（通信与信息系统专业论文）基于ason的下一代传送网络的规划与设计.pdf

南京邮电大学 工程硕士研究生学位论文 学科、专业：工科电子与通信工程 分类号：t n 9 1 5 研究方向：数字传送网 作者：2 0 0 4 级工程硕士研究生姜莉 指导教师：唐宝民教授 文题 目：基于a s o n 的下一代传送网络的规划与设计 目：p l a n n i n ga n dd e s i g no fn e x tg e n e r a t i o n o na s o n 主题词：自动交换光网络，智能光网络，控制平面， ， k e y w o r d s ：a u t o m a t i cs w i t c h e do p t i c a ln e t w o r k 。i n t e l c o n t r o l lp l a n e ，n e t w o r k p l a n n i n g 题 英 摘要 近年来，随着n g n 、第3 代移动通信( 3 g ) 的大力发展，数据业务在骨干网上持 续爆炸性增长，尤其是对i p 业务的需求激增。i p 业务具有突发、多变、不确定、不可 预见等特点，采用今天的s d h 网络已经无法充分利用光纤带宽，且网络配置缓慢、操 作复杂。因此，网络运营商不仅要解决带宽问题，更需要具有灵活提供带宽的能力，同 时，市场的开放和竞争的压力都要求有一种创新的光联网技术，以支持未来大容量的数 据业务。 a s o n 作为一种开放的网络体系，具备网络结构简单，扩展能力增强，组网灵活， 支持实时业务提供能力，通过标准控制平面高效分配资源，优化带宽调度，统一多厂商 接口等能力。相比传统的s d h 网络，具有显而易见的优越性和广阔的发展前景，从而 深受运营商的青睐。2 0 0 5 年1 月，朗讯科技国内第一个商用的a s o n 平台江苏电 信省内干线a s o n 传输网建成，开启了我国建设a s o n 网络的序幕。随后，北京网通 采用阿尔卡特的1 6 7 8 m c c 、海南电信和南京电信采用华为的o s n 系列等等，a s o n 网络在干线网、城域网上开始蓬勃发展。 本文结合山东联通骨干层a s o n 网络工程建设实例，通过研究目前光传输网络的 构成和业务状况，详细分析了为何以及如何在实际工程中引入a s o n 技术，如何进行 a s o n 的设计、部署及资源规划，并规划和设计了山东联通骨干层a s o n 网络，对网 络的各项性能进行了详细测试。文章还对a s o n 网络在方案规划和具体实施中出现的 实际工程问题进行了研究，提出了解决方案。目前本文规划设计的a s o n 网络已经正 式投入使用，运行情况良好，各项功能均达到设计目标要求。 关键词：自动交换光网络，智能光网络，控制平面，网络规划。 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，w i t ht h e r a p i dd e v e l o p m e n t o f n g na n dt h e t h i r d g e n e r a t i o n ( 3 g ) m o b il ec o m m u n i c a t i o n ，t h er e q u i r e m e n to fd a t ab u s i n e s s e s p e c i a l l yi pl s e r v i c 氐h a si n c r e a s e dg r e a t l ya n de x p l o s i v e l y i ps e r v i c e ，：h a s m a n y c h a r a c t e r i s t i c ss u c ha s a b r u p t n e s s ， v a r i e t y ，u n c e r t a i n t y ， a n d n o n p r e d i c t a b i li t y i pl s e r v i c e ic a ng a i nc o n t r a s tt oc u r r e n ts d hn e t w o r k ，w h i c h c a n n o tu s ef i b e rb a n d w i d t hf u l l ya n dc a n n o tb ec o n f i g u r e df a s ta n ds i m p l y f o rt h i sr e a s o n ，n e t w o r ko p e r a t o r sm u s th a v et h ec a p a b i l i t yo fp r o v i d i n g t h ef i b e rw i d t hf l e x i b l y m e a n w h i l e ，d u et ot h ep r e s s u r