光网络技术在城域承载网中的应用网络知识

光网络技术在城域承载网中的应用网络知识（共4篇）

光网络技术在城域承载网中的应用网络知识 篇1

文/董其炳 传送承载网面临的机遇和挑战 随着通信技术的进步和信息 需求 的提高，人们越来越不仅仅满足于话音业务，移动、视频、 游戏 、娱乐等业务已经成为发展趋势，这些就是我们所熟悉的NGN、3G业务， 广义NGN网络架构与传统的 电信 网络在本质上的差别，

文/董其炳

传送承载网面临的机遇和挑战

随着通信技术的进步和信息需求的提高，人们越来越不仅仅满足于话音业务，移动、视频、游戏、娱乐等业务已经成为发展趋势，这些就是我们所熟悉的NGN、3G业务。

广义NGN网络架构与传统的电信网络在本质上的差别，就是承载与控制分离，无论什么业务，都通过IP统一承载传送，新业务开发和宣传等等可以由第三方完成，业务的种类极大丰富，网络流量也随之大增。因此，对运营商来说，业务管理和网络建设成为其面临的两个最主要的挑战。其中网络管理面临的挑战，就是要建立一个完善的承载网，以实现在综合业务承载、扩容、QoS、安全、技术选择等方面均能很好地满足长远发展的需要。

目前，如何确保IP承载网的安全和传送业务的高QoS，是IP承载网面临的最大问题。在IP城域核心网，依靠强大的芯片设计能力，可以制造出超能力的大型路由器，因此普遍采用这种超能力设备实现轻载传送，配合DiffServer调度机制以及MPLS端到端面向连接的处理机制，可以很好地确保核心网路由转发的性能。

在网络安全方面，随着IP技术的不断进步，基于三层的FRR快速重路由保护机制可以提供快速的网络保护，但目前尚缺乏大规模商用验证。正是基于此，大部分运营商的IP承载网都是先做干线，以典型的Router+WDM方式来构建，或者是优先实现城域IP核心承载网，也是典型的Router+光纤直驱/WDM方式，例如中国电信的CN2、中国移动的17951长途话音交换以及电信网通的PSTN智能化改造等等。

在接入层目前面临的问题就相对较多。接入层可以选用的技术很多，但是缺乏最佳的技术，只有选择相对较合适的技术。传统的L2对于QoS和安全性问题无能为力，光纤直连在网络安全性方面也不适合长远发展，而MSTP技术因为可以解决接入网的QoS、安全等问题，是当前比较好的选择。此外，电信级以太(CE)概念的提出，也正是为了解决传统以太传送设备的安全性、QoS和可靠性问题，使以太技术能适应城域电信业务传送的需求。

城域波分综合承载迎来新高潮

随着EOS(Ethe.netOverSDH)和EOW(EthernetOver WDM)技术的发展，在MSTP和城域波分中也逐步融入内嵌RPR和二层交换等功能，以便在实现透明传送的同时，也实现功能完善的二层交换功能，供不同场合灵活使用。

光网络中对业务的转发是透明的，无论什么样的业务都可按配置好的电路端到端透明直达，中间无需逐包处理，就能达到时延最短和QoS最高保障的效果。因此在干线上，最佳的选择是Router+DWDM，以使不同地点之间的业务经过波分承载直达。由于DWDM能提供丰富的物理层保护方式，可减少中间Router层层转发，因此能很好地解决网络QoS和安全性问题，

目前，在国内，由于城域内光纤管道比较丰富，因此城域核心网用Router光纤直驱的方式比较普遍。这种应用模式带来的问题是光纤和管道消耗较快，光纤管理难度大，光纤直驱将会逐步减少。部分运营商由于光纤资源不够丰富，Router互连常常选择采用城域波分(M-WDM)。当前主流的城域波分为40波容量系统，最高带宽可达40×10G，网络建设具有一定的前瞻性。

另一方面，在本地网应用中，由于县到市距离远，光纤直驱无法满足跨距需求，且长途光纤资源紧张，城域波分综合承载无疑是最佳选择，因此在当前本地网建设中，40波的城域波分成为建设主流，它充分满足了IP、传统窄带、大客户以及未来3G业务的带宽需求。

随着光器件不断成熟，纯光交换机制在波分系统中逐步商用化，配合ASON功能，基于ASON的下一代城域波分系统调度和管理将越来越方便，波分设备的组网也将彻底摆脱环形结构，具备构建网状网(MESH)的能力，更适合业务承载。“Router+光纤直驱”的组网方式必将逐步被“Router+ASONWDM”取代，具备ASON功能的下一代智能城域波分系统也将迎来一个新的建设高峰。

