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SDH技術雖然解決了PDH技術時代中存在的很多缺陷，但隨著SDH網絡的日益擴大，電路量的急劇增加，SDH網絡及其技術本身也暴露出一些問題，在電信運營商進入全面競爭的今天，如何引入新技術來彌補SDH技術缺陷，降低運營成本，提高網絡差異化服務能力和業(yè)務的可靠性，增強網絡競爭能力，成為當下各大電信運營商關注的熱點。
SDH網絡的演變
和存在的問題
從1995年起，隨著SDH技術的成熟，北京、上海、福建泉州等本地網陸續(xù)開始建設SDH網絡，縱觀SDH網絡的發(fā)展，主要經歷了三個階段。
第一階段（1995年~2000年）
基于當時的SDH技術水平，本地中繼傳輸網中的骨干層主要采用2.5G SDH二纖（或四纖）雙向復用段保護自愈環(huán)，區(qū)域層（又稱匯聚層）早期采用的是622M單纖通道保護自愈環(huán)，后期采用了622M二纖（或四纖）雙向復用段保護自愈環(huán)。上海當時的網絡拓撲結構如下：
第一階段中的SDH環(huán)間電路調度是個大難題，當時主要采用的是2M背靠背連接和STM-1連接兩種。2M背靠背連接，需要配置大量的2/155M終端復用設備和DDF，既過度占用了機房和電源資源，又要花費大量的人工去現(xiàn)場跳接2M電路，效率很低。環(huán)間采用STM-1連接，雖然解決了2M背靠背連接帶來的資源浪費和效率低的問題，但又產生了新的矛盾，由于電路需求事先不清楚，低階交叉矩陣容量小、STM-1端口密度不高等原因，很難規(guī)劃好環(huán)間的STM-1連接，造成了電路配置不靈活、時隙占用率低等問題。
第二階段（2001年~2005年）
上世紀90年代末，朗訊推出了容量為512個VC-4的DXC4/4/1設備，為了解決環(huán)間電路間的靈活調度，提高資源利用率，上海電信引入了WaveStar DXC4/4/1設備，作為在骨干節(jié)點上環(huán)間連接的樞紐設備，而此時的骨干層主要采用的是10G二纖（或四纖）雙向復用段保護自愈環(huán)，區(qū)域層主要采用的是2.5G二纖雙向復用段保護自愈環(huán)。其網絡結構如右圖所示。
在第二階段的SDH網絡中，環(huán)間電路調度主要以STM-1/STM-16接口方式通過DXC4/4/1來做電路的歸并和疏導。從而徹底解決了第一階段中SDH環(huán)間電路調度中暴露的一系列問題。但隨著SDH技術的大規(guī)模應用以及業(yè)務的不斷增長，第二階段網絡，包括SDH技術本身存在的一些問題也開始顯現(xiàn)出來，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
1.骨干節(jié)點單點失效問題
隨著SDH網絡規(guī)模的進一步擴大和電路量的急劇增加，8個骨干節(jié)點中的DXC設備的端口占用率均超過了80%。由于所有的電路都要經過DXC設備，一旦某套DXC設備故障引起該節(jié)點癱瘓，全網平均將中斷1/8的電路，風險極大。同時，隨著DXC設備運營年限的增長，板卡故障率開始上升，而廠家的技術支撐能力逐步開始減弱，網絡安全隱患十分嚴重。
2.SDH技術本身存在的一些問題
a）工程建設周期長
SDH采用的是環(huán)網技術，因此在工程建設中需要按SDH環(huán)來建設和驗收，如果一個環(huán)上的某個節(jié)點存在機房資源不足需要拆除老設備、電力資源和光纖資源不夠需要擴容的話，勢必將影響整個SDH環(huán)的建設和驗收進度。從上海SDH環(huán)網建設的經驗來看，從項目立項開始到工程驗收，至少需要大半年的時間。
b）開環(huán)加節(jié)點風險大