eo fo p e nm a r k e ta n d c o m p e t i t i o n ，t h e r em u s tb eo n et y p eo fi n n o v a t i v eo p t i c a ln e t w o r k i n gt e c h n o l o g y t os u p p o r td a t ab u s i n e s so fb i gc a p a c i t yi nt h ef u t u r e a so n et y p eo fo p e nn e t w o r ks y s t e m ，a s o nh a sm a n ya b i li t i e ss u c ha ss i m p l e n e t w o r ks t r u c t u r e ，e n h a n c e de x p e n d a b i l i t y ，n e t w o r k i n gf l e x i b i l i t y ，s u p p o r t i n g r e a l t i m e b u s i n e s s ， a l l o c a t i n g r e s o u r c e s e f f i c i e n t l yt h r o u g hs t a n d a r d c o n t r o l l i n gf l a t ，o p t i m i z i n gb a n d w i d t hs c h e d u l i n ga n du n i f y i n gi n t e r f a c e so f m u l t i - m a n u f a c t u r e r i nc o n t r a s tt ot r a d i t i o n a l s d hn e t w o r k ，a s o nh a so b v i o u s s u p e r i o r i t ya n dw i d ed e v e l o p m e n tp e r s p e c t i v e s ，w h i c hi sf a v o r e db yo p e r a t o r s d e e p l y i n2 0 0 5j a n u a r y ，l u c e n tt e c h n o l o g yd e c l a r e dt h a ta s o nt r a n s m i t t i n g n e t w o r ko fi n n e rp r o v i n c et r u n kl i n eo fj i a n g s ut e l e c o m m u n i c a t i o nh a db e e nb u i l t ， w h i c hw a st h ef i r s tc o m m e r c i a la s o np l a ti nc h i n aa n do p e n e dt h ep r o l o g u et o c o n s t r u c t i n gd o m e s t i ca s o nn e t w o r k a f t e rt h i s ，b e i j i n gc n cg r o u pu s i n ga l c a t e l ， h a i n a nt e l e c o m m u n i c a t i o na n dn a n j i n gt e l e c o m m u n i c a t i o n u s i n g o s n s e r i a l p r o d u c t so fh u a w e i ，c o n s t r u c t e dm a n ya s o nn e t w o r k si nt r u n k n e t w o r k a n d m e t r o p o l it a na r e an e t w o r k i nt h i sp a p e r ，w i t hs h a n d o n gu n i c o mn e t w o r kb a c k b o n el a y e rc o n s t r u c t i o n e x a m p l eo fa s o n ，s t u d yt h ec o m p o s i t i o no ft h ep r e s e n to p t i c a lt r a n s m i s s i o n n e t w o r ka n do p e r a t i o n a ls t a t u s ，a n a l y z ew h ya n d h o wa s o nt e c h n o l o g yi si n t r o d u c e d