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1、Part A:ASON Architecture第1页/共47页自动交换光网络(ASON）1.1.自动交换光网络的发展2.2.自动交换光网络的体系结构3.3.自动交换光网络的控制平面4.4.自动交换光网络支持的新业务第2页/共47页自动交换光网络研究的必要性 IP业务特征：业务特征：自相似性 突发性 流量不确定性 降低网络运维费用的要求 不断涌现的新型业务 n 带宽按需分配（BoD)n 虚拟专用网(OVPN)n 光组播n 光域区分服务质量n 带宽/波长的批发 ASON的优势集中表现在其组网应用的动态、灵活、高效和智能方面。支持多粒度、多层次的智能，提供多样化、个性化的服务，是ASON的核心特征
2、。第3页/共47页ASONASON概述概述何谓ASON？ASON是能够智能化地、自动完成光网络交换连接功能的新一代光传送网。所谓自动交换连接是指：在网络资源和拓扑结构的自动发现的基础上，调用动态智能选路算法，通过分布式信令处理和交互，建立端到端的按需连接，同时提供可行可靠的保护恢复机制，实现故障情况下连接的自动重构。第4页/共47页4.Path Calculation(NE-based or EMS-based)NETWORK NETWORK MGMT PLANEMGMT PLANE1.Neighbor Discovery2.Global Topology DisseminationCONTR
3、OL PLANECONTROL PLANEInventory&Resource ManagementInventory&Resource ManagementDynamic ProvisioningDynamic Provisioning5.Establish ConnectionDATA PLANEDATA PLANE3.Connection RequestOUNIOUNIUserUserUserUser第5页/共47页 ASON的特点控制为主的工作方式：ASON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。分布式智能：ASON的重要标志是实现了网络的分布式智能，即网元
4、的智能化，具体体现为依靠网元实现网络拓扑发现、路由计算、链路自动配置、路径的管理和控制、业务的保护和恢复等。多层统一与协调：在ASON中网络层次细化，体现了多种粒度，但多层的控制却是统一的，通过公共的控制平面来协调各层的工作。面向业务：ASON业务提供能力强大，业务种类丰富，能在光层直接实现动态业务分配，不仅缩短了业务部署时间，而且提高了网络资源的利用率。ASON支持客户与网络间的服务水平协议（SLA），可根据业务需要提供带宽和所需要的保护等级，是面向业务的网络。第6页/共47页显著降低网络整体运营成本(资源和拓扑的自动发现，灵活的Mesh组网提高业务的生存性和网络的扩展性，多节点失效情况下的
5、业务恢复能力,更高的网络资源利用率）具有扩展的信令集合，能实现快速业务提供和拓展 允许动态分配网络资源、提升网络节点业务处理能力、缩短业务升级扩容时间；非常易于引入光网络新业务，比如SLA按需、带宽业务、波长出租、波长批发以及O-VPN等。ASON的优势第7页/共47页ASONASON的标准化工作的标准化工作三大标准化组织在ASON标准化过程中的不同态度：Charter:Global Telecom Architecture and Charter:Global Telecom Architecture and StandardsStandardsNo.of Members:189 Membe
6、r States+434 Sector MembersCore Participants:Global Service Providers,PTTs,ILECs Telecom equipment vendors Goal:International StandardsCharter:Evolution of the Charter:Evolution of the Internet(IP)ArchitectureInternet(IP)ArchitectureMembership:Individuals community modelCore Participants:ISPs,Carrie
7、rs Router/switch and SW VendorsGoal:Internet EvolutionCharter:Development of Optical Charter:Development of Optical Networking Products and ServicesNetworking Products and ServicesNo.of Members:312 Principal MembersCore Participants:PTTs,ISPs,ILECs,IXCs Optical Networking VendorsGoal:Optical Network