MSTP在城域接入网中应用越来越多

由于传统互联网业务粗放式经营，带宽需求不仅盈利能力差，缺乏增值业务，而且对QoS和安全性要求低，因此MSTP在互联网建设中应用不多，主要是解决部分地区拉远问题。

NGN业务与互联网业务完全不同，高附加值业务对网络时延、抖动等各种QoS要求极高，采用传统的建网模式不能满足新业务需求。而MSTP承载IP业务对其时延、抖动和高QoS等需求能很好满足，且MSTP支持丰富的以太业务传送功能：透传、MAC二层交换、VLAN、QinQ、MPLS、内嵌RPR等等，满足各种场合下IP业务的传送需求。

对于局部带宽需求高的密集城区，MSTP可能承载能力不够，可以考虑采用小容量城域密集波分或者粗波分承载业务，满足大容量业务QoS和高安全性传送需求。

作为构建城域接入网的优选方案之一，MSTP在实现IP业务接入的同时，还可以同时承载3G和大客户等多种业务接入，实现多业务综合承载，避免建设多张承载网造成的重复投资。

尤其值得一提的是即将来临的3G建设。3G网络的承载网也是广义城域网的一部分，因此在建设新一代城域网的时候要综合考虑进去。无论是WCDMA还是TD-SCDMA，都要求传送设备提供高精度时钟。从这方面来看唯有MSTP/SDH能够满足这一条件。当前3G可商用版本的基站传输都是基于E1的ATM传送，MSTP继承了SDH的所有优势，能够有效解决3G基站的时钟和E1业务传送问题。MSTP通过板间扩容平滑升级支持以太业务处理，通过简单的网络改造即可实现未来NodeBIP化传送传输需求，保证运营商的前期网络投资。

另外，据统计，全国企业注册数量达到1500万家，但其中有专线网络的仅有10%，即使是拥有专线的企业，还面临专线网络升级、改造和补点等建设需求。通过建设专线网、提升带宽、完善专线覆盖来提升企业的信息敏感度和企业竞争力，是现代企业的发展战略。因此，面对企业信息化建设的浪潮，大客户专线建设无疑是运营商目前和未来的战略型业务之一。大客户业务类型繁多，常见的有FR、DDN、ATM、SDH和IP等类型专线，为避免建设多张网络，主流建设思路可以优先考虑MSTP网络承载所有专线，提升专线提供能力。

综前所述，“城域波分+路由器”将是未来城域核心网的主流建网模式，随着ASON城域波分的不断成熟商用，路由器光纤直驱的应用模式将逐步淡出。而在城域接入网，为了降低建网成本和维护成本，建设综合承载接入网是有效措施，当前MSTP更是承载多业务、确保接入网安全和可靠性的优选方案。(董玉楠编辑)

原文转自：www.ltesting.net

光网络技术在城域承载网中的应用网络知识 篇2

随着通信技术的进步和信息需求的提高，人们越来越不仅仅满足于话音业务，移动、视频、游戏、娱乐等业务已经成为发展趋势，这些就是我们所熟悉的NGN、3G业务。

广义NGN网络架构与传统的电信网络在本质上的差别，就是传送与控制分离，无论什么业务，都通过IP统一传送，新业务开发和宣传等等可以由第三方完成，业务的种类极大丰富，网络流量也随之大增。因此，对运营商来说，业务管理和网络建设成为其面临的两个最主要的挑战。其中网络管理面临的挑战，就是要建立一个完善的传送网，以实现在综合业务传送、扩容、QoS、安全、技术选择等方面均能很好地满足长远发展的需要。

目前，如何确保IP传送网的安全和传送业务的高QoS，是IP传送网面临的最大问题。在IP城域核心网，依靠强大的芯片设计能力，可以制造出超能力的大型路由器，因此普遍采用这种超能力设备实现轻载传送，配合DiffServer调度机制以及MPLS端到端面向连接的处理机制，可以很好地确保核心网路由转发的性能。

在网络安全方面，随着IP技术的不断进步，基于三层的FRR快速重路由保护机制可以提供快速的网络保护，但目前尚缺乏大规模商用验证。正是基于此，大部分运营商的IP传送网都是先做干线，以典型的Router+WDM方式来构建，或者是优先实现城域IP核心传送网，也是典型的Router+光纤直驱/WDM方式，例如中国电信的CN2、中国移动的17951长途话音交换以及电信网通的PSTN智能化改造等等。

在接入层目前面临的问题就相对较多。接入层可以选用的技术很多，但是缺乏最佳的技术，只有选择相对较合适的技术。传统的L2对于QoS和安全性问题无能为力，光纤直连在网络安全性方面也不适合长远发展，而MSTP技术因为可以解决接入网的QoS、安全等问题，是当前比较好的选择。此外，电信级以太(CE)概念的提出，也正是为了解决传统以太传送设备的安全性、QoS和可靠性问题，使以太技术能适应城域电信业务传送的需求。

