论ASON技术的应用和实践：上海电信建成全球最大智能光网络

张 军

（中国电信股份有限公司上海分公司 上海 200121）

1 SDH网络的演变和存在的问题

从1995年起，随着SDH技术的成熟，北京、上海、泉州等本地网陆续开始建设SDH网络。纵观SDH网络的发展，主要经历了3个阶段。

1.1 第一阶段（1995－2000年）

基于当时的SDH技术水平，本地中继传输网中的骨干层主要采用的2.5 Gbit/s SDH二纤（或4纤）双向复用段保护自愈环，区域层（又称汇聚层）早期采用的是622 Mbit/s单纤通道保护自愈环，后期采用了622 Mbit/s二纤（或4纤）双向复用段保护自愈环。上海当时的网络拓扑结构如图1所示。

第一阶段中的SDH环间电路调度是个大难题，当时主要采用的是2 Mbit/s背靠背连接和STM-1连接两种。2 Mbit/s背靠背连接，需要配置大量的2/155 Mbit/s终端复用设备和DDF，既过度地占用机房和电源资源，又要花费大量的人工去现场跳接2 Mbit/s电路，效率很低。环间采用STM-1连接，虽然解决了2 Mbit/s背靠背连接带来的资源浪费和效率低的问题，但又产生了新的矛盾，由于电路需求事先不清楚，低阶交叉矩阵容量小、STM-1端口密度不高等原因，很难规划好环间的STM-1连接，造成了电路配置不灵活、时隙占用率低等问题。

1.2 第二阶段（2001-2005年）

20世纪90年代末，朗讯推出了容量为512个VC-4的DXC4/4/1设备，为了解决环间电路间的灵活调度，提高资源利用率，中国电信股份有限公司上海分公司（以下简称上海电信）引入了WaveStar DXC4/4/1设备，作为在骨干节点上环间连接的枢纽设备，而此时的骨干层主要采用的是10 Gbit/s二纤（或4纤）双向复用段保护自愈环，区域层主要采用的是2.5 Gbit/s二纤双向复用段保护自愈环。其网络结构如图2所示。

第二阶段的SDH网络中，环间电路调度主要以STM-1/STM-16接口方式通过DXC4/4/1来作电路的归并和疏导，从而彻底解决了第一阶段SDH环间电路调度中暴露的一系列问题。但随着SDH技术的大规模应用，业务的不断增长，第二阶段网络包括SDH技术本身存在的一些问题也开始显现出来，主要表现在以下几个方面。

1.2.1 骨干节点单点失效问题

随着SDH网络规模的进一步扩大，电路量的急剧增加，8个骨干节点中的DXC设备的端口占用率均超过了80%。由于所有的电路都要经过DXC设备，一旦某套DXC设备故障引起该节点瘫痪，全网平均将中断1/8的电路，风险极大。同时，随着DXC设备运营年限的增长，板卡故障率开始上升，而厂家的技术支撑能力逐步开始减弱，网络安全隐患十分严重。

1.2.2 SDH技术本身存在的一些问题

（1）工程建设周期长

SDH采用的是环网技术，因此工程建设中需要按SDH环来建设和验收，如果一个环上的某个节点存在机房资源不足需要拆除老设备、电力资源和光纤资源不够需要扩容等问题，势必将影响整个SDH环的建设和验收进度。从上海SDH环网建设的经验来看，从项目立项开始到工程验收，至少需要大半年的时间。

（2）开环加节点风险大

上海是一个特大型本地网络，组成该本地中继传输网络的节点有二三百个（还不包括接入节点），除内部电路需求可以事先规划和预测外，大量的大客户电路无法预知。因此，一旦现有网络资源无法满足用户的急切需求时，往往采用的是开环加节点的方式。不中断业务的开环加节点的条件：摸清该SDH环中的详细业务，做好详细的加节点方案；规范化所有的操作步骤，并严格执行；做好应急预案，并预先通知好相关业务部门和客户，做好配合准备；所有的加节点工作都是夜间12点以后实施。上海电信历史上做过几十起开环加节点的工作，虽然从未出现过中断业务的情况，但工程部门、运维部门、业务配合部门怨声载道，对网络规划和技术决策部门带来很大的压力。

（3）带宽利用率低、差异化服务能力差

SDH环网技术中还存在着一个致命的缺点，那就是无论是什么业务，永远都有一半时隙是拿出来作保护的，针对大客户需求，无法实现差异化服务。2004年，上海电信在解读ITU-T的G.841技术标准的情况下，曾采用该标准第6.1节中规定的NUT Chanel技术，实现了端到端的抵抗链路和当中节点故障的业务保护，即对于重要客户，在2.5 Gbit/s环中拿出2个VC-4通道，不参与复用段保护倒换，而采用SNCP保护，进而实现端到端的SNCP保护，避免了在复用段层和子网连接层重复保护的问题，节省了带宽资源，但需增加环间连接的端口数量。后来由于部分厂商不支持NUT Chanel技术，因而未全面推广，只是做了部分试点。虽然从试点的效果来看还是不错的，但从根本上没能改变SDH本身差异化服务能力不足的问题。