8、 Evolution作为唯一的全球电信标准的权威制定组织及坚定客户-服务模型支持者的ITU-T，它采用的是传统的从上往下设计方法，主要负责网络体系结构和网络功能要求并已完成一系列标准，网络构建方式是采用重叠模型 IETF扩展GMPLS协议。最初基于对等模型，但现在覆盖客户-服务者关系，但其基本倾向仍然是对等模型 OIF主要界于其它二者之间，主要解决UNI和NNI的问题。IETF则是更加侧重于具体信令和路由协议第8页/共47页ITU-T ASON建议框架建议框架GMPLSRSVP-TEGMPLSCR-LDPSDH/OTN的自动发现协议G.7718G.7718ASON管理框架G.807G.807G
9、.8080G.8080G.7713G.7713G.7714G.7714G.7715G.7715G.7716G.7716G.7717G.7717G.7712G.7712总体需求框架结构DCNG.7713.1G.7713.1G.7713.2G.7713.2G.7713.3G.7713.3自动发现G.7714.1G.7714.1路由需求链路管理连接许可控制PNNI呼叫连接管理第9页/共47页OIF建议框架建议框架OIF2000.155OIF2000.125.07OIF2002.229OIF2003.179OIF2002.378OIF2002.023OIF2002.163OIF2003.248OIF2
10、003.293UNI需求ENNI需求UNI 1.0UNI 1.0R2UNI 2.0ENNI 1.0信令规范ENNI 1.0层次路由基于OSPF的层次路由（DDRP）基于ISIS的层次路由第10页/共47页IETF GMPLS 建议框架建议框架Draft-IETF-CCAMP-GMPLS-ArchitectureRFC 3471(GMPLS)Signaling Functional DescriptionGMPLS FrameworkDraft-IETF-CCAMP-LMPDraft-IETF-CCAMP-LMP-WDMDraft-IETF-CCAMP-GMPLS-RoutingDraft-IE
11、TF-CCAMP-OSPF-GMPLS-ExtensionsDraft-IETF-CCAMP-SDH/SONET-ControlRFC3472(GMPLS)(CR-LDP)ExtensionsRFC3473(GMPLS)(RSVP-TE)ExtensionsDraft-IETF-CCAMP-GMPLS-SONET-SDHDraft-IETF-CCAMP-GMPLS-SONET-SDH-ExtensionsSignalingLink managementRoutingSDH/SONET Support第11页/共47页ASON的标准和协议第12页/共47页 ASONASON网络由控制平面、管理平
12、面和传送平面构成自动交换光网络（ASON）体系结构 控制和管理的分离是ASONASON的重要特征！第13页/共47页OCCOCCOCCOCCOCCSwitchSwitchSwitchSwitchSwitch控制平面控制平面业务平面业务平面管理平面管理平面NMINMINMI NMI 网络管理接口网络管理接口 CCI CCI 连接控制接口连接控制接口OCC OCC 光连接控制光连接控制CCI控制平面是智能光网络体系与传统光网络体系的最大区别；ASON不是革命，是提高光网络效率、适应业务动态性的一种改进。第14页/共47页ASON的体系结构三个平面传送平面(Transport Plane)控制平面(
13、Control Plane)管理平面(Management Plane)三个平面间的接口管理平面与控制平 面的接口(NMI-A)管理平面与传送平 面的接口(NMI-T)连接控制接口(CCI)第15页/共47页1）控制平面的接口 用户网络接口 (UNI)外部网络网络 接口（E-NNI）内部网络网络 接口（I-NNI）自动交换光网络的控制平面第16页/共47页PC连接永久连接PCPCPCPC：通过向连接通路所经过的每个网元发送相应配置命令来建立的，配：通过向连接通路所经过的每个网元发送相应配置命令来建立的，配置命令由网管系统或手工方式发起，可以无须控制平面参与。置命令由网管系统或手工方式发起，可以
14、无须控制平面参与。第17页/共47页SPC连接建立信令流程示意端到端混合连接第18页/共47页SC连接交换连接SCSCSCSC：由源端用户通过：由源端用户通过UNIUNIUNIUNI向控制平面发起连接请求，控制平面动态的根据网络资向控制平面发起连接请求，控制平面动态的根据网络资源情况，通过信令在连接终点之间建立通路。在连接建立的过程中，网络节点源情况，通过信令在连接终点之间建立通路。在连接建立的过程中，网络节点实时的响应连接请求实时的响应连接请求 。第19页/共47页ASON网元与传统网元的区别网元与传统网元的区别网元通讯控制系统网元通讯控制系统业务交叉平面业务交叉平面线路接口线路接口线路接口