2 城域波分综合传送迎来新高潮

随着EOS (Ethernet Over SDH)和EOW (Ethernet Over WDM)技术的发展，在MSTP和城域波分中也逐步融入内嵌RPR和二层交换等功能，以便在实现透明传送的同时，也实现功能完善的二层交换功能，供不同场合灵活使用。

光网络中对业务的转发是透明的，无论什么样的业务都可按配置好的电路端到端透明直达，中间无需逐包处理，就能达到时延最短和QoS最高保障的效果。因此在干线上，最佳的选择是Router+DWDM，以使不同地点之间的业务经过波分传送直达。由于DWDM能提供丰富的物理层保护方式，可减少中间Router层层转发，因此能很好地解决网络QoS和安全性问题。

目前，在国内，由于城域内光纤管道比较丰富，因此城域核心网用Router光纤直驱的方式比较普遍。这种应用模式带来的问题是光纤和管道消耗较快，光纤管理难度大，光纤直驱将会逐步减少。部分运营商由于光纤资源不够丰富，Router互连常常选择采用城域波分(M-WDM)。当前主流的城域波分为40波容量系统，最高带宽可达40×10G，网络建设具有一定的前瞻性。

另一方面，在本地网应用中，由于县到市距离远，光纤直驱无法满足跨距需求，且长途光纤资源紧张，城域波分综合传送无疑是最佳选择，因此在当前本地网建设中，40波的城域波分成为建设主流，它充分满足了IP、传统窄带、大客户以及未来3G业务的带宽需求。

随着光器件不断成熟，纯光交换机制在波分系统中逐步商用化，配合ASON功能，基于ASON的下一代城域波分系统调度和管理将越来越方便，波分设备的组网也将彻底摆脱环形结构，具备构建网状网(MESH)的能力，更适合业务传送。“Router+光纤直驱”的组网方式必将逐步被“Router+ASON WDM”取代，具备ASON功能的下一代智能城域波分系统也将迎来一个新的建设高峰。

3 MSTP在城域接入网中应用越来越多

由于传统互联网业务粗放式经营，带宽需求不仅赢利能力差，缺乏增值业务，而且对QoS和安全性要求低，因此MSTP在互联网建设中应用不多，主要是解决部分地区拉远问题。

NGN业务与互联网业务完全不同，高附加值业务对网络时延、抖动等各种QoS要求极高，采用传统的建网模式不能满足新业务需求。而MSTP传送IP业务对其时延、抖动和高QoS等需求能很好满足，且MSTP支持丰富的以太业务传送功能：透传、MAC二层交换、VLAN、QinQ、MPLS、内嵌RPR等等，满足各种场合下IP业务的传送需求。

对于局部带宽需求高的密集城区，MSTP可能传送能力不够，可以考虑采用小容量城域密集波分或者粗波分传送业务，满足大容量业务QoS和高安全性传送需求。

作为构建城域接入网的优选方案之一，MSTP在实现IP业务接入的同时，还可以同时传送3G和大客户等多种业务接入，实现多业务综合传送，避免建设多张传送网造成的重复投资。

尤其值得一提的是即将来临的3G建设。3G网络的传送网也是广义城域网的一部分，因此在建设新一代城域网的时候要综合考虑进去。无论是WCDMA还是TD-SCDMA，都要求传送设备提供高精度时钟。从这方面来看唯有MSTP/SDH能够满足这一条件。当前3G可商用版本的基站传输都是基于E1的ATM传送，MSTP继承了SDH的所有优势，能够有效解决3G基站的时钟和E1业务传送问题。MSTP通过板间扩容平滑升级支持以太业务处理，通过简单的网络改造即可实现未来NodeB IP化传送需求，保证运营商的前期网络投资。

另外，据统计，全国企业注册数量达到1500万家，但其中有专线网络的仅有10%，即使是拥有专线的企业，还面临专线网络升级、改造和补点等建设需求。通过建设专线网、提升带宽、完善专线覆盖来提升企业的信息敏感度和企业竞争力，是现代企业的发展战略。因此，面对企业信息化建设的浪潮，大客户专线建设无疑是运营商目前和未来的战略型业务之一。大客户业务类型繁多，常见的有FR、DDN、ATM、SDH和IP等类型专线，为避免建设多张网络，主流建设思路可以优先考虑MSTP网络传送所有专线，提升专线提供能力。