i n t oa c t u a le n g i n e e rp r o j e c t s ，w h i c hi n v o l v e sm a n yp r o b l e m ss u c ha ss c h e m i n g ， p r a c t i c i n ga n dm a i n t e n a n c e h o wt od e s i g n ，d e p l o y m e n ta n dr e s o u r c ep l a n n i n ga s o n ， a n dp l a n n i n ga n dd e s i g no ft h eb a c k b o n el a y e ro fs h a n d o n gu n i c o ma s o nn e t w o r k a t l a s t ，h a v ead e t a ile dt e s tt ot h ep e r f o r m a n c eo ft h en e t w o r k t h ea s o nn e t w o r k p l a n n i n ga n ds p e c i f i ci m p l e m e n t a t i o ni nt h ep r o g r a ma p p e a ri nt h ep r a c t i c a l e n g i n e e r i n gp r o b l e m sh a v e b e e ns t u d i e da n dp u tf o r w a r das o l u t i o ni nt h i s p a p e r a s o nn e t w o r kp l a n n i n ga n dd e s i g no ft h i sa r t i c l eh a sn o wo f f i c i a l l yp u t - - l - - 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文目录 目录 摘要j i a b s t r a c t i i 目录i v 第一章前言l 1 1a s o n 产生的背景1 1 1 1i p 业务催生了a s o n 1 1 1 2 技术的发展、融合造就了a s o n l 1 2a s o n 的新特点和带来的优势1 1 2 1a s o n 的新特点1 1 2 2a s o n 技术带来的好处3 1 3 课题研究的目的和意义3 1 4 论文的主要内容和结构安排4 第二章a s o n 技术的基本原理5 2 1a s o n 的技术特点：5 2 2 i a s o n 的功能结构5 2 2 2a s o n 的信令技术8 2 2 3a s o n 的路由技术1 1 2 2 4 资源管理和自动发现技术1 3 2 2 5 保护和恢复1 4 2 2 6 a s o n 的管理平面1 5 2 2 7 a s o n 数据通信网( d c n ) 1 7 2 2 本章小结1 8 第三章a s o n 在工程应用中的研究1 9 3 1a s o n 网络应用需要考虑的问题1 9 3 2a s o n 适用的传送网位置1 9 3 3 环形网络和网格状网络2 0 3 3 1 业务量的大小对拓扑选择的影响2 1 3 3 2 网络规模及业务模式对拓扑选择的影响2 3 3 3 3 从r i n g 到m e s h 2 4 3 4a s o n 承载业务需求分析2 6 3 4 1 业务网络特点分析2 6 3 4 2 a s o n 承载业务应用建议。2 9 3 4 3 a s o n 网络是否适于承载i p 业务2 9 3 4 4a s o n 设备的低阶问题3 0 3 5a s o n 的保护和恢复分析3 3 3 5 1a s o n 业务的保护方式3 3 3 5 2a s o n 业务的恢复方式：3 5 3 6a s o n 设备选型性能要求分析3 5 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 目录 3 6 1 设备容量3 5 3 6 2 交叉能力3 6 3 6 4 控制板卡3 6 3 6 5a s o n 设备的d c c 通道数量3 6 3 6 6a s o n 设备支持的d c n 能力3 7 3 7 引入a s 0 n 对传统网络带来一定影响3 7 3 7 1 a s o n 对业务运营模式的影响3 7 3 7 2 a s o n 对传送网络运维体制的影响一3 7 3 7 3 a s o n 对传送网络规划和优化的影响3 7 第四章山东联通a s o n 网络设计3 9 4 1a s o n 网络规划需要考虑的因素3 9 4 2a s o n 网络规划软件规划步骤3 9 4 3 山东联通a s o n 网络业务需求分析3 9 4 4 山东联通a s o n 网络规划过程4 l 4 4 1 山东联通骨干a s o n 网络光缆结构示意图4 1 4 4 2 网络初步规划4 2 4 4 3 网络人工调整4 4 4 4 4 网络仿真4 6 4 4 5 最终规划网络4 6 4 5 山东联通a s o n 网络建设过程中存在的问题4 7 4 5 1 与现有的s d h 网络业务互通网管配置问题4 7 。