上海是一個特大型本地網絡，組成該本地中繼傳輸網絡的節(jié)點有二三百個（還不包括接入節(jié)點），除內部電路需求可以事先規(guī)劃和預測外，大量的大客戶電路無法預知。因此，一旦現(xiàn)有網絡資源無法滿足用戶的急切需求時，往往采用的是開環(huán)加節(jié)點的方式。不中斷業(yè)務的開環(huán)加節(jié)點的條件：一是摸清該SDH環(huán)中的詳細業(yè)務，做好詳細的加節(jié)點方案；二是規(guī)范所有的操作步驟，并嚴格執(zhí)行；三是做好應急預案，并預先通知好相關業(yè)務部門和客戶，做好配合準備；四是所有的加節(jié)點工作都是夜間12點以后實施。上海電信歷史上做過幾十起開環(huán)加節(jié)點的工作，雖然從未出現(xiàn)過中斷業(yè)務的情況，但工程部門、運維部門、業(yè)務配合部門怨聲載道，給網絡規(guī)劃和技術決策部門帶來很大的壓力。
c）帶寬利用率低、差異化服務能力差
SDH環(huán)網技術中還存在著一個致命的缺點，那就是無論什么業(yè)務，永遠都有一半時隙是拿出來作保護的，針對大客戶需求，無法實現(xiàn)差異化服務。2004年，上海電信在解讀ITU-T的G.841技術標準的情況下，曾采用該標準第6.1章節(jié)中規(guī)定的NUT CHANEL技術，實現(xiàn)了端到端的抵抗鏈路和當中節(jié)點故障的業(yè)務保護，即對于重要客戶，在2.5G環(huán)中拿出兩個VC-4通道，不參與復用段保護倒換，而采用SNCP保護，進而實現(xiàn)端到端的SNCP保護，避免了在復用段層和子網連接層重復保護的問題，節(jié)省了帶寬資源，但需增加環(huán)間連接的端口數(shù)量。后來由于部分廠家不支持NUT CHANEL技術，因而未全面推廣，只是做了部分試點。雖然從試點的效果來看還是不錯的，但沒能從根本上改變SDH本身差異化服務能力不足的問題。
d）人工配置電路效率低，業(yè)務響應速度慢
SDH電路采取人工配置方法，由資源部門按照業(yè)務需求，根據(jù)SDH網絡資源情況調度全程路由施工單，網控部門則根據(jù)工單配置開通電路。這一過程往往消耗大量人力資源，同時還有開通效率低、差錯率高和響應用戶業(yè)務需求較慢等缺點。上海電信歷史上的軟交換電路割接和PHS網絡建設，在傳輸資源調度和開通環(huán)節(jié)上，耗費了大量的人力和財力，工程進展緩慢，其中的傳輸資源調度成為工程建設的瓶頸。
第三階段（2005年至今）
SDH技術是一個非常好的技術，解決了以前PDH技術時代標準不統(tǒng)一、網絡互通性差、傳輸容量低、管理和自愈保護能力弱等問題，但是，我們通過上述分析，也看到了SDH技術本身尚有許多不完美的地方。隨著網絡技術的發(fā)展和業(yè)務需求的不斷變化，需要考慮和引入新的技術——ASON技術，來進一步完善SDH網絡，節(jié)省成本，提高網絡利用率和差異化服務能力，加快業(yè)務響應速度，從而增強企業(yè)綜合競爭能力。
從2005年起，上海電信就在研究和考慮ASON技術的引入與應用，并在現(xiàn)網中開展了試點，包括從SDH環(huán)網平滑升級到ASON網絡的試點等。2008年上海電信與某設備供應商合作，建成單ASON域能力為150個網元的ASON網絡，2010年，上海電信通過擴容、改造、升級等措施，將原先的單ASON域能力由原來的150個網元升級到350個網元，目前實際部署了236個網元，成為全球最大的單域ASON網絡。那么，上海電信是如何來考慮ASON技術的應用呢？
ASON技術的特點分析
早在2000年，ITU-T組織就提出了ASON（自動交換光網絡）技術，亦稱智能光網絡技術，并逐步規(guī)范和完善了該技術標準。ASON是光傳輸網技術發(fā)展過程中的一個重大突破，它最大的特征是在原有傳輸網中的傳送平面、管理平面的基礎上，引入了獨立的智能控制平面（通常采用分布式），并利用這一平面實現(xiàn)了網絡拓撲自動發(fā)現(xiàn)、呼叫和連接控制管理、業(yè)務保護和恢復（重路由）等功能。與傳統(tǒng)的SDH網絡技術相比，ASON網絡技術具有以下優(yōu)點：
1.網絡生存性大大提高