自动交换光网络应用于传送网中 篇3

关键词:自动交换光网络(ASON);SDH网络;长途传输网;城域传输网

中图分类号:TP315文献标识码:A文章编号:1000-8136(2010)11-0145-03

1 自动交换光网络的诞生

1.1 传统的传送网对业务发展的限制

传统的SDH光网络主要为语音业务设计,其拓扑结构以线形和环形为主。业务配置时,需要逐环、逐点配置业务路径及时隙,难以实时管理,网络拓扑的变化就不能实时反映到网管。虽然在这些拓扑结构下实现的保护方式有着快速倒换的优点,但其网络扩展性差,并且带宽利用率低(一般要预留一半带宽保护环网)。随着网络规模日益扩大,结构日渐复杂,进行管理和维护的压力也越来越大,这种配置业务的方式风险较高;同时,由于业务从申请到实际开通,都是人工进行,尤其当牵扯到多厂家的互连时,需要人工协调,效率低,通常要耗费大量时间和人工。人们急切希望借助新技术,实现业务的动态申请、选路、业务自动建立,从而简化网络业务的管理,降低运营成本。

1.2 业务的需求推动自动交换光网络的诞生

伴随着分组业务、3G、数据宽带业务的爆炸式增长,对传统传输网络提出了挑战,网络带宽需求急剧增大,网络带宽的动态分配要求也日益迫切。传统SDH网络的局限性日益凸现,其对突发性大业务量的吞吐能力、业务流量的调控能力、网络的适应能力,以及由此带来的维护操作难度的加大,愈发不能满足业务增长的需要。

自动交换光网络(ASON)技术是一种能够自动完成网络连接的新型网络概念,顺应了业务发展对于传送网络的业务支撑能力和丰富性的高需求,突破了传统人工配置的网络理念,适应了现代网络和新业务拓展的需要。智能光网络是将SONET/SDH的功能特性、高效的IP技大容量的DWDM和网络控制软件融合在一起,形成了自动光交换网络。

对于网络运营商来说,它可以直接从光域快速提供业务,使运营商拥有的不再是一个一般的光网络,而是一个极具竞争潜力的业务提供平台。引入ASON,对于整个网络而言意味着业务能力的极大提升,如:利用流量工程,将网络资源动态地分配给路由;具有快速的业务提供和拓展能力;减少了业务提供者开发和维护用于新技术配置管理的运行支持系统软件的需要;具有恢复能力,使网络在出问题时仍能维持一定水准的业务,特别是分布式恢复能力可以实现快速业务恢复;便于引入诸如按需带宽业务、波长批发、波长出租、光拨号业务、动态路由分配、闭合用户群、光传送层虚拟专用网(VPN)等新的业务类型,使传统的传送网向业务网方向演进;可以提供各种不同质量级别的区分业务等。

ASON业务有以下几个方面:

SDH业务,支持G.707定义的SDH连接颗粒VC-n和VC-n-Xv。

OTN业务,支持G.709定义的OTN连接颗粒ODUk和ODUk-n-Xv。

透明或不透明的光波长业务。

10 Mb/s、100 Mb/s、1 Gb/s和10 Gb/s的以太网业务。

基于光纤连接(FICON)、企业系统连接(ESCON)和光纤通道(FC)的存储域网络(SAN)业务。

ASON对新业务类型具有可扩展性。ASON可以支持多种类型的业务模型,每种业务模型都有自身的业务属性、目标市场和业务管理需求。

2 自动交换光网络在长途传输中的应用

2.1 电信长途传输网的发展状况

目前,中国电信运营商经过多年的努力,现已拥有一个覆盖全国所有县以上城市且技术先进的光纤传输网络。采用光纤传输为主,加上微波、卫星等多种传输技术,组成立体交叉的网状网结构。构成了一个数字化、大容量、多手段、多路由的能承载各种业务的现代化传输网。经济发展的不平衡,导致通信总量分布的不平衡,带宽分布不完全取决于全人口和地域规模,人口质量、地域合作以及能源互补对长途网带宽分布起到更加关键的作用。未来3G/IPTV/NGN等业务发展将直接取决于城市人均消费指数,经济力作用会促使长途传输网发生变化。

2.2 长途传输网部署ASON的策略

随着网络的发展和业务转型的要求,长途传输网在继续承担大颗粒长途电路调度的同时,应作为高安全性和高QoS要求的多业务承载平台。利用DWDM系统的大容量和长途传输能力以及ASON节点的宽带容量和灵活调度能力,可以组建一个功能强大的网络。

在这样的网络中,ASON节点可以完成传统SDH设备所能完成的所有功能,并提供更大的节点宽带容量,更灵活、更快捷的电路调度能力,同时网络的建设和运营费用也比较低。ASON节点所能提供的单节点交叉容量可以大大缓解网络中节点的“瓶颈”问题。

在部署ASON长途传输网时,建议采用“从上到下,先孤后连”的总体策略,即ASON网络构建应该从长途骨干核心向边缘逐步推进;同层网络可以根据业务发展的地域差异,分阶段按需要部署ASON孤立子网,今后随着业务和网络规模的扩大,再将ASON孤岛与骨干核心、各孤岛之间连接成更大范围的ASON网络,最终实现业务的平滑迁移和全网ASON化。