4 5 2 网络中d c c 管理约束条件4 7 4 5 3a s o n 设备和网络互通问题4 8 4 6a s o n 网络与s 阴网络比较4 8 4 7 a s o n 网管系统智能特性介绍4 8 第五章山东联通a s o n 网络的测试5 1 5 1 a s o n 设备单机性能测试5 1 5 2a s 0 n 传送平面测试5 2 5 3a s o n 控制平面测试5 2 5 4 s o n 信令通信网s c n 测试5 7 5 5a s o n 管理平面测试5 8 5 6a s o n 保护恢复性能测试6 7 5 6 1 基于控制平面的保护测试6 7 5 6 2 网络恢复测试6 8 5 6 3 基于控制平面的保护与恢复7 2 5 6 4 基于大业务量恢复测试7 8 5 7 测试小结7 8 第六章结束语：7 9 致谢8 0 参考文献8 1 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文第一章前言 第一章前言 1 1 a s o n 产生的背景 a s o n ( a u t o m a t i cs w i t c h e do p t i c a ln e t w o r k ) 的产生和发展是业务内容变化和技 术发展两方面驱动的结果。 1 1 1i p 业务催生了a s o n 随着信息化进程的加快，数据业务持续呈爆炸性增长，尤其是对i p 业务的需求激 增。以山东联通省内干线传输网为例，随着软交换、3 g 的开展，网上承载的业务类型和 接口已由传统的t d m 、2 m 转向以太网( 用于承载i p ) 和f e g e 。就连以往对2 m 有大量 需求的重点客户，也已经将业务转向i p ，承载方式为以太网。根据运维部门统计，当前 传输网上承载的i p 化业务已经占到总带宽需求的7 0 以上。 i p 业务具有突发、多变、不确定、不可预见等特点，而s d h 这种传统静态网络已经 已经越来越不能满足当今日新月异的动态业务变化的需求，不符合对传输网“经济有效 的基本要求，不利于充分利用网络资源，提供业务能力有限，网络容量升级复杂，不能 为网络运营商在竞争中抢得先机。所以运营商必须寻求一种开放的网络体系，该体系网 络结构简单，扩展能力增强，组网灵活，具有实时业务提供能力，通过标准控制平面高 效分配资源，优化带宽调度，统一多厂商接口。这样的光网络具有显而易见的优越性和 广阔的发展前景。 这样，高度自主应对业务需求、经济有效、可在光层上直接提供高增值业务的智能 化光网络a s o n 应运而生1 1 1 2 技术的发展、融合造就了a s o n a s o n 的产生离不开i p 和传统光传送网技术的融合，特别表现在代表不同技术方向 的标准组织之间的通力配合，共同开发出a s o n 的控制平面机制。 a s o n 技术的最大特点就是从传统的传输节点设备和管理系统中抽象分离出了控 制平面。自动控制取代管理成为a s o n 最主要的工作方式。同时，为了使a s o n 满足多 厂家环境下的互通和端到端配置，应使a s o n 同时满足两种结构模型：重叠模型和对等 模型。 1 2a s o n 的新特点和带来的优势 1 2 1a s o n 的新特点 a s o n 的特性就在于它首次在传输网络中引入了信令的概念，同时将数据网和传输 网管理的优点融合在一起，进而实现了实时动态网络管理。a s o n 控制技术的应用带来 了许多新的网络特征，提供了更多的网络功能。其中，最主要的新特点包括： ( 1 ) 呼叫和连接过程的分离 a s o n 中连接的建立是通过信令的交互自动完成的，这也是与传统光网络相比最为 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 第一章前言 突出的特点之一。在_ a s o n 中，一条通路的建立需要先后经过两个过程：呼叫和连接， 这类似于电话连接的建立过程。呼叫过程主要进行用户接入权限的认证；连接过程主要 实现资源的预留和分配。可以这么说，连接过程是包含在呼叫过程中的一个子过程，只 有连接建立过程结束，呼叫过程才完成。 在i t u - t 的建议中把呼叫和连接过程分开来处理，这样可以减少在中间连接控制节 点上冗余呼叫控制信息的传送，减少对消息和参数进行解码和翻译的时间。一般地，呼 叫控制可以在网络接入点或网关以及网络边界处进行。这样一来，中间的节点就只须支 持连接功能了。值得注意的是，一次呼叫过程可以支持多个连接的建立。 连接控制负责对每个连接进行总体控制。连接控制同链路控制紧密相关。