摘要随着IP数据业务的快速发展，传送网向ASON网络转型成为必然选择。本文分析了ASON技术的发展现状和网络规划特点，对规划设计原则、流程及网络规划工具的使用进行说明，并对ASON网络应用中存在的问题进行了探讨。 1、引言 随着互联网的快速发展和市场竞争的加剧，运营商需要快速、低成本的业务提供能力。IP业务呈现爆炸性增长，并具有突发、多变、不确定、不可预见等特点，现有的SDH网络适合TDM业务传送，无法满足高效传送数据业务的需求。传送网需要从传统的“带宽驱动型”向“用户感知型”转变，引入路由协议和信令机制，使传送网成为智能网络，从而提高带宽的利用率和多业务承载能力，大规模降低建网的投入和运维成本。传送网引入自动交换光网络（ASON）成为必然趋势，目前基于SDH的ASON技术成熟度较高，国内运营商已经开始在城域网和省网中部署ASON网络，ASON网络规划设计逐渐成为业内讨论的热点。 2、ASON技术现状 2.1ASON技术特点 2.1.1快速端到端电路配置 传输节点新增控制平面并引入信令控制的交换能力，依靠网元实现网络拓扑自动发现、路由计算、链路自动配置，从而自动完成端到端光通道的建立、拆除和修改，实现业务的快速部署，提高业务网的响应能力。SDH网络拓扑多为环形，跨环节点成为业务调度的瓶颈，端到端的电路生成需要人工指配完成并且时间长。 2.1.2网络生存性强 ASON传送平面的物理拓扑以格形（Mesh）为主，每个传送节点连通度（与其直接相连的节点数目）大于2，备用路由至少有1条，保证对抗除源宿节点以外的多节点、多链路的失效。此外，可根据客户信号的服务等级（CoS）选择不同的业务保护恢复策略，实现业务分级SLA。环形网络仅能对抗单个节点或链路失效。 2.1.3带宽利用率高 ASON网络利用恢复机制实现网络安全性，无需预留大量的备用带宽，链路带宽利用率超过50%，带宽利用率与节点连通度成正比，假设节点连通度为N，则每条链路的带宽利用率为1-（1/N）。SDH环形网络采用专用保护方式，SDH环网需要预留50%保护带宽，带宽利用率低。 2.1.4网络扩展性强 ASON网络节点可以自动搜索、拓扑自动发现，实现即插即用，并根据业务量的情况选择设备速率，网络扩展成本较低，消除了环形网络扩容存在的“影响现网业务、设备速率相同”的“瓶颈”。 2.1.5提供增值业务 ASON网络可从光域提供多种面向用户的带宽定制、波长批发等新型增值业务，如按需带宽分配（BOD）业务、光虚拟专网（OVPN）业务、指配带宽业务（PBS）等。传统SDH网络仅能提供不同容量的传送通道，为语音和专线业务提供业务承载和传送。 2.2ASON应用情况 目前，很多国外运营商已建设了ASON网络，如AT&T的140个节点覆盖美国的骨干传送网；BT组建21CN网，目前已建40个ASON节点；Vodafone的131个节点覆盖英国的骨干传送网。国内电信运营商开始逐步引入ASON技术，在城域网和省内干线部署ASON网络。 近几年，国内运营商相继组织了大规模的ASON设备性能测试和评估。据了解，ASON设备进行单域组网应用时机成熟，基于控制平面的大规模动态恢复时间有待验证，支持多厂家跨域连接，但域间路由、保护恢复等方面标准有待完善。因此，ASON网络多域应用尚待时日。 3、ASON规划特点 ASON网络智能特性，在网络规划上，同传统SDH网络规划比较，具有个性化的特点。 3.1循环网络规划 ASON网络规划需要采用动态和全网的整体优化，根据业务需求、业务等级以及节点线路等要求，建立ASON网络模型，依据网络模型建立ASON网络规划的多目标函数，并设立各种约束条件。根据实际需要选用一种或几种优化算法进行网络规划和优化。 ASON网络投入运行后，需要借助网管系统实时监测网络资源使用状态，采集现网业务应用、网络资源占用、设备可用资源等数据，分析并提出网络优化方案，及时调整组网方案。 3.2网络规划复杂度高 ASON网络通常具有业务量大、网络节点数多（最少4个）、节点连通度高（大于2个）等特点。