中国移动ITMC专用网络ASON功能测试

白新宇，王迎春

（中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080）

1 ITMC专用网络概况

自2009年获得“国际通信设施服务业务”许可证以来，中国移动积极参与海底光缆、跨境陆缆等国际通信设施的建设，迅速开展国际话音、国际互联网及国际专线等多项国际通信业务。随着近年来国际通信业务量的迅猛增长，国际电路对国内通信网络提出了更高的要求。为了有效疏导日益增加的国际通信电路，满足国际网络调度和维护的需要，同时兼顾政府监管的要求，中国移动启动了国际传输维护专用网络（ITMC专网）的建设。

在网络结构上，中国移动在北京、上海和广州3地设立国际传输维护中心（ITMC），建设相应传输节点设备，并利用现有省际干线光缆搭建ITMC传输系统，形成连通北、上、广3点的大陆侧调度专网。此外，香港作为中国移动发展国际业务和网络的重要枢纽，肩负着衔接国内网络与国际网络、疏通绝大部分国际业务的任务。因此，中国移动在香港设立具有同等功能的ITMC节点设备，并利用自有粤港光缆建设粤港传输系统，与大陆侧调度专网共同形成连接京、沪、穗、港4点的ITMC专用调度传输网络，其网络结构参见图1。

图1 中国移动ITMC专用网络结构图

在技术选择上，为了满足国际业务需求的急剧增长、实现国际电路的灵活调度和维护管理，ITMC专网直接选取了代表未来骨干光网络发展趋势的100 Gbit/s OTN技术进行组网。100 Gbit/s光传输技术除了在传输容量上具有先天的优势之外，近年来随着编码技术、相干接收技术和数字信号处理技术的发展，100 Gbit/s波分系统的传输性能与早期相比取得了长足进步，使得该项技术具备了商用的条件。而OTN技术相比传输波分技术增加了电层交叉功能及电层的开销字节，将OTU光/电/光的转换分为线路OTU和支路OTU，线路板卡为所有业务所共享，支路板卡可按业务需求灵活配置，可对各种业务进行方便地调整和调度，可以完成基于电层ODUk的各种保护，使得网络的管理、维护性能得到了很大的提升，真正实现对光通道性能的监控管理和维护。

2 ITMC专网的网络保护

中国移动ITMC专用网络负责国际电路的调度、维护和管理，其网络安全性及电路调度灵活性尤为重要。因此，ITMC专网应具备完善的保护能力、业务快速开通能力、业务的灵活调度能力以及强大的网络管理。为此，中国移动在ITMC专网中配置了基于电层的智能控制平面（ASON），根据业务等级需求，选用不同的保护恢复方式满足各种业务不同的保护需求；尤其对于高等级的国际长途电路，利用ASON抗多点故障能力，实现对业务通道的多层次保护，全面提升网络的安全性和可靠性。

ASON光网络相比于传统OTN光网络来说增加了控制平面，而控制平面的引入使得OTN网络具备了自动发现、自动交叉连接和自愈恢复的能力。引入ASON功能对于ITMC专网主要带来了以下几点好处：

(1) 高可靠性：通过保护与恢复相结合的方式提高网络的可靠性和业务的安全性；

(2) 简单易用：网络资源、拓扑可自动发现，可快速创建端到端业务；

(3) 便于管理：电路资源可管理、可预知，业务可自动恢复到原始路径；

(4) 丰富业务类型：可提供差异化的业务等级服务（SLA）。

根据不同的业务需求，ITMC专网中的ASON功能可支持钻石级、银级和铜级3种等级的电路保护，其中钻石级可细分为永久1+1、重路由1+1和不重路由1+1 3种类型。

(1) 永久1+1保护（永久1+1）：对外体现始终为50 ms倒换，在有资源的情况下试图永远建立1+1 SNCP连接。从ASON角度来看，任意一条电路失效都会立刻触发重路由。因此，在网络资源条件允许的情况下，永久1＋1可以持续重路由，能做到N次断纤50ms保护，但是为了保持1+1能力资源恢复，控制平面会主动抢占其他业务的恢复资源并预留下来。因此在现网资源有限的情况下，过多的永久1+1保护电路会造成网络整体的业务保护及恢复能力下降。

(2) 1+1保护+恢复（重路由1+1）：对外体现当主用路由失效时，在50ms内倒换至备用路由，第二次及后续再有故障时，则采用重路由方式，重路由时间与网络规模/配置相关，从数百毫秒到数秒不等，实验室测试通常为数百毫秒。从ASON的角度，只有当主备用路由全部失效时才触发重路由。因此，重路由1+1只能保证1次断纤50 ms保护，2次以上的故障发生时通过重路由来寻找资源，倒换时间跟重路由时间长短相关，但此方式一般不会抢占其他预留的资源，因此对于网络整体而言，在相同资源情况下，采用重路由1+1方式的恢复能力更强。

(3) 1+1保护（不重路由1+1）：从ASON角度，不管主备用路由是否失效，都不触发重路由，类似于现网中普遍使用的基于OTN电层交叉的SNCP保护。但不重路由1+1保护业务在ASON域内管理，可以享受ASON的其他维护便利（比如智能业务的可优化，可预计算等诸多智能属性）。