对于一条 连接的总体控制是通过协议完成的，这些协议能控制一条连接的建立、释放过程并能对 连接状态进行维护。 ( 2 ) 自动资源发现机制的出现 自动资源发现技术是a s o n 的一大特色，它是指网络能够通过信令协议实现网络资 源( 包括拓扑资源和服务资源) 的自动识别。这对于网络来说是一项相当重要的功能， 它使得a s o n 网元( n e ) 或者终端系统( 如a s o n 网络的客户) 能确定它们是否正确地 相互连接，并可确定通过这些连接能提供什么样的业务。这就为实现分布式连接管理中 的路由和信令功能迈出了重要的第一步。 资源发现过程的自动化对于目前网络中各节点的光纤数量成倍增长的情况相当重 要，它可避免手工配置过程中可能发生的错误，并能帮助诊断是否有错误的连接存在。 目前，各大国际标准化组织都从不同的角度对自动发现机制进行了规范定义。 l t u - t 提出的g 7 7 1 4 协议对传送网络的自动发现技术进行了通用的、抽象的框架性 描述。o i f 提出的u n i1 o 协议具体讨论的是在用户网络接口( u n i ) 处的自动发现机制， 它描述了在用户和网络之间的邻居发现和服务发现的实现过程。而i e t f 提出的链路管理 协议( l m p ) 作为g m p l s 协议族中的一种新开发的协议，其主要功能就是管理流量工 程链路，其扩展的协议信息可以用于邻居发现和服务发现等功能。 ( 3 ) 网络生存性技术的新特征 由于智能控制功能的引入，使得a s o n 的生存性技术与传统的光网络相比有了更为 突出的特点。高效、灵活、可靠的保护与恢复能力成为t a s o n 所必须具备的重要特征 之一。 首先，a s o n 主要是一种格状拓扑结构的网络，而基于格状网的网络可以为运营商 带来诸多的好处，提供灵活的选路方式、有效的资源利用率、多样的业务保护策略以及 可靠的业务生存能力，这同时也为运营商网络总体成本的降低、新型业务的开拓创造了 条件。 其次，由于实现传送平面生存性所依靠的是控制平面的信令，而a s o n 的控制平面 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文第一章前言 中使用的g m p l s 协议经过拓展，可快速、灵活地实现多种粒度的、多种类型的网络保 护、恢复的功能，提高了网络的可靠性。 再者，由于控制平面的引入以及其核心地位，在a s o n 中保证控制平面的生存性也 成为了a s o n 的一大特色。而控制平面主要是由各种软件功能模块和信令传送网络构成 的，故我们需要针对其特点采取相应的策略以保证控制平面的生存性。 1 2 2a s o n 技术带来的好处 ( 1 ) 实现了自动的业务配置，满足动态带宽配置要求，运营商可以灵活的根据市场的变 化推出自己的特色服务。 a s o n 技术的出现切实地解决目前光传送网络存在的困境，为静态的网络加上了动 态的智能性，网管的主要功能是对整网的状况进行监控和电路属性进行的策略性的定 义，比如共享风险链路组参数的制定、业务优先等级的制定、链路权重因子的制定。而 电路开通则完全可有控制平面自动完成。 ( 2 ) 多层控制的统一与协调，可实现多种粒度的连接建立，支持跨区域的端到端连接建 立，降低网络操作成本。 控制平面被单独抽离，最重要的意义是将来可能不同的传送网技术都可以应用 a s o n 的机制，即具有普遍适用性。将来可能出现不同网络在控制层面上的统一，并在 这个层次上实现整个网络的互联互通。 ( 3 ) 网络资源的优化利用。 传统的s d h 环，对于业务保护需要预留5 0 的带宽资源。但a s o n 的m ：n 预制电路 保护和m e s h 恢复方式，共用保护网络资源使得网络带宽资源的有效利用得以大幅度提 高。a s o n 网络的资源自动发现机制、链路权重因子的制定、控制层面的信息交互，使 得整网具备自动路由优化和负荷均衡特性。因此，也可以将a s o n 网络视作一个可自优 化的智能网络。 ( 4 ) 不同的保护恢复机制提供多种不同的服务等级。 a s o n 技术的应用，使得光传送网可采用网格状的组建方式，对于承载业务提供1 + 1 保护、m ：n 预制电路保护、m e s h 恢复或不保护机制。尤其m e s h 恢复方式，摒弃了原来 d x c 设备的静态预制保护电路方式的种种不便，无需人工干预，分布式智能就使得 a s o n 光传送网具备了类似网络层的路由保护性能，融合了i p 网强大的抗毁生存性和适 用性功能。不同的保护方式对应了不同的保护力度和业务恢复时间，使得运营商对用户 实现差异化服务提供了s l a 的分类依据。 1 3 课题研究的目的和意义 自2 0 0 5 年我国第一个正式商用的a s o n 平台江苏电信省内干线a s o n 传输网 就已建成，各运营商随后也建成了多个a s o n 试验网，包括各项测试都进行了许多。