在傳統(tǒng)網絡具有的保護能力的基礎上，增加了動態(tài)路由恢復功能，結合MESH狀的組網結構，當主用路由中斷，網絡內只要有可達路徑，控制平面會自動計算出一條業(yè)務恢復路由，大大增強了網絡的生存性。尤其是可以解決骨干節(jié)點DXC設備故障而引起的網絡癱瘓隱患。
2.提供了SLA差異化服務能力
ASON網絡對不同等級的客戶可以提供不同的保護、恢復方式，為客戶提供差異化的、可選擇的服務。如在ASON域內可以根據(jù)客戶需求提供永久1＋1保護、重或不重路由1＋1保護、重路由恢復等保護和恢復策略。
3.資源利用率大大提高
SDH網絡采用的是環(huán)網保護技術，其中有50％的帶寬是永遠用作保護的。而ASON網絡增加了恢復功能，其備用路由可以相互共享，從而節(jié)省網絡資源。并且在MESH組網結構下，網絡拓撲連通維度越多，資源利用率就越高，從而進一步降低了網絡運營成本。
4.工程擴容周期明顯縮短
ASON控制平面具有網絡拓撲自動發(fā)現(xiàn)功能，只要新裝設備與鄰近網元的光纖連接后，該網元通過OSPF協(xié)議能夠自動發(fā)現(xiàn)控制鏈路并把自己的控制鏈路向全網洪泛；每個網元都得到全網的控制鏈路信息，也就得到全網的控制拓撲，從而徹底改變了SDH環(huán)形網絡建設周期長問題。2009年年初，在EVDO基站建設中，上海電信正是采用了ASON+MSAP傳輸網絡擴容解決方案，為兩個月內完成2000個EVDO基站的建設創(chuàng)造了條件。
5.加快了業(yè)務響應速度，降低了人工成本
ASON網絡可以采取新型業(yè)務調度配置流程，其業(yè)務可以通過控制平面自動下發(fā)，而不需要再通過傳統(tǒng)的業(yè)務需求、資源調度、數(shù)據(jù)配置這一復雜的人工干預過程，減少了差錯、降低了人力資源成本、加快了業(yè)務響應速度。
ASON技術
在上海電信網絡中的應用
早在十多年前，美國AT&T公司就建成了100多個網元的國內長途ASON網絡。十年來，ASON技術在國內外運營商的長途網中相繼應用，但在本地傳輸網中，盡管有一些ASON組網應用的案例，但規(guī)模都不大，其根本原因有兩點。一是ASON控制平面僅能控制VC-4信號顆粒與本地網中VC-12業(yè)務為主需求的矛盾；二是與長途網相比，本地網局站數(shù)量多（尤其是像上海這樣的特大型本地網）、網絡結構層次多、業(yè)務方向分散，需要從骨干到邊緣的系列化ASON設備。因此，ASON技術更適合在長途網中應用，但上海電信從網絡、技術、業(yè)務創(chuàng)新的角度出發(fā)，在全面分析SDH技術缺點和ASON技術優(yōu)點的前提下，通過組網結構的調整，建成了一張全球最大的ASON網絡，充分發(fā)揮了ASON技術的優(yōu)勢，提高了傳輸網絡的競爭能力。
1.組網思路
在本地網中建設ASON網絡需要考慮的幾個問題：
1）改變原先SDH環(huán)網結構為MESH組網，增加網元間的連接維度，增強網絡保護、恢復能力，提高資源利用率和網絡生存能力。
2）由于本地傳輸網中的業(yè)務主要是2M電路需求，那么需要將低階交叉矩陣由原來的骨干節(jié)點下沉到邊緣節(jié)點，解決骨干節(jié)點故障造成的本地傳輸網中大面積區(qū)域網絡癱瘓的問題。
3）根據(jù)不同的網絡位置選擇不同容量的ASON設備，以便降低建設成本。同時，上海屬于特大型本地網絡，骨干節(jié)點需要特大容量的MADM傳輸設備來組網（所謂特大，一是要有足夠容量的交叉矩陣容量，二是要有足夠的高速線路端口用以組網），才能保證建成覆蓋二三百個節(jié)點的本地傳輸網絡，通常我們需要的容量在640G以上。
4）通過智能VC4隧道來裝載低階VC12業(yè)務，賦予VC12顆粒同樣的智能保護特性。
5）在ASON網絡中，控制平面和管理平面都需要數(shù)據(jù)通信網絡（DCN）來傳遞各種信令、路由、維護及管理信息，因此，相比傳統(tǒng)的SDH網絡，在信息的傳輸量上將大大增加。在帶內DCN容量不夠的情況下應考慮增加帶外DCN通道容量。