采用传统方法进行ASON网络规划设计，会带来人力资源效率低、网络资源利用率低、业务负载均衡性差、缺乏网络生存性评估等方面问题。此外，对于较大规模网络，手工方式无法准确安排通路。 ASON网络规划需要对设计的ASON网络方案进行网络故障模拟和网络仿真，由于网络结构复杂，人工方式已经无法胜任，需要使用规划软件才能完成科学的网络规划设计，因此，规划软件成为ASON网络应用中不可缺少的辅助工具。 4、ASON规划原则、流程及规划工具 4.1ASON规划原则 （1）根据网络覆盖范围的地域关系、传输需求、节点的光缆路由情况设置网络节点。 （2）物理拓扑以格形（Mesh）拓扑为主，网络边缘可采用环形或其他类型拓扑。 （3）每个传送节点至少有2个直达光缆方向。 （4）中继链路可承载于WDM系统或直接承载于光纤。 （5）中继链路容量包括业务的工作容量、保护容量、用于故障时业务恢复的备份容量以及预留的冗余容量。 （6）综合比较设备端口成本和系统总成本，在业务量大的节点之间设置直达中继链路。 （7）路由功能支持基于约束条件的通道选择。 （8）网管系统采用EMS和NMS分层设置。 （9）DCN具有足够的传输带宽，支持10/100Mbit/s以太网接口，采用光纤内和光纤外相结合的传送方式。 （10）支持基于传送平面的保护（MSP，MS-SPRing，SNCP）。 （11）基于控制平面的保护（1+1，1:1，M:N路径）和恢复（动态重路由恢复机制）。 （12）基于传送平面的保护和恢复结合、基于控制平面的保护和恢复结合（支持区段保护、路径保护与动态恢复结合）。 （13）根据不同业务等级设置相应的保护恢复方式，业务等级需根据承载业务的QoS设定，如表1所示。 表1 业务等级划分 
4.2ASON规划流程 ASON网络规划通常包括网络方案确定、网络故障模拟、网络仿真和网络优化等过程（如图1所示）。 
图1 ASON网络规划流程图 从图1可以看出，一个完整的ASON网络规划设计需要经过8个步骤完成，其中，第1～3步为数据输入，第4～8步为数据输出。 （1）输入数据。输入节点参数（节点名称及坐标）、设计周期、业务需求、成本参数、设备配置参数（支路速率、线路速率、线路填充率、链路容量限制等）。 （2）网络拓扑。设置链路起始点、终结点、名称、长度、总容量、可用容量等参数。 （3）路由和保护。设置路由分集能力，包括节点分离、链路分离和共享链路风险组（SRLG）等选项；保护选项有1+1通道保护、共享保护、无保护和可抢占等。 （4）节点属性。设置节点设备配置，包括交叉矩阵容量、线路端口、业务端口等。 （5）网络报告。提供网络总成本、中继链路容量利用率、设备利用率、业务的服务质量分析等信息。 （6）网络故障模拟。对规划ASON网络进行生存性验证，检测在单链路、双链路等故障条件下，网络的业务恢复率是否达到设计要求。 （7）网络仿真。对网络设计方案进行验证，包括控制域划分验证、SCN设计验证、传送平面设计验证以及业务服务质量验证，主要验证控制域的划分、SCN的拓扑和带宽设计、连接建立和故障时的恢复性能、业务的恢复时间等项目是否满足网络性能的要求。 （8）网络优化。这是ASON网络规划设计中不可或缺的一项工作，根据网络仿真的结果，对原有建设方案进行人工调整，使调整后的建设方案达到网络建设的预期指标。 一个ASON网络的规划设计完成后，随着网络投入使用和业务的发展需求，很快进入下一个循环的网络规划，可能包括网络优化和网络扩容两个方面的需求。 4.3ASON规划工具使用 目前，市场上使用的规划软件有两大类：一是设备商开发的软件，属于专用软件，用于自有设备的网络规划；二是专业软件商开发的软件，属于第三方软件，通过数据库加载市场主流设备功能特性，并通过私有的路由算法，提供准确度较高的网络规划方案。业内主流规划软件提供以下主要功能。 （1）网状网络成本驱动算法。通信路由和网络层设计采用成本驱动的算法，能够同时设计两层并在设备成本和两层切换成本之间进行折中权衡，为网络层拓扑选取最优成本的解决方案。成本设计输入参数如图2所示。 