2.2.1 业务设计与规划

初期建设,考虑ASON和SDH网络的并存和互通,首先要规划区分每条业务的属性,通过ASON保护恢复和SDH保护结合,设计各种SLA业务以及跨传统网络和ASON网络间业务的保护方式。今后网络大规模升级到ASON时,传统业务迁移到ASON网络、PC业务修改为SPC业务不允许有任何损伤。数据业务是各运营商未来发展主要业务之一,引进ASON解决方案之后,可以使用SLA中的银级业务来运营数据业务,具有实时计算保护路由和建立业务连接的优势,可以全网共享保护带宽,提高带宽利用率。

2.2.2 工程部署与实施

长途传输网络最重要的就是网络安全性,工程部署阶段必须能够事先对网络容量、工作路由和恢复路径等进行规划和验证,将实际应用中可能遇到复杂保护、业务迁移等问题通过系统化仿真和模拟及时发现、解决。工程实施可以分步推进智能化,新建节点尽量采用ASON设备,核心节点之间可以优先采用组建ASON网络,非核心节点可以先采用具备ASON能力的设备,在条件成熟时实现业务平滑迁移和全网的ASON化。

2.3 长途传输网部署ASON的优点

2.3.1 ASON网络可以提供端到端小于50 ms保护

从保护机理上讲,物理层的保护要快于IP网络层。而干线光缆中断的概率相对城域网很大,因此最早的网络故障首先反应在物理层面,而越接近于物理层的保护速度就越快。而ASON网络在1+1的保护上可以达到远小于50 ms,而且拥有实施十几年的丰富经验,协议非常成熟。相对于传统SDH设备,ASON设备还可以提供在针对多次断纤的保护。

2.3.2 ASON网络可以隔离光缆切断故障

长途传输网络光缆故障相对较多,光缆切断等突发事件會导致很多波长链路中断,这种中断会对IP网络造成很大的冲击,对于负载量巨大的IP网络,线路切断会导致成千上万的IP包丢失,引起许多路由器得重新选择路由,容易引起路由振荡,造成恢复时间长,其保护恢复时间有着很大的不确定性。而ASON网络的保护和恢复比较容易解决这些问题,隔离了断纤的故障问题。

2.3.3 ASON網络可以减少IP业务时延和抖动

纯路由器网络引入了3层多跳技术,而路由器的存储转发机制必然增加传输时延。时延对语音(例如3G,NGN的语音)业务的QOS影响很大,尤其是长途传输中。目前的全IP骨干网很难满足端到端的时延和抖动要求。ASON网络在中间节点采用1层(而不是3层)处理,减少时延、抑制抖动,从而达到减少端到端时延的目的。

3 自动交换光网络在城域传输中的应用

3.1 现有城域传输网的状况

目前,城域光网络的建设也可以分为核心(骨干)层、汇聚层、接入层,各电信运营商宜采用整体规划、分步实施的原则,根据城市规模及业务发展的具体情况,采取适当的网络结构和传输技术,在满足发展需要的基础上,适当超前发展城域光网络。城域光传送网络中,城市之间存在相当大的差异化,通常在业务量的构成方面存在着巨大差异。一般而言,动态数据业务调配频繁的需求目前主要存在于特大型城市。

当前,电信运营商对于城域网最关心的是多业务,因为业务是一个最不确定的因素。城域网只有具备极强的多业务能力,才能源源不断地将网络覆盖变为盈利,才能谈得上网络的可演进性与可塑性。因此,不断完善城域网已成为当前传送网络建设的重点领域,各大电信运营商都将建筑城域光网络作为自己的重要目标。

3.2 城域传输网部署ASON的策略

相对于长途传输网,城域网则规模很大,接入层节点众多,因此在城域传输网里,ASON则应先从核心层开始,先解决核心层网络的生存性和带宽利用率问题,同时,利用智能设备的大容量交叉调度能力,承担日益增长的核心层业务输导和调度任务。在条件成熟和光纤到位的情况下,也可以考虑将智能光网络逐步引入城域网的汇聚层、接入层,并实现不同厂家之间的端到端电路配置。

3.2.1 业务设计与规划

城域网由于设备数量庞大,在引入ASON时,必须要考虑ASON设备与现有SDH设备的互通,在核心层,可以单独由ASON设备组建MESH网络来保证城域网核心业务的安全,对于原有汇聚层和接入层的业务,可以通过光口互联的方式来对原有汇聚层、接入层业务进行调度和上下行。由于城域网网络大、业务复杂,传统的借助人脑规划已经不能满足业务规划需要,因此有必要引入ASON规划模拟软件来对网络拓扑和业务进行规划设计。

