□广东省电信有限企业企业发展部 许文秀
ASON是指在选路和信令控制之下完成自动交换功能的新一代智能光网络，也可以看作一种具备标准化智能的光传送网。在传统的传送网中引入动态交换的概念不仅是几十年来传送网概念的重大历史性突破，也是传送网技术的一次重要突破。
传统IP网是非盈利的网络，人们利用它免费进行网页浏览、收发邮件（除了收取一定的接入使用费），是个尽力而为的网络。而电信市场竞争的加剧迫使运营商寻求一种能够显著降低建设运营成本的网络技术，希翼通过一张网来融合现有多个网络分别提供的话音、视频、数据业务以及未来可能出现的新业务，并最终把融合点锁定在了IP。随着需求的增加和业务加载，IP网逐渐成为统一的多业务分组传送平台，发展具有QoS保障的电信级IP网已经成为运营商的必然要求。
ASON技术使光网络第一次具有了动态交换的能力，使得网络智能化。同时，由于IP网在传送网业务中所占比例的快速增长，如何更好地承载IP网、适配IP网的发展需求已成为传送网发展中必须考虑的问题。
已有保障IP网可用率的技术
为保障IP网有尽量高的可用率，业界正进行着不懈的努力，各种新概念、新技术层出不穷，这些技术大体上可以分为两大类：设备层技术和网络层技术。
首先大家看一看设备层技术。根据咨询企业NetworkStrategyPartners调查表明，软硬件故障是导致路由器设备故障的主要原因，而App故障又是第一位的因素。
在ATM和FR网中，它们的控制平面基本是静态的，而IP网的控制平面时刻都在进行着路由更新，因此发生App故障的概率相对较大。改善App质量方面的技术主要有以下几种。
一是路由协议扩展与不间断路由。保障在控制平面或路由引擎故障的情况下，路由器仍然可以进行正常流量的转发。
二是双路由备份。在实际组网中，普遍在核心IP网中采用了双路由备份的组网结构。双路由备份导致了运营商网络投资的倍增，但在当前路由器可用率条件下也是不得已而为之的无奈之举。
此外还有一些其它提高路由器可用率的做法，如模块化App设计、在线App升级、硬件冗余备份、逻辑路由等。
接下来大家看一看网络层技术。
IP网提供的最终服务是通过路由器组网实现的，因此单单依靠路由器的高度稳定还是不够的，必须结合合适的网络层面组网技术共同作用才能达到最终网络可用率的提高。
IP网的故障可分为两大类：链路故障，如：光纤中断、线路信号劣化；路由器故障，如：设备宕机、线路卡板损坏等。当前IP网对网络故障的保护恢复是在单一的IP层面进行的。
以上先容的各种技术手段的综合应用从技术原理上讲应该能够保障电信级IP网的可用性要求，但都是在IP网本身的技术范畴内提出的解决方案，属于单层网络故障保护恢复技术。
提供足够的带宽是保证电信级IP网实现保护恢复的基本前提。为了保证在故障过程中所有业务依然保持原有QoS水平，网络带宽必须有足够的冗余，在现有分级IP网拓扑的单层保护恢复机制下，全网带宽冗余度最少要达到50％，否则就要损失低等级业务的QoS水平。当然，目前运营商网络带宽利用率不足50％还有一个重要考虑：在网络正常工作状态下保证时延、抖动等网络QoS指标。但据法国电信的研究试验表明，依靠轻载网络保障QoS是完全没有必要的，在合理设计带宽分配和采用Diffserv技术的基础上，网络在带宽利用率高达90％的时候仍然可以提供令人满意的实时服务。所以，完全有理由认为，提供保护恢复能力是IP网带宽利用率低下的实质原因，而这种单层保护恢复机制使运营商付出了高昂的代价。
IP over ASON网络保护恢复
目前IP网保护恢复机制的主要缺点是要预留50％的带宽资源用于备份。通过ASON为IP网链路保护恢复，有望提高链路带宽资源利用率，在某些情况下可实现IP网与传送网综合建设成本的降低。
首先，IPoverASON是在目前的IPoverDWDM基础上增加ASON层面。这里的IP网络指的是采用了MPLS的IP网络，这主要是因为MPLS对电信级的IP网是不可缺少的技术。同时，为了最大程度地降低资源的消耗，在ASON层面一般对IP网链路提供的保护恢复类型是动态恢复机制，在恢复时间上一般难以做到小于100ms。