（4）人工配置电路效率低，业务响应速度慢

SDH电路采取人工配置方法，由资源部门按照业务需求，根据SDH网络资源情况调度全程路由施工单，网控部门则根据工单配置开通电路。这一过程往往消耗大量人力资源，同时开通效率低、差错率高、响应用户业务需求较慢。上海电信历史上的软交换电路割接和PHS网络建设，在传输资源调度和开通环节上，耗费了大量的人力和财力，工程进展缓慢，其中的传输资源调度成为工程建设的瓶颈。

1.3 第3阶段（2005年至今）

SDH技术是一个非常好的技术，解决了以前PDH技术时代，标准不统一、网络互通性差、传输容量低、管理和自愈保护能力弱等问题。但同时通过上述分析，也看到了SDH技术本身尚有许多不完美的地方。随着网络技术的发展和业务需求的不断变化，需要考虑和引入新的技术——ASON技术，来进一步完善SDH网络，节省成本，提高网络利用率和差异化服务能力，加快业务响应速度，从而增强企业综合竞争能力。

从2005年起，上海电信就在研究和考虑ASON技术的引入和应用，并在现网中开展了试点，包括从SDH环网平滑升级到ASON的试点等。2008年上海电信与某一设备供应商合作，建成单ASON域能力为150个网元的ASON，2010年，上海电信通过扩容、改造、升级等措施，将原先的单ASON域能力由原来的150个网元升级到350个网元，目前实际部署236个网元，成为全球最大的单域ASON。

2 ASON技术特点分析

早在2000年，ITU-T组织就提出了ASON技术，亦称智能光网络技术，并逐步规范和完善了该技术标准。ASON是光传输网技术发展过程中的一个重大突破，它最大的特征是在原有的传输网中的传送平面、管理平面基础上，引入了独立的智能控制平面（通常采用分布式），并利用这一平面实现了网络拓扑自动发现、呼叫和连接控制管理、业务保护和恢复（重路由）等功能。与传统的SDH网络技术相比，ASON技术具有以下一些优点。

（1）网络生存性大大提高

在传统网络具有的保护能力基础上，增加了动态路由恢复功能，结合Mesh状的组网结构，当主用路由中断，网络内只要有可达路径，控制平面会自动计算出一条业务恢复路由，大大增强了网络的生存性。尤其是可以解决骨干节点DXC设备故障而引起的网络瘫痪隐患。

（2）提供了SLA差异化服务能力

ASON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。如在ASON域内可以根据客户需求提供永久“1＋1”保护、重或不重路由“1＋1”保护、重路由恢复等策略。

（3）资源利用率大大提高

SDH网络采用的是环网保护技术，其中有50%的带宽是永远用作保护的。而ASON增加了恢复功能，其备用路由可以相互共享，从而节省网络资源。并且在Mesh组网结构下，网络拓扑连通维度越多，资源利用率就越高，从而进一步降低了网络运营成本。

（4）工程扩容周期明显缩短

ASON控制平面具有网络拓扑自动发现功能，只要新装设备与邻近网元的光纤连接后，该网元通过OSPF协议能够自动发现控制链路并把自己的控制链路向全网泛洪；每个网元都得到全网的控制链路信息，也就得到全网的控制拓扑，从而彻底改变了SDH环形网络建设周期长的问题。2009年初，在Ev-Do基站建设中，上海电信正是采用了ASON+MSAP传输网络扩容解决方案，为2个月内完成2 000个Ev-Do基站的建设创造了条件。

（5）加快了业务响应速度，降低了人工成本

ASON可以采取新型业务调度配置流程，其业务可以通过控制平面自动下发，而不需要再通过传统的业务需求、资源调度、数据配置这一复杂的人工干预过程，减少了差错、降低了人力资源成本、加快了业务响应速度。

3 ASON技术在上海电信网络中的应用

早在10多年前，美国AT&T公司就建成了100多个网元的国内长途ASON。10多年来，ASON技术陆续在国内外运营商的长途网中相继应用，但在本地传输网中，尽管有一些ASON组网应用的案例，但规模都不大，其根本原因有两点，一是ASON控制平面仅能控制VC-4信号颗粒，与本地网中VC-12业务为主的需求矛盾；二是与长途网相比，本地网局站数量多（尤其是像上海这样的特大型本地网），网络结构层次多，业务方向分散，需要从骨干到边缘的系列化ASON设备。因此，ASON技术更适合在长途网中应用，但上海电信从网络、技术、业务创新角度出发，在全面分析SDH技术缺点和ASON技术优点的前提下，通过组网结构的调整，建成了一张全球最大的ASON，充分发挥了ASON技术的优势，提高了传输网络的竞争能力。