15、线路接口管理链路通道管理链路通道业务链路通道业务链路通道管理链路通道管理链路通道业务链路通道业务链路通道网络管理系统网络管理系统控制链路通道控制链路通道控制链路通道控制链路通道信令协议信令协议路由协议路由协议链路管理协议链路管理协议第20页/共47页控制平面的结构组件 呼叫控制器 连接控制器 路由控制器 链路资源管 理器 协议控制器 流量策略 发现代理 终端适配组件第21页/共47页控制平面传送平面被叫用户呼叫和连接的建立过程信令模块:呼叫和连接分离的处理过程第22页/共47页控制平面的信令协议PNNIPNNI G.7713.1给出分布式连接管理（DCM）的PNNI协议实现。PNNI是ATM论
16、坛基于ITU-T Q.2931数字用户信令协议和ATM论坛UNI规范规范制定的私有网络网络接口信令协议,经过扩展用于ASON。CR-LDP-TE G.7713.3给出分布式连接管理（DCM）的CR-LDP协议（路由约束的标签分配协议）扩展，提供对ASON SPC和SC的支持。CR-LDP是MPLS框架内的信令协议，也作为IP over ATM 的一种传送方法，GMPLS CR-LDP 指的是适用于GMPLS 框架的CR-LDP。RSVP-TE G.7713.2 给出分布式连接管理（DCM）的GMPLS RSVP-TE协议实现。GMPLS RSVP-TE是MPLS网络在流量工程方面对RSVP的扩
17、展，它与RSVP有相同的信令格式和消息类型。第23页/共47页ASON软件接口协议选择软件接口协议选择I-NNI 信令：RSVP-TEI-NNI 路由：OSPF-TEUNI 运营商内部不同控制域间 E-NNI 信令：RSVP-TE E-NNI 路由：DDRPUNI信令：RSVP-TE运营商 1运营商 2运营商 3外部数据链路内部数据链路E-NNIUNIUNI E-NNI内部数据链路控制域1控制域2 运营商间：E-NNI 信令：RSVP-TEE-NNI第24页/共47页Protection and Restoration Transport PlaneSNCPLinear MSP/MS-SPRI
18、NGDNIControl Plane ProtectionProtection 1+1/M:N1+1/M:N Local LSP/End-to-End LSP/LinkLocal LSP/End-to-End LSP/Link Mesh Restoration Mesh Restoration End to End LSP/Local LSPEnd to End LSP/Local LSP 重路由恢复，恢复时间依赖于网络规模重路由恢复，恢复时间依赖于网络规模 链路或节点失效恢复后自动恢复原业务链路或节点失效恢复后自动恢复原业务第25页/共47页保护与恢复结合策略保护与恢复结合策略ABCDEFG
19、保护通道故障A,B,E,GA,C,F,GDA,D,G可靠性的保证可靠性的保证保护通道恢复通道工作通道第26页/共47页ASONASON路由需求和功能ASON路由方式：层次路由方式、源路由方式和逐跳路由方式。ASON路由消息：路由邻接关系维护、路由消息、路由异常和错误处理。路由功能：不直接参与数据平面的交换，不影响业务 为业务计算路由路由计算是由单一网元完成 支持流量工程的扩展支持基于约束条件的路由域内路由协议OSPF/OSPF-TE/CSPFIS-ISPNNI域间路由协议：BGP/DDRP第27页/共47页ASONASON路由体系结构RCRC：与对等端的RC交换路由信息，并通过对路由信息数据库
20、的操作来回复路由查询（路径选择）信息。RDBRDB：负责存储本地拓扑、网络拓扑、可达性和其它通过路由信息交换获得的信息。LRMLRM：负责向RC提供所有子网端点池（SNPP）链路信息，并将其控制的链路资源的任何状态的改变情况告知RC。PCPC：将路由的原语转换成特定路由协议的协议消息。第28页/共47页层次路由（hierarchical routinghierarchical routing）模式 在层次路由中，子网层次的每一级都有一个包含路由控制器、连接控制器和链路资源管理器的主节点负责本级子网的选路，每级主节点之间按照层次结构的关系相互作用来选择路由。第29页/共47页ASONASON中路
21、由域的分层结构：第30页/共47页流量工程流量工程 路由计算约束条件路由计算约束条件CSPF约束条件：支持包含网络资源约束条件支持排除网络资源约束条件支持严格路由约束条件支持链路代价之和最小的约束条件支持链路保护类型约束条件支持重路由时排除失效链路或节点的原则支持批量重路由计算支持排除SRLG的约束条件第31页/共47页控制平面的自动发现机制u协议G.7714对自动发现进行了框架性的定义，自动发现机制包括自动邻居发现（NDND）和自动业务发现（SDSD）。u其中对自动邻居发现分为层邻接发现、物理媒介邻接发现和控制实体逻辑邻接三个部分。层邻接发现就是用来实现传送网络每一层资源的自动发现，为路由建
