的網絡，管理人員需要實時準確掌握網絡上業務的分布情況，網管與設備之間上下業務信息應保持一致，實現全網信息的實時同步。這要求ASON網管系統具有更高的可靠性和穩定性，管理平面測試還包含了對此方面系統性能的測試內容。
總之，隨著ASON管理平面標準的日趨穩定，對控制平面的管理要求也已經明確。廠家網管系統在不斷擴充系統功能以符合標準要求的同時，還應不斷提高網管系統的性能，可靠、高效地管理其智能化的網絡。
5.ASON網管系統建設的幾點考慮
(1)ASON網絡管理在光傳送網體系結構中的位置
ASON具有自身的網管系統，它是光傳送網網管體系結構的一個組成部分。在邏輯上，ASON網管系統與SDH網管系統、WDM網管系統并行管理光傳送網，它們屬于同一層面。
ASON組建初期，網絡應配備自身的網管系統，一般采用設備廠家的ASON網管系統，將ASON與其它光傳送網(SDH和WDM)分開進行管理。只要求ASON的網管系統管理好ASON設備本身，ASON網管與目前的SDH網管的協調工作通過維護人員實現。
(2)與SDH網管之間的協調
ASON網在光傳送網體系中并不是孤立存在的，在很長一段時期，它需要與SDH網絡共同完成全程全網的業務調度。因此，在以下情況中，要求ASON網管應與SDH網管系統相互配合，來共同完成業務的調度和協調管理工作：
◆跨環業務的調度與管理：包括SDH業務的端到端配置、告警、性能管理等;
◆ASON節點構成SDH環網的組成部分，且占用了ASON資源，所涉及的管理包括交叉連接的指配、環保護倒換管理、業務調試等;
◆日常維護：包括端到端的故障定位、端到端業務的告警統計和性能趨勢分析、SDH業務的端到端環回測試等。
因此，ASON網絡管理應采取以ASON網管系統管理為主，需要時應與SDH網管系統相配合來協調管理整個傳送網，充分發揮ASON網在傳送網中的智能化電路調度作用。
(3)綜合網管問題
ASON設備的管理可分階段不斷完善。在ASON技術應用初期，可先采用廠家提供的網管系統管理ASON設備。在ASON網絡和網管系統運行穩定后，可考慮將ASON的網絡管理納入到運營商綜合網管之中，最終實現全網的統一管理。
6.在維護上需要考慮的問題
由于ASON技術還處于應用的初期階段，對它的日常管理與維護還缺乏經驗。引入ASON之后，業務調度與傳統方式有所不同，在維護上也隨之會發生變化。現有的維護體制(SDH和WDM)已不能滿足要求，需要單獨提出ASON的維護體制。維護人員在處理故障時應首先確保ASON設備的高可靠性，當傳送平面、控制平面或管理平面同時發生故障時，應堅持以ASON網絡運行的最快恢復為原則，分析導致網絡故障的直接原因，優先處理對網絡造成影響較大的故障。此外，由于ASON屬于較新的技術，對維護人員在技術掌握上要求會更高。同時，由于控制平面的引入，網絡會經常出現與控制平面相關的軟件故障，這要求維護人員應比較熟悉軟件故障的處理操作。
隨著ASON技術逐漸步入實用化階段，對于ASON網絡管理的研究方向也將由管理需求方面逐漸轉移到ASON網絡的管理與維護體制方面。ASON網絡管理與維護體制的建立會經歷一個較長的過程，需要在ASON網絡的實際運營中不斷積累經驗，逐漸完善。#p#
三、新技術在ASON設備中的應用
隨著ASON技術的飛速發展，ASON系統設備實現的關鍵技術倍受各大運營商關注，例如：如何提供更高速率的光接口解決寬帶化問題，如何構建無阻塞的交叉矩陣實現傳送平臺的暢通，智能控制單元實現方式以及對組播業務的支持等，這些問題都有待解決。
1.40Gbit/s速率的光接口