但 3 - 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 第一章前言 需要看到，各地运营商包括专网用户对a s o n 的实际工程应用，包括规划、建设和运维 仍然存在许多需要探讨的问题。 比如a s o n 是否可以适用于网络核心、汇聚、接入等各个层面? a s o n 的灵活性、 智能型使电路配置做到自主完成，快速完成，无需过多的人工干预，但这是否就使运维 得到完全的解脱? a s o n 本身的特点又给运维工作带来哪些新的要求和挑战? 对于 a s o n 设备来说，有无支持v c l 2 这种小颗粒的必要，如何支持? 本文详细设计了山东联通省内干线网络，并发现a s o n 网络在方案规划和具体实 施中存在大量实际工程问题。本文结合工程建设实例，通过研究目前光传输网络的构成 和业务状况，详细分析了为何以及如何在实际工程中引入a s o n 技术，涉及从规划到 具体实施以及运行维护方面的诸多问题。 1 4 论文的主要内容和结构安排 本文侧重于a s o n 技术在具体工程中的应用，如何规划、设计和实施，以及a s o n 技术给维护带来的新挑战等。同时，也简要介绍了a s o n 设备的发展情况和a s o n 规划 仿真工具的使用。 论文各章节安排如下： 第二章，a s o n 技术的简要研究。内容基于控制平面的多个分项研究。 第三章，结合济南本地网络和山东联通省干网络现状，通过研究目前光传输网络的 构成和业务状况，详细研究了为何以及如何在实际工程中引入a s o n 技术。 第四章，详细设计山东联通骨干a s o n 网络，涉及从规划到具体实施以及运行维护 方面的诸多问题。 第五章，详细对山东联通骨干a s o n 网络的总体性能进行测试。 第六章，论文总结。 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 第二章a s o n 技术的简要研究 第二章a s o n 技术的基本原理 2 1a s o n 的技术特点 2 2 1 a s o n 的功能结构 2 2 1 1a s o n 的三个平面 如图2 - 1 所示，a s o n 根据功能可以分为三个平面：传送平面、控制平面和管理平面， 此外还包括用于控制和管理通信的数据通信网。传送平面的分层是光纤层、w d m 层和 s d h 层，目前仅在s d h 层实现了a s o n ，即开发应用了基于s d h 传送层面的a s o n 控制 平面。图中，c c i ：c o n n e c t i o nc o n t r o li n t e r f a c e 。连接控制接口；n m i ：n e t w o r k m a n a g e m e n ti n t e r f a c e ，网络管理接1 3 。 l n x ：层网络x 图2 1a s o n 的三个平面 ( 1 ) 传送平面：提供从一个端点到另一个端点的双向或单向信息传送，监测连接状 态( 如故障和信号质量) ，并提供给控制平面，还可以提供控制和网络管理的信息 传送。传送平面完成光信号传输、复用、配置保护倒换和交叉连接等功能，并 确保所传光信号的可靠性。 ( 2 ) 管理平面：提供对传送平面、控制平面和系统整体的管理功能，负责所有平面 间的协调和配合，包括性能管理、故障管理、配置管理、计费管理、安全管理 等。 ( 3 ) 控制平面：a s o n 的控制平面由提供路由和信令等特定功能的一组控制元件组 成，并由一个信令网络支撑。控制平面的主要功能包括通过信令支持建立、拆 除和维护端到端连接的能力；通过选路为连接选择合适的路由；在网络发生故 障时，执行恢复功能：发布链路状态( 例如邻居关系，可用容量以及失效信息以 支持连接建立、拆除和恢复) ：提供适当的命名和地址机制。控制平面的组成如 图2 2 所示。 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文第二章a s o n 技术的简要研究 图2 2 控制平面组成 三个层面的交互关系为： 控制平面为管理平面的请求提供服务，管理平面可以配置控制平面的路由、信令和 发现等控制参数。控制平面应向管理平面报告控制平面故障、通知等信息。 控制平面元件通过与传送平面交互来实施配置交换矩阵和端口等操作。传送平面监 测信号失效和信号质量劣化，并向控制平面提供信号失效和信号劣化告警，以便控制平 面执行故障定位和网络恢复等功能。 管理平面负责传送平面中网络资源的管理，可以划分管理平面和控制平面分别使用 的传送资源，负责传送平面监控和检测连接的失效和质量劣化，并向管理平面提供相关 的故障信息。 2 - 2 1 2 控制平面的引入 ( 1 ) 控制平面的功能：实现了网络连接的动态建立和网络资源的动态分配，如图2 3 所示。控制平面的功能包括：信令功能、路由功能、资源管理功能、地址和名称管理功 能、保护恢复功能、支持快速的业务指配和新业务的引入。 