6）要考慮并試點傳統(tǒng)SDH網如何在線升級到ASON網，環(huán)網如何在線升級到MESH網，PC電路如何升級到SPC電路等。
下圖為上海電信建成的ASON網絡拓撲示意圖。其中，骨干層節(jié)點采用OSN 9500設備、區(qū)域轉接點采用OSN 7500設備、一般區(qū)域節(jié)點采用OSN 3500設備。OSN 9500設備不配置低階交叉矩陣，VC-12電路的歸并和疏導工作由OSN 7500設備來完成。
2.業(yè)務配置規(guī)范化
網絡建得好，還要用得好，要充分發(fā)揮ASON網絡技術的優(yōu)勢，業(yè)務配置規(guī)范化是一項十分重要的工作。
業(yè)務配置應根據(jù)用戶電路等級實現(xiàn)差異化的配置，由于ASON網絡僅僅建立在本地網的骨干和區(qū)域層，而接入層并沒有納入ASON域范圍，所以，差異化的業(yè)務配置應該從端到端來考慮，而不僅僅是考慮ASON域本身。比如：一條等級最高的電路，在用戶接入點需要安裝兩套傳輸接入設備分別接入ASON域內的兩套區(qū)域節(jié)點設備，電信網絡內提供兩條端到端的電路，由用戶設備自己來選擇主備路由，此時在ASON域內的兩條電路沒有必要采用級別最高的永久1＋1保護方式，均采用重路由恢復方式即可。上海電信針對不同電路等級，制定了差異化的端到端的《ASON網絡建設業(yè)務配置及資源調度規(guī)范》，利用ASON技術優(yōu)勢，實現(xiàn)了對客戶業(yè)務的差異化服務。
ASON技術的發(fā)展展望
隨著對ASON技術的研究、應用和實踐，也發(fā)現(xiàn)了ASON網絡存在的一些不足之處。
1.ASON技術標準尚不完善
1）鑒于ASON域內的E-NNI接口和UNI接口技術標準尚不完善，給網絡的互通性帶來了很大問題。其中，E-NNI接口技術標準不完善，將影響多ASON域的應用，也將無法建成從長途到本地的端到端的ASON網絡。UNI接口技術標準不完善，將影響實時、動態(tài)的BOD（帶寬按需分配）和OVPN（光虛擬專用網）的新業(yè)務應用。
2）由于ASON標準中未對保護、恢復的方式方法進行嚴格的定義，使得跨廠家的ASON保護、恢復無法端到端實現(xiàn)。
2.設備供應商尚有完善的空間
雖然ASON技術增加了業(yè)務自動恢復功能，已經可以滿足大部分需求，但針對少數(shù)網絡節(jié)點多、智能業(yè)務鏈路多的超大ASON傳輸網絡，每次的鏈路故障，業(yè)務自動恢復時間要控制在兩秒以內有一定的難度，尚不能完全滿足運營商的高標準要求，重路由算法有進一步優(yōu)化的空間。
3.運營商的資源管理手段需要完善
在ASON網絡中，SRLG（共享風險鏈路組）是一個非常重要的參數(shù)，需要運營商在網絡建設中配置，SRLG參數(shù)中包括共享的物理節(jié)點、端口、光纜路由等信息，它是影響ASON網絡的保護和恢復算法的最重要的依據(jù)。但鑒于我們的資源管理系統(tǒng)還不夠完備，未來ASON網絡優(yōu)化的空間還很大。
ASON控制平面技術并不僅僅應用在SDH網絡中，它還可以應用在今后的OTN、PTN網絡中。當前中國電信提出了智能管道主導者的建設目標，因而ASON技術的發(fā)展前景將非常美好。讓我們攜起手來，共同推動ASON技術的進一步成熟和發(fā)展，爭取早日真正實現(xiàn)傳輸網絡的智能化。
作者簡介：
張軍，男，1966年4月出生，現(xiàn)任中國電信上海公司副總工程師。高級工程師，分管上海電信的傳輸、線路、PON接入（城市光網）等光通信專業(yè)技術方面的管理工作。
1988年畢業(yè)于南京郵電學院通信工程系，曾先后工作于郵電部上海東方設計所、上海郵電設計院。歷任上海郵電設計院有線勘察設計室副主任、主任。2001年年底調入中國電信上海公司任總工程師助理，2008年1月起任上海公司副總工程師。三年多來，榮獲過中國通信學會科技進步二等獎、上海市科技進步三等獎、中國電信集團公司科技進步一等獎等。