3.2.2 工程部署与实施

城域网工程实施时,考虑到城域光缆等因素,应首先对核心层进行MESH化,在光缆具备的情况下,再针对汇聚层设备加载ASON特性。对于省会城市,由于汇聚节点较多,可以考虑分布实施,对于普通城市,由于汇聚节点相对较少,可以在光缆具备的情况下一步实施到位。对于数量庞大的接入层,现阶段可以对某些业务特别重要(如高端大客户、重要的基站站点)的接入站点加载ASON,其他站点暂时保持不变。

3.3 城域传输网部署ASON的优点

3.3.1 ASON网络可以提供快速端到端调度

传统SDH网络由于是根据基站配套所建,因此在BSC/MSC节点存在大量的2 M电路落地,如果跨区存在大量的大客户电路,则电路调度要经过至少2次以上的2 M转换,不仅浪费了大量的时隙资源,也浪费了机房空间,ASON网络可以进一步使网络扁平化,且配置业务不用关心中间穿通节点,开通电路非常迅速且效率高。

3.3.2 ASON网络可以提供灵活的业务分级

相对于传统的SDH设备只能提供保护以及无保护业务,ASON设备将业务等级进一步细分,可分为5级,可以根据业务种类提供不同的SLA服务给客户,有利于进一步细分客户。如对于普通的INTERNET业务可以提供可恢复的银级业务,可以大大提高整个网络的带宽利用率。

3.3.3 ASON网络可以提供更高的可靠性

光缆线路故障对网络的可靠性影响很大。对本地城域网而言,光缆长度短、维护及时,光缆资源比较丰富,网络可靠性可以达到99.9%的要求。但随着高端大客户专线、NGN、3G承载要求的提高,需要网络达到更高的可靠性(99.99%～99.999%),这个时候必须采用MESH网的多路径保护恢复功能,比环网更安全,提高网络的生存性。

4 自动交换光网络对网络规划和网络运维的影响

4.1 自动交换光网络对网络规划的影响

与传统的SDH环网不同,MESH网络的节点一般有两个以上的光方向,也就是说两点之间的路由有两个以上。因此网络规划的复杂性和工作量要远大于单纯的环网。此外,纯粹的分布式智能在恢复路径的计算上很难达到最优。所以,仔细的网络规划是引入ASON的不可缺少的步骤。借助网络规划工具或专业的网络规划服务可以在保证网络安全性指标的前提下,充分利用共享MESH恢复,提高网络的带宽利用率,提供网络的扩容空间、实际利用率和可用性仿真报告等。

4.2 自动交换光网络对网络运维的影响

ASON网络更灵活更高效。由于网络运营商希望通过引入新业务和应用来应对强大的市场竞争所带来的巨大压力,导致通信容量(bytes)和业务多样性(技术、协议)大大增长。传统的网络分层越来越复杂,导致网络的运营维护成本越来越高。统计结果表明,运营维护成本(OPEX)大约占到运营商总成本的40%左右。ASON网络通过智能的控制平面实现业务指配过程的自动化,网络运维人员从操作者的角色转变为决策者。

ASON只是帮助实施,但不能决策,所有的决策由网管确定,而所有网络的实时业务路由信息都反馈到网管。ASON引入后将大量的重复性人工操作简化了,同时也减少了误操作的可能。对传送平面的维护同以前没有差别,ASON的引入增加了对控制平面的维护管理工作,扩大了维护管理工作范围。ASON的引入增强了网络的业务保护能力,以前网络一旦出现双重故障,则只能通过人工调电路的方式进行保护,但ASON则确保有路就通,先消除业务中断的风险,然后再消除故障,减少运维压力。

值得一提的是,业务的工作路由和单节点失效的恢复路由都是通过规划软件或服务事先指定的,并不存在不可控的因素,只有在上述机制都失效时,才会启动动态恢复机制,为网络业务提供进一步的保障。所以说,ASON将网络运维的工作迁移到了精心的网络规划方面。

5 结束语

传输网络的不断发展,以ASON为代表的自动交换光网络技术将随着3G等新技术的应用而不断演进,以满足传送网的业务要求和安全要求。对于新技术的引入不可能一步到位,在现有技术的基础上,结合当前的实际需要,采用一步规划、分布实施的方式进行建设。未来自动交换光网络与现有网络相辅相成,进一步降低网络运营成本,给运营商带来一个高效、灵活、快速的精品传输网。

The Automatic Exchange Light Network Applies in the Transmission Network

Yang Zhi

Abstract: In recent years fiber-optic transmission network this noun appeared unceasingly in the telecommunication domain,aroused people more and more interests. Article to automatic exchange light network (ASON) the appearance,in the long-distance transmission and the metropolitan area network transmission’s application,the deployment strategy,the plan design has carried on the analysis;As well as it and transported the influence which to the network planning Uygur produced to carry on the elaboration.