邻居发现、故障 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 第二章a s o n 技术的简要研究 图2 - 3 控制平面实现的功能 2 2 1 。3 a s o n 系统的传送平面 传送平面( t r a n s p o r tp l a n e ) 由一系列传送实体( 交换节点和链路) 构成，是业务 传送的通道，提供从一个端点到另一个端点的双向或单向信息传送。传送平面完成光信 号传输、复用、配置保护倒换和交叉连接等功能，并确保所传光信号的可靠性。 2 2 1 4 a s o n 系统的管理平面 管理平面( m a n a g e m e n tp l a n e ) 执行传送平面、控制平面以及整个系统的管理功 能，它同时提供在这些平面之间的协同操作。管理平面执行下面的功能：性能管理、故 障管理、配置管理、计费管理、安全管理。 2 2 1 5a s o n 接口和应用模型 2 2 1 5 2a s o n 的参考点和接口 a s o n 控制域内部以及控制域之间的互连通过参考点( 即逻辑接口) 来描述。控制 平面通过参考点进行信令、路由和发现等控制信息的交换。 如图2 4 所示，a s o n 的3 种接口分别为u n i 、l - n n i 和e n n i 。 ( 1 ) u n i ( 用户网络接口) ：是用户与网络间的接口，不支持选路功能。主要任务包 括：连接的建立和拆除、状态信息交换、自动发现和实现用户业务传送。 ( 2 ) i - n n i ( 内部网络一网络接口) ：i - n n i 是控制平面内，属于同一控制域或多个具 有信任关系的控制实体之间的双向信令接口。i - n n i 的功能包括：资源发现、连接控制、 连接选择、连接路由。 ( 3 ) e n n i ( 外部网络一网络接1 3 ) ：e n n i 是控制平面内，属于不同控制域，无信 任关系或有一定信任关系的控制实体之间的双向信令接1 ：3 。e n n i 的功能包括：资源发 现、连接控制、连接路由，另外可增加安全认证、增强的目录服务等功能。e n n l 支持 的协议包括：r s v p - t e c r l d p ，支持基于o s p f - t e 的d d r p ，l m p 等。e n n i 信令通 道的实现方式可以为带内或者带外两种。 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文第二章a s o n 技术的简要研究 图2 - 4a s o n 控制平面的3 种接口 2 2 1 5 3a s o n 的应用模型 根据业务网和光网络是否在同一个控制域内，具备2 种应用模型： ( 1 ) 对等模型( p e e r ) 业务网( 比如路由器) 和光传送网络具有统一的g m p l s 控制平面。 一最终实现客户网络及服务网络的控制平面统一，是远期的理想模式。 ( 2 ) 重叠模型( o v e r l a y ) - 业务网和光传送网络具有不同的控制平面，通过u n i 互连。 - 因客户网络与服务网络的松耦合，而成为首先被应用的模式。 2 2 2a s o n 的信令技术 信令技术的核心是对连接的管理，i t u t 在构建a s o n 的体系时，提出了分布式呼 叫和连接管理( d c m ) 的概念，致力于制定a s o n 网络中的网元通过互相通信而建立光 通道的标准信令协议。g 7 7 1 3 1 、g 7 7 1 3 2 、g 7 7 1 3 3 分别给出基于p n n i 、g m p l s r s v p - t e 和g m p l sc r - l d p 协议实现的d c m 信令。 2 2 2 1分布式呼叫和连接管理( d c m ) 的功能 d c m 功能用来建立、改变和释放端到端的连接。具体功能包括：呼叫控制功能、连 接控制功能、呼叫允许控制功能、连接允许控制功能、竞争处理功能、异常( 缺陷) 处 理功能。 2 2 2 2 呼叫 a s o n 弓i 入了呼叫概念，类似电话网的呼叫概念。两个或者多个用户，一个或者多 个域之间的关联，支持穿越一个或者多个域的业务实例。呼叫主要实现与用户，运营商相 关的认证、计费等功能。一个呼叫可以包含零个、一个或多个连接。 i t u - t 的a s o n 规定了呼叫和连接的分离，其目的是减少中间连接控制节点的冗余 呼叫控制信息。在网络入口( i p u n i 参考点) 或在域间的网关处( a p e n n i 参考点) 提 供呼叫控制功能。中间设备仅需要支持连接控制功能，而不需要提供呼叫控制功能。 2 2 2 3 连接 连接是网络用于提供业务的一种手段，是链路连接和子网连接的串联，可在一个子 网的输入和输出点之间传送用户信息。