隨著各種新興電信業務的出現，特別是數據業務對網絡帶寬的占用量越來越大，我們在使網絡變得智能化的同時，也要考慮網絡寬帶化的問題。對于應用于骨干層網絡的ASON節點設備來說，能夠提供40Gbit/s的更大速率光接口就顯得非常有必要了。另一方面，各種高端路由器和交換機的接口速率達到了10Gbit/s，這種大容量高端路由器和交換機的出現也大大推動了40G光接口在ASON節點設備中的應用。烽火通信作為國內主要的光通信設備供應商之一，已經在40G商用傳輸系統方面取得了重大突破，承擔的國家“十五”科技攻關計劃項目“40Gbit/sSDH光纖通信設備與系統”已經順利通過信息產業部驗收專家委員會的驗收。該項目通過采用精確色散補償、拉曼化摻餌光纖放大器等技術，成功地實現了40Gbit/s光傳輸系統在G.652和G.655光纖上的560km無電再生無誤碼傳輸，解決了該系統在色散、非線性等方面的關鍵難題。目前烽火通信FonsWeaver系列ASON產品已經全面支持40Gbit/s高速率光接口。
2.基于BitSlice技術的多播嚴格無阻塞交叉矩陣
交叉矩陣是ASON節點設備傳送平面的核心部分，ASON設備和傳統的SDH/MSTP設備相比，除了增加控制平面外，在傳送平面硬件方面也有部分改進。例如交叉容量的提升和交叉矩陣的多播嚴格無阻塞特性。為什么ASON節點設備需要多播嚴格無阻塞、大交叉能力的交叉矩陣呢?主要是以下三方面的原因：首先，ASON是基于格狀網絡構建的，相對于以往的環網結構來說，ASON節點設備上要提供更多的光接口，要有更強的業務調度和疏導能力。其次，采用多播嚴格無阻塞的交叉矩陣對于ASON網絡的恢復時間性能有顯著提高。與之相比，傳統的3級CLOS矩陣方式具有重構無阻塞特性，在網絡發生故障時，ASON節點設備的交叉連接要進行內部路由搜索，延長了全網恢復時間。***，采用多播嚴格無阻塞矩陣可以更好地支持ASON網絡中的廣播業務。若采用重構無阻塞交叉矩陣，在廣播業務達到25%以上時，會顯示出阻塞特性。
3.外置控制單元處理方式
ASON網絡智能特性實現的關鍵是引入了控制平面。通過分布式智能控制可實現流量工程、動態快速地建立連接、提供多種業務恢復機制等智能特性。控制平面由分布于ASON網絡中各節點設備的控制單元組成，目前業界控制單元的實現方式包括內置和外置兩種。內置方式通過設備上插單盤的方式實現。采用此方式的控制單元一般采用Motolora嵌入式CPU。外置方式的控制單元不插在設備的單盤區，而是外置單板服務器，隨設備子架一起安裝在機柜中。兩種實現方式比較而言，內置式在設備整體性方面有一定優勢，但是占用了設備子架所提供的槽位，若主備方式則占用兩個槽位。外置式在處理能力方面更加強大，更適合構建ASON網絡。
4.組播業務的實現
組播技術是一種點對多點的通信技術，是通信網絡將發起端的信息同時傳遞給多個接收端的一種信息傳遞模式。隨著網絡技術的不斷發展和用戶需求的不斷變化，組播業務日益成為一種重要的業務模式。要求組播技術支持的業務類型主要是一些帶寬密集型的業務，如：IPTV、視頻會議等，可以預見組播技術所支持業務的應用前景將會非常廣闊。
隨著ASON設備的逐步商用，相信會有更多新技術應用到ASON節點設備中，ASON技術會給運營商帶來更高的盈利能力。#p#
四、ASON技術的演進步驟
目前，業界普遍認為，ASON的演進步驟為：
(1)在光傳輸網完全采用WDM傳輸技術的基礎上，首先在長途節點使用OEO交換技術的OXC設備，采用ASON的信令、路由協議和NNI接口，在域內實現ASON的功能;
(2)在城域網范圍內，采用具有UNI接口的多業務傳輸平臺(MSTP)或OXC設備，以便使MSTP或OXC設備可以通過UNI接口，實現端對端智能管理;
(3)在全網內，全面采用ASON的信令、路由協議、NNI接口和功能;
(4)不同運營商的ASON，使用NNI或UNI接口互通。
總之，ASON技術是光傳輸網技術的一項重大突破，它的出現深刻地改變了光傳輸網的體系和功能，可以相信，隨著技術的逐步成熟，光傳輸網將會發揮更大的作用。
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