光网络技术在城域承载网中的应用网络知识 篇4

近年来, 随着国内电网的发展, 异地数据容灾备份、高清视频会议, 线路实时监控等应用不断被电网采用, 使得各类电网用户对电力光通信网络的带宽需求越来越大, 导致电力光通信网络中以IP为主的数据业务成倍地增长, 使电力系统传统的光通信网络面临着巨大的挑战, 需要一种能够支持多种类型业务、具有动态连接、并可以根据实际的需求对带宽进行实时分配的新型的光通信网络来适应电力通信的发展趋势。

ASON就是在这样的环境下应运而生的新一代光传输技术。ASON能够提供自动发现和动态建立功能的分布式控制平面, 在OTN或SDH网络之上, 实现动态的、基于信令和策略驱动控制的一种网络, 它能智能化地自动完成光网络管理、交换、控制、保护、恢复等功能, 是光网络发展的重要方向。

2 ASON的关键技术

2.1 ASON技术原理

ITU-T最先提出了自动交换传送网络 (ASTN) , 自动交换传送网络 (ASTN) 是一种通用意义上的网络概念, 它与具体的技术无关, 并且能提供一系列支持在传送网络上自动建立和释放连接的控制功能。ASON实际上是ASTN技术在光网络中的一种应用实例, 它是通过能提供自动发现和动态连接功能的分布式 (或部分分布式) 控制平面, 在OTN或SDH网络之上, 可实现动态的、基于信令和策略驱动控制的一种网络。对比传统的光传输网络, ASON增加了智能化的控制平面, 使光网络能够在信令的控制下完成网络连接和自动建立、资源的自动发现等过程。其体系结构主要体现在ASON的3个平面、3个接口以及所支持的3种连接类型上。

ASON的网络体系结构参见图1。

2.2 ASON的分布式呼叫和连接管理信令 (DCM) 技术

任何实体通过网络的控制平面进行通信都必须要有信令。信令技术是ASON的核心技术之一。ITU-T在构建ASON体系时提出了分布式呼叫和连接管理 (DCM) 。分布式是指网络中不存在一个主导的网元, 各控制网元在地位上是平等的, 每个网元都了解整个网络的拓扑和状态等信息, 可以自主地发出控制信息。

在传统的传输网络中, 连接的管理是由集中式的网络管理系统来实现的, 网管系统中存储了该区域内的拓扑和链路资源信息。ASON的连接控制方式摆脱了上述的集中式控制机制, 转而采用分布式控制机制, ASON的每个网元中都有一个包括拓扑和链路资源信息的数据库, 通过各网元的协同计算, 实现连接的管理。

2.3 AOSN的路由技术

路由技术是ASON中控制平面的一项重要的单元技术, 它在实现连接的动态选路方面发挥了重要的作用。针对多域网络环境中动态光通道的建立, ASON智能光网络提出了3种路由模式:层次路由 (Hierarchical Routing) 、源路由 (Source Routing) 和逐跳路由 (Step-by-step Routing) 。

目前, ASON中采用最多的路由选择技术是基于GMPLS的路由。在ASON中应用的域内协议主要包括OSPT-TE和IS-IS-TE, 域间协议主要包括在同一运营商管理域内不同控制域间使用的DDRP和在不同运营商管理域或控制域之间采用的BGP。

2.4 ASON的自动发现技术

自动发现是指网络能够通过信令协议实现网络资源 (包括拓扑资源和业务资源) 的自动识别。自动发现是ASON的主要特征之一, 对于网络来说是一个十分关键的过程。自动发现主要完成物理端口映射、逻辑邻接关系绑定、检测错连线路以及业务能力通告等功能。ASON的自动发现可分为两个基本的过程:传送平面的发现和控制平面的发现。两种发现在时间上相互独立, 在命名空间上也完全分开。

3 引入ASON技术的原因

华东电力光传输网覆盖了江苏、浙江、安徽、福建和上海四省一市的省级调度中心、备调中心和大多数500k V变电站。其中, 上海地区的核心网络资源比较紧张, 除了承载华东网调至上海市调、上海备调和上海区域内各500k V变电站的业务外, 华东网调至江苏、浙江、安徽和福建四省省调、备调和其所属区域内500k V变电站的业务也需通过上海地区的核心网进行转接。同时, 由于核心网上承载的业务十分重要, 网络的保护问题的重要性更加突出, 因此决定率先将上海地区的核心网改造为ASON网络。

4 ASON技术在华东电力光传输网中的应用

4.1 华东电力通信系统

ASON核心网规划

根据华东电网电力生产业务传输的实际需求, 华东电力通信系统ASON核心网选取了10个站点作为ASON节点, 包括华东网调、上海市调和上海地区重要的500k V变电站。在设备配置方面, 华东网调作为ASON核心网中最重要的节点, 配置了3套ASON设备, 其余9个节点:上海市调、变电站A、变电站B、……变电站H, 分别配置1套ASON设备, 设备型号均采用爱立信OMS32xx系列, 设备之间链路的传输速率主要为10G (STM-64) , 并辅以若干2.5G (STM-16) 链路, 提供了更多的带宽资源。