图2 基于成本的Mesh网络设计参数 （2）分层网络规划。将整个网络分为业务层、网络层（ASON层、WDM层）、光缆层3个层次，相邻层之间为客户层/服务层的关系，上层为客户层，下层为服务层，如图3所示。 
图3 基于ASON网络的传送网分层 规划软件支持两种设计模式：一是联合设计模式，多个客户层同时设计两个服务层，通过基础数据的关联，实现业务层、网络层和光缆层的同步设计；二是独立设计模式，由多个用户层设计一个网络层。 （3）多种应用方式。支持环网、网状网及混合网设计，网状网的典型应用主要有3种方式：（a）网状传输网络的GreenField设计，主要用于新建网络；（b）多周期网状网络规划，可用于多期设计，根据每期的光缆拓扑和业务需求，进行精确和优化的每期网络设计；（c）现有网状网络的重组优化。 （4）支持多种约束条件的网络设计。常用约束条件有网络拓扑限制、链路容量限制、节点设备终结限制、节点交叉连接容量限制、通路长度限制、工作路由与保护路由的SRLG分离限制等。 （5）支持多种业务保护方式。业务保护等级和网络成本是成正比关系，可提供1+1SNCP保护、共享网状网保护、无保护等，其中共享网状网保护是共享同一个链路容量，由多个业务的保护通路共享同一个链路的保护容量。 （6）支持多种路由算法。常用路由算法有最短路径算法、负载均衡算法和自定义的路由算法等，其中自定义的路由算法包括最大可靠性算法和最短跳算法。 （7）数据导入导出。数据格式有表格和图形两种，如Excel、TEXT、ASCII等表格文件。节点设置支持经纬度方式，可以同无线网规划进行平滑衔接。 （8）丰富的输出报表。可以提供表格和图形报告，基于成本的Mesh网络设计汇总表包括设计参数、CapEx汇总、设计统计表、链路报告、节点报告、业务汇总报告等。 5、ASON规划面临的挑战 在ASON网络应用的初始阶段，由于技术规范制定的相对滞后，ASON网络规划面临以下几方面的挑战。 5.1规划工具缺乏统一规范 ASON网络规划软件是网络规模应用的重要保证，目前，业界对规划软件还没有统一的评估标准，造成项目利益相关方（运营商、设备商、设计院）对规划设计方案的权威性和准确性较难达成共识，对工程建设进度带来负面影响。 5.2软件算法与设备算法的一致性 在实际项目执行中，第三方软件通常具有独特的优化算法，规划设计的结果接近理想的网络结构（偏差度小于3%），但同与设备商提供的ASON设备控制平面存在一定的差异，主要表现在路由算法、优化算法等方面，对第三方软件规划、设计和优化的结果进行调整，实现现网设备的组网最优化。 5.3ASON评估指标调整 传统SDH网络主要承载电路业务，系统性能主要有通道误码性能、网络接口输入/输出抖动性能、抖动转移特性等。ASON网络承载业务类型较多，有租用线、话音、ATM和小颗粒的IP业务、软交换、3G业务等。因此，需要对原有SDH网络性能进行完善，建立一套新的符合ASON特性的评估指标，如通道误码、数据丢包率、传输时延、网络生存性、网络利用率、网络总成本等。 6、总结 业务需求是推动技术发展的原动力。尽管ASON技术标准还需进一步完善，各运营商正利用ASON成熟功能尽快部署新一代的传送网，抢占市场竞争中的有利地位，确保业务转型成功。 目前业内没有统一的ASON网络规划标准，存在网络规划结果的权威性认可、准确度偏差、现网优化的衔接等方面问题，需要运营商、设备厂家、软件开发商、设计院以及标准管理部门共同努力。ASON技术标准逐渐成熟，设备基本功能成熟，设备总体功能需要有一个逐渐完善的过程。网络应用应遵循“使用成熟的设备功能，部署急需的业务”原则。 随着业务需求的激增，光传送网将很快迎来ASON网络的春天，相信伴随3G数据业务的发展，ASON网络规划逐渐趋于成熟。 |
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