下面以图2为例，详细说明3种保护方式的不同。

如图2所示，对于节点A至节点F的电路采用双发选收，在源节点A和宿节点F之间建立一条业务，其中工作路径为A-C-D-F，保护路径为A-E-F。当工作路径出现故障时，3种等级的钻石级业务均会在50 ms内将业务倒换至预置的保护路径上，但后续的保护机制不尽相同。

图2 钻石级业务（永久1+1、重路由1+1、不重路由1+1）

永久1+1保护会马上启动重路由功能计算出A-BC-D-F作为第二保护路径，以防备二次故障；待工作路径恢复，控制平面会将业务重新倒换至工作路径，同时释放保护路径2的网络资源。

重路由1+1保护在上述情况下并不会进行重路由计算，直至保护路径1也出现故障时，控制平面才会启动重路由功能，在空闲的网络资源中寻找到A-B-CD-F作为第二保护路径，但重路由大致需要几百毫秒计算时间。

对于不重路由1+1来说，无论保护路径1是否出现故障，都不会启动重路由计算功能。

(4) 重路由（银级）：业务只配置一条路由，如图3所示，当银级业务的路由失效后，控制平面将周期性地发起重路由命令，直至重路由成功。但当网络资源不足，重路由找不到合适的路径可选择时，业务将会中断。

图3 银级业务

(5) 无保护（铜级）：就是无保护业务，即使链路中断，也不会启用重路由进行保护。如图4所示，但铜级业务支持与银级业务的关联、支持预计算路由、支持业务路径优化等ASON功能。

图4 铜级业务

ASON功能和不带ASON功能的保护方式可以在同一网络同时进行部署，且相互之间没有影响和关联，网络维护人员可根据实际需求针对不同的业务配置不同的保护方式，可以选择基于ASON功能的保护恢复方式，也可采用传统的SNCP电层保护方式，且可进行两者的互换。

3 ITMC专网ASON功能测试

为了验证以上功能，ITMC项目专门按图5组网方式搭建临时测试环境，对ASON的网络保护恢复功能进行测试。

图5 ASON保护恢复功能测试框图

3.1 业务动态重路由测试

测试中首先创建一条节点B-节点A-节点E的100 GE端到端业务，不为其配置预置路径，当断掉节点B至节点A的光纤后，ASON控制平面启动重路由功能，在现有网络资源中寻找新的路径，新生成的业务路径为节点B-节点C-节点D-节点E。测试仪表显示在无预置路由信息的情况下，业务自由动态重路由倒换时间为322 ms。这一测试结果符合预期，测试通过。

3.2 业务预置路径重路由测试

测试中首先创建一条节点B-节点A-节点E的100 GE端到端业务，同时配置节点B-节点F-节点E为预置路径。当断掉节点B至节点A的光纤后，ASON控制平面启动重路由功能，在预置路径的通道上核实相关网络资源，在资源条件允许的情况下，按照预置路径指定的路由生成新的业务路径。测试仪表显示在有预置路由信息的情况下，业务重路由倒换时间为194 ms。结合上述两次动态重路由测试可以看出，在重路由倒换时，倒换时间一般需要几百ms；并且在相同网络状态情况下，预置重路由相比于自由动态重路由时的倒换时间要短。

3.3 钻石级业务倒换性能测试

测试中首先创建一个节点A至节点F的100GE端到端业务，配置节点A-节点C-节点D-节点F的路由为工作路径，配置节点A-节点E-节点F的路由为保护路径。当断掉节点A至节点C的光纤后，业务按上述配置情况直接倒换至保护路径上，并将原保护路径节点A-节点E-节点F升级为工作路径，同时ASON控制平面启动重路由功能，计算生成节点A-节点B-节点F为新的保护路径。测试仪表显示在配置钻石级业务的情况下，业务倒换时间为10.5 ms。此时再次制造节点A至节点E的线路故障，业务倒换至新生成的保护路径节点A-节点B-节点F上，同时ASON控制平面再次启动重路由功能，计算生成节点A-节点B-节点C-节点D-节点F为新的保护路径。测试仪表显示第二次业务倒换时间为37.6 ms。这一测试结果印证了ASON钻石级永久1+1业务在2次故障情况下的倒换时间均达到小于50 ms的电信级保护水平，测试通过。

4 结束语

综上，ASON功能可以给网络带来强大的保护和恢复能力，提高网络的生存性，但是这需要大量的电路资源做后盾，以确保ASON对整体网络的恢复能力。传统SNCP保护对每一条业务需要配置工作和保护两条路由，而抗2次断纤的ASON钻石级1+1保护需要配置工作、保护和预置三条路由，对于每条业务来说建设成本大致需要增加50%；并且随着抗断纤次数的增多，预置路由对网络资源需求会越来越大。当然ASON的预置电路可由不同业务共享，对于Mesh程度较好的网络，多条业务共享同一预置电路，可在一定程度上降低建设成本。根据目前的经验测算，业务均采用钻石1+1保护的ASON网络相比采用传统的SNCP保护，网络建设成本大约会增加30%～50%。此外，随着网络规模的增大，重路由的时间会更长，同时在重路由过程中发生资源冲突的可能性更大。因此对于一定规模内的网络，采用基于电层的ASON功能在一定程度上可提升网络的安全可靠性和灵活调度管理性能；但对于网络规模较大的网络，采用ASON需要慎重考虑。