22、立每层网络的拓扑、为控制实体形成逻辑邻接关系、为连接管理标识链路连接终端点。物理媒介邻接发现是一个对相邻网元物理端口的连接性进行确认的过程。控制实体逻辑邻接发现是对控制平面中通道的连接性进行认证的过程。第32页/共47页 自动业务发现 自动业务发现又被称为服务能力的交换，服务能力的交换就是对服务相关信息进行交换的过程，这些信息包括踪迹或链路所支持的服务类型、连接的每一端所支持的适配能力、多路由能力以及不同管理域所支持的业务类别或业务等级等等。u自动发现相关接口：UNI、E-NNI、I-NNI第33页/共47页自动交换光网络支持的新业务1）按需带宽（BOD）业务2）光虚拟专用网（OVPN）3）服
23、务水平协议（SLA）4）组播业务第34页/共47页按需带宽（BODBOD）业务Internet流量实时变化,各个时段对带宽流量的需求不同。按需带宽业务（BOD）是基于智能光网络的增值业务，它利用网络智能带来的动态调配能力，根据业务需要实现对业务带宽的动态无损调整，因而能够有效的应对当前的不可预测、高突发业务需求。BOD业务对于用户来说可以节约服务的费用,对于运营商来说能够有效地利用网络资源,大幅提升网络的经营效益。第35页/共47页BODBOD的典型实现技术：Vcat+LCAS+GFP+ASONVcat+LCAS+GFP+ASON50 Mbit/sVC-3VC-3100 Mbit/s Ethe
24、rnet100 Mbit/sControl PlaneCall CtlConnection Ctl通过UNI 发起增加容量的呼叫请求触发 LCAS 增加新的VC-3到VCG信令过程：请求增加新的 VC-3连接确认现在有两个连接通道与单个呼叫相关第36页/共47页lVCat+LCAS+GFP=对数据流量灵活可变的传送容量，实时提供可变的VC带宽容量,实现Bandwidth on Demand，能提供对虚级联链路的保护与恢复,“Soft”Protection。lASON的控制平面可以使VCat+LCAS+GFP 实现基于UNI/GMPLS的分布式BOD方案；只需网络边缘节点支持LCAS功能，对于核
25、心网络透明；适应对每个呼叫建立多个连接；更好地保护业务。BODBOD的典型实现技术：Vcat+LCAS+GFP+ASONVcat+LCAS+GFP+ASON第37页/共47页光虚拟专用网(OVPN)(OVPN)OVPN的概念 OVPN是在一些控制和管理技术的帮助下，将光网络中的某一部分资源为一些跨国、跨地域的公司和企业专用。它是光网络中的一种新的增值业务。OVPN与VPN的关系 OVPN服务的出现是虚拟专用网（VPN）技术向光域的延伸。在重叠模型中，VPN服务具有层次化的结构，而OVPN服务只是VPN服务的一个子集。VPN层次结构从下到上包括OVPN、第2层VPN和第3层VPN。第38页/共4
26、7页OVPNOVPN参考模型 第39页/共47页OVPN的实现全局视图全局视图全局视图全局视图客户视图客户视图客户视图客户视图 OVPN的实现用户可根据需要在用户边缘设备（CE）端口发起建立OVPN，并且具有管理和控制自己所分配OVPN资源的能力。OVPN运行的主要环节：组的操作（OVPN组的创建、用户的注册；组的撤消；组成员的加入；组成员的撤消等）和连接的操作（OVPN连接的建立、删除和查询）。ASON通过UNI（用户网络接口）提供支持OVPN业务的基本内容，使用GMPLS信令和路由机制实现OVPN的建立。第40页/共47页服务水平协议（SLA）服务水平协议（SLA）是服务提供商和用户通过协
27、商，在服务品质、优先权和责任义务等方面达成的协议，是国际通行的一种电信服务评估标准。SLA的实施对客户和服务提供商是一种“双赢”。第41页/共47页SLA分级示例 第42页/共47页SLA服务示例光网络运营商输入输出连接服务 I：计算具有环路保护能力的最佳路由，并发起对光交叉连接设备的路由配置。1 12 23 3AB连接服务 II：计算具有mesh恢复能力的最佳路由。第43页/共47页光组播组播是点到多点的通信，区别于广播，组播是将源点的数据同时分发给网络中特定的多个端点。需要组播技术支持的业务:视频会议、虚拟现实、虚拟专网、网格网（Grid 网）应用等。利用光网络来实现组播有三种基本的方式：
28、在电层拷贝信息实现组播 利用网络上的多个单播实现组播 利用光层的分光来实现组播 第44页/共47页“光组播树的概念:一棵以源节点为根、覆盖各组播目的节点的光树。组播连接的建立需要先建立符合流量工程的显式组播树，并将传送平面的组播树映射为控制平面的组播树。建立组播ID：用于对业务的唯一标识。为光树寻找波长连续的可用路径，即组播路由和波长分配问题（MC-RWA）。MC-RWA涉及很多因素，尤其是光层的限制，如节点分光能力、功率代价、波长变换能力等。MC-RWA算法在信令协议的帮助下来完成光树的管理，包括针对光树的标签分发、组播资源信息（如节点分光能力）的扩散等。光组播第45页/共47页小结ASON是传送网发展演变的方向。以ASON网络为代表的智能光网络的出现，在实现了网络智能控制的同时，也为客户提供了多种新型的光层业务。这些新型的业务不仅迎合了业务需求的变化、网络层次简化以及智能控制的引入等诸多通信网络发展的新方向，而且很好地满足了用户的需求和网络业务管理的要求。第46页/共47页感谢您的观赏！第47页/共47页