3.1 组网思路

相比原来的SDH组网，在本地ASON组网思路中，作了以下一些创新。

·将原来的SDH环网结构改为Mesh组网，增加网元间的连接维度，增强网络保护、恢复能力，提高资源利用率和网络生存能力。

·由于本地传输网中的业务主要是2 Mbit/s电路需求，那么需要将低阶交叉矩阵由原来的骨干节点下沉到边缘节点，解决骨干节点故障造成的本地传输网中大面积区域网络瘫痪的问题。

·根据不同的网络位置选择不同容量的ASON设备，以便降低建设成本。同时，上海属于特大型本地网络，骨干节点需要特大容量的MADM传输设备来组网（所谓特大，一是要有足够容量的交叉矩阵容量，二是要有足够的高速线路端口用于组网），才能保证建成覆盖二三百个节点的本地传输网络，通常需要的容量在640 GB以上。

·通过智能VC-4隧道来装载低阶VC-12业务，赋予VC-12颗粒同样的智能保护特性。这一点非常重要，因为主要还是由2 Mbit/s电路传输业务。

·在ASON中，控制平面和管理平面都需要数据通信网络（DCN)来传递各种信令、路由，维护及管理信息，因此，相比传统的SDH网络，在信息的传输量上将大大增加。当带内DCN容量不够的情况下应考虑增加带外DCN通道容量。

·要考虑并试点传统SDH网如何在线升级到ASON，环网如何在线升级到Mesh网，PC电路如何升级到SPC电路等。

图3为上海电信建成的ASON拓扑示意。其中，骨干层节点采用OSN 9500设备，区域转接点采用OSN 7500设备，一般区域节点采用OSN 3500设备。OSN 9500设备不配置低阶交叉矩阵，VC-12电路的归并和疏导工作由OSN 7500设备来完成。

3.2 业务配置规范化

网络建得好，还要用得好，要充分发挥ASON技术的优势，业务配置规范化是一项十分重要的工作。

业务配置应根据用户电路等级实现差异化的配置，由于ASON仅仅建立在本地网的骨干层和区域层，而接入层并没有纳入ASON域范围，所以差异化的业务配置应该端到端地考虑，而不仅仅是考虑ASON域本身。比如：一条等级最高的电路，在用户接入点需要安装两套传输接入设备分别接入ASON域内的两套区域节点设备，电信网络内提供两条端到端的电路，由用户设备自己来选择主备路由，此时在ASON域内的两条电路没有必要采用级别最高的永久“1＋1”保护方式，均采用重路由恢复方式即可。上海电信针对不同电路等级，制定了差异化的端到端的《ASON网络建设业务配置及资源调度规范》，利用ASON技术优势，实现了对客户业务的差异化服务。

4 展望ASON技术的发展

随着对ASON技术的研究、应用和实践，也发现了ASON存在的一些不足之处。

（1）ASON技术标准尚不够完善

鉴于ASON域内的E-NNI接口和UNI接口技术标准尚不够完善，给网络的互通性带来了很大的问题。其中，E-NNI接口技术标准不完善，将影响多ASON域的应用，也将无法建成从长途到本地的端到端的ASON。UNI接口技术标准不完善，将影响实时、动态的带宽按需分配（BOD）和光虚拟专用网（OVPN）的新业务应用。

由于ASON标准中未对保护、恢复的方式、方法做严格的定义，使得跨厂家的ASON保护、恢复无法端到端的实现。

（2）设备供应商尚有完善的空间

虽然ASON技术增加了业务自动恢复功能，已经可以满足大部分需求，但针对少数网络节点多、智能业务链路多的超大ASON传输网络，每次链路故障下，业务自动恢复时间要控制在2 s以内有一定的难度，尚不能完全满足运营商的高标准要求，重路由算法有进一步优化的空间。

（3）运营商的资源管理手段需要完善

在ASON中，共享风险链路组（SRLG）是一个非常重要的参数，需要运营商在网络建设中配置，SRLG参数中包括共享的物理节点、端口、光缆路由等信息，它是影响ASON的保护和恢复算法的最重要的依据。但鉴于我们的资源管理系统还够不完备，未来ASON优化的空间还很大。

ASON控制平面技术并不仅仅是应用在SDH网络中，它还可以应用在今后的OTN、PTN中。当前中国电信集团公司提出了智能管道主导者的建设目标，因而ASON技术的发展前景将非常美好。让大家携起手来，共同推动ASON技术的进一步成熟和发展，争取早日真正实现传输网络的智能化。