根据ASON网络系统的特点, 结合华东电网光缆资源的实际情况, 华东电力通信系统ASON核心网采用网状网结构, 以充分体现ASON网络系统的优势。网络中, 设置了2个关口站点, 用来连接其他非ASON站点并进行通信、数据传输。其中, 变电站H作为该ASON核心网与华东电网江苏光通信网连接的关口站;变电站A作为该ASON核心网与华东电网浙江光通信网连接的关口站。

ASON网络与传统的光通信网络比较, 增加了控制平面 (CP) , 因此在ASON网络规划中需要给每个ASON网元以及每一个带有ASON功能的端口规划都配置一个网络地址, 这个网络地址在网络控制平面内是唯一的, ASON的控制平面通过这个地址对链路进行控制。华东电力通信系统ASON核心网络拓扑参见图2。

4.2 ASON核心网设备的光接口设计

光接口设计和选取过程中, 所涉及的衰减受限传输距离和色散受限传输距离的计算采用符合ITU-T G.957建议的方法。

4.2.1 衰减受限传输距离计算——最坏值法

本项目采用的是公式 (1) 。

式中:

(1) L:再生段最大距离 (km) ;

(2) Ps:S点寿命终了 (EOL) 最小平均发送功率 (d Bm) , 已扣除设备连接器的衰减和耦合反射噪声代价;

(3) Pr:R点寿命终了 (EOL) 最差灵敏度 (d Bm) (BER≤10-12) , 已扣除设备连接器Ac的衰减;

(4) Pp:光通道代价, 它包括反射、码间干扰、模分配噪声和激光器啁啾而产生的总色散功率代价。一般在1310nm波长时取1d B, 在1550nm波长时根据传输距离的长短分别取1d B或2d B;

(5) MC:光缆线路光功率余量 (光缆富裕度) , 光纤长短不同取值不同, 最大取值为3d B。公式 (1) 中取3d B;公式 (2) 中ΔMc单位为d B/km, 一般为0.02~0.03 d B/km。

(6) Ac:S和R点间所有活动连接器衰减之和 (d B) , 每个活动连接器衰减取0.5d B;

(7) Af:光纤衰减系数 (d B/km) , 取0.26d B/km~0.37 d B/km (1310nm) 或0.18 d B/km~0.22 d B/km (1550nm) ;

(8) As:光纤熔接接头每公里衰减系数 (d B/km) , 与光缆质量、熔接机性能、操作水平有关。工程中一般取0.01~0.02d B/km。

4.2.2 色散受限传输距离计算

式中:Ld:色散受限传输距离 (km) ;

(1) ε:光源的色散容限值 (ps/nm) , 由光源的性能决定;

(2) Dm:光纤色散系数ps/ (nm·km) 。G.652光纤的色散系数一般取18ps/ (nm·km) 。

根据上述计算方法, 结合爱立信OMS32xx系列设备10G光接口和2.5G光接口参数, 可以确定所有设备的光接口类型。

4.3 ASON核心网的作用

通过引入ASON技术, 使华东电力光传输网络结构更加趋于完善, ASON核心网内的光传输设备由单一功能的SDH设备升级为支持业务自动发现路由的智能光网络设备, 进一步提高主干网对抗光缆故障的能力, 同时网络的业务自动迂回功能也将运行人员从繁重的业务调配中解放出来, 在提高了网络安全性的同时提高了工作效率。而在环形网结构的基础上向网状网结构发展也是下一步华东电网光通信网络规划和建设的主要目标之一, 同时也为最终将整个华东电力光传输网由功能单一的传统SDH平台向智能光网络平台推进奠定基础, 积累了经验。

5 结束语

ASON技术是构建下一代光网络的核心技术之一, 其在广泛吸收其他技术优点的同时, 借助路由选择协议和信令机制, 使得传统的光网络变得智能起来, 进一步增强了网络中承载大颗粒业务的能力, 改善了网络拓扑结构, 提升了带宽容量利用率、可靠性和安全性, 使电力通信网向大容量、智能化方面又迈出了重要的一步。

摘要：ASON技术是一种新的光网络技术。本文分析了ASON技术的原理, 列举了ASON网络所具备的主要特征和关键技术, 并结合华东电力通信系统ASON核心网项目, 介绍了ASON技术在华东电力光传输网中的应用实例。

关键词：ASON,电力通信系统,光传输网

参考文献

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[3]张继军.基于SDH的自动交换光网络 (ASON) 关键技术研究[D].华中科技大学, 2006.