根据连接的能力和方向，分为三种连接方式：单 向点到点连、双向点到点连接、单向点到多点连接 根据控制连接建立的主体不同，分为三种基本连接类型：永久连接( p c ) ；交换 连接( s c ) ；软永久连接( s p c ) 2 2 2 4 a s o n 系统中连接管理模式的变化 在a s o n 中，连接不再是全部由管理平面实现的一成不变的固定连接了。这里，连接 8 - 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文第二章a s o n 技术的简要研究 被分为三种类型：它们分别是信令型交换式连接( s w i t c h e dc o n n e c t i o n ) ，指配型永久 连接( p e r m a n e n tc o n n e c t i o n ) 和混合型软永久连接( s o f t - p e r m a n e n tc o n n e c t i o n ) 。这 三种连接的不同之处就在于对连接建立起主控作用的部件不同。 ( 1 ) 永久连接( p c ) ：是一种由管理系统配置并维护的连接类型。如图2 - 5 所示。 p c 的发起和维护都是由管理平面来完成的，并且传送平面中为具体业务建立通道的 路由消息和信令消息都是由管理平面发出的，控制平面在永久性连接中并不起作用。传 统的传送网的连接就是这样建立的，在a s o n 域内不会出现。 图2 5 永久连接( p c ) 示意图 ( 2 ) 交换连接( s c ) ：s c 是一种由于终端用户的请求而建立的任何连接，即在连接 的终结节点之间通过一个信令胜制平面，由控制平面内的信令单元之间的信令消息的动 态交换来建立的连接。如图2 6 所示。 同永久性连接相反，s c 这种连接的发起和维护都是由控制平面来完成的，控制 平面通过用户网络接n ( u n i ) 接收到用户方面传来的请求，在经过控制平面的处理后在 传送面中为这个客户请求提供一条具体的可满足用户需求的通道，并且把结果报告给管 理平面。管理平面在这种连接的建立过程中并不直接起作用，它只是接收从控制平面传 来的连接建立的消息。这种连接产生的问题在于运营商的网络无法如此向外开放，安全 性问题是个极大的障碍。 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文 第二章a s o n 技术的简要研究 图2 - 6 交换连接( s c ) 示意图 ( 3 ) 软永久连接( s p c ) ：s p c 是一个用户到用户的连接，其中端到端连接中的用 户到网络部分是通过网络管理系统建立的一个永久连接( p c ) ，而端到端连接的网络 部分是通过控制平面建立的一个交换连接。在连接的网络部分，连接建立的请求是由管 理平面发起，而由控制平面完成连接建立。如图2 7 所示。 永久连接 交换连接 永久连接 软永久连接 图2 7 软永久连接( s p c ) 示意图 介于p c 、s c 两种连接之间的是混合型软永久连接( s p c ) ，这种连接的建立、拆除 请求也是由管理平面发出的，但是对传送平面中具体资源的配置和动作却是由控制平面 发出的指令来完成的。这种连接形式是利用网络内部的交换连接在网络边缘的永久连接 之间提供端到端的连接。连接是通过网络产生的选路和信令协议来建立的。建立这样的 连接取决于网络节点接1 3 ( n n i ) ，不能由用户建立，因此在指配命令中只需包含a s o n 网络边缘端口的信息。目前所看到的商用a s o n 网络基本都是采用此类的业务应用。 2 2 2 5 呼叫和连接处理流程 在a s o n 网路中，一个连接的建立需要呼叫和连接两个过程： _ 呼叫过程：进行用户接入权限的认证，服务协议协商 连接过程：实现资源的预留和分配。 建立连接过程如图2 8 所示： 首先通过呼叫控制器从源端发起呼叫请求，当接收到宿端呼叫控制器的确 认消息后，完成呼叫建立过程 一然后通知连接所经过的连接控制器依次完成连接功能，从而建立一条从源 端到宿端的连接通路。 南京邮电大学工程硕士研究生学位论文第二章a s o n 技术的简要研究 主叫方 呼叫控制器 网络 呼叫控制器 网络 被叫方 呼叫控制器呼叫控制器 连接控制器连接控制器连接控制器 图2 8 呼叫和连接处理流程 2 2 2 6信令协议 要在光网络中引入控制面机制，需要在接口之间采用标准的信令协议，只有通过标 准的协议才能真正发挥光网络的智能。目前g 7 7 1 3 2r s v p - - t e 协议时广泛用于l p 网 络，技术成熟，大多数厂商都支持该信令协议。 i t u - tg 7 7 1 3 2 的g m p l sr s v p - t e 协议是上述协议综合的适当扩展： 扩展了r s v p - t e ，用来支持光网络中的信令要求。 增加了呼叫标识的支持和软永久连接的支持等。 一支持不同类型的交换应用，例如t d m 交换，端口交换，波长交换等。 2 2 3a s o n 的路由技术 l t u tg 7 7 1 5 定义了a s o n 架构下建立s c 和s p c 的路由体系结构。a s o n