另外，根据有关数据显示，IP网节点的可用率要远高于链路，链路故障是影响全网安全性的薄弱环节，因此，如果链路具备一定的保护恢复能力，则全网的安全性将会大为改善。IPoverASON可以降低所需的网络建设综合成本，其不足之处在于发生IP网节点故障时流量无法全恢复。为此，一方面可以采用软硬件冗余、不中断路由等技术提高路由器的稳定性，另一方面，在IP网与光网络互联链路上还可以采用1∶N保护方式来对路由器端口故障进行保护。这里采用了正在制定的OIFUNI2.0，它类似于SDH的1∶N保护，所不同的是它允许子速率及以太网类型链路之间的保护备份。
应当看到，随着路由器技术的不断发展，稳定性在不断提高，可用率也会不断提高。
因此，通过为MPLS网络提供基于ASON的链路保护，不仅可以提高全网安全可靠性，而且还可以充分利用链路空余带宽提供无保护的低等级业务，从而提高了MPLS网络的资源利用率。
由以上理论分析可以得出以下结论。
首先，在IPoverDWDM结构下，以目前的网元技术条件，即使采用备用带宽预留手段和MPLSFastReroute技术对高等级LSP进行保护，也只有大约两个9的可用率，与PSTN相比还有相当大的差距。而对于无保护的低等级LSP，在网络没有超额提供（Overbuild）的情况下，其可用率仅有54％，根本无法提供业务。因此，为了保证网络业务提供的可用率，目前各大运营商网络只有采用超额提供，造成IP网极度轻载，骨干网链路带宽利用率只有10％～30％，极大地浪费了网络能力。
其次，造成当前IP网超额提供的原因除了要满足业务QoS要求之外，最主要的目的是提供网络的保护和恢复。通过网络可用率分析不难看出，在目前的网络结构下，节点和链路是影响可用率的主要因素，要提高链路带宽利用率、解决IP网超额提供问题，除了需要采用Diffserv、TE等技术手段之外，还必须重点提高路由器节点和IP链路的可靠性，而IP网链路可靠性的提高需要底层光网络的保护恢复技术来实现。另外，在IPoverASON中，由于光网络采用了ASON技术，使IP网链路的可靠性大为增强，从而带动IP网端到端网络可用率的全面提升。在当前网络技术的水平下，IPoverASON结构的采用可以使IP网对有保护的高等级业务的可用率由两个9提高到4个9，而对于无保护的低等级业务则由54％提高到98.5％。不仅可以使高等级业务接近满足PSTN5个9的指标要求，还可以用无保护的低等级业务提供类似中小企业VPN等服务，使网络资源收益最大化。
随着软硬件技术的不断进步，路由器可用率将大幅提升，这时链路可用率将是影响全网可用率的瓶颈因素，IPoverASON的应用为此提供了很好的解决方案。
IP网保护恢复建议
由以上分析可以看出，随着ASON的采用，多层保护恢复机制对运营商IP骨干网具有一定的应用价值，但在什么情况下采用以及如何采用多层保护恢复机制需要综合考虑网络应用目标和具体网络状况。
针对网络定位于提供基本的上网业务，没有必要保障严格的QoS，也不必考虑故障恢复所需的额外带宽，因此其带宽利用率可以达到很高的水平，多层保护恢复机制的应用在提高带宽利用率方面将没有潜力可挖，反而由于引入OXC设备会导致成本的增加。因此，建议依旧以IP网内路由协议为主采取保护恢复机制，为此应合理设计和优化其网络物理拓扑，保证网内各路由器间链路的物理路由不相关性，以避免光纤中断等单个物理层故障导致IP网发生多处链路故障，从而引起路由剧烈震荡。
针对网络定位于承载有QoS保证的SLA业务，要求故障情况下的业务保障，因此必须考虑故障下的资源预留，从而导致网络带宽利用率不高，可能造成传输与IP网综合成本的上升。在这种情况下，IPoverASON将会提高线路资源的利用率，相比IP网现有的保护恢复节省了综合网络建设成本，在目前采用VC－4颗粒的OXC组建ASON网络情况下，大约可节省40％的综合成本。但其主要的缺点是不能保证路由器故障时的业务全修复，随着骨干路由器可用率的不断提高，再加上MPLS本身具有流量分类QoS机制，这个缺点将不会对全网安全性造成显著的影响。
综上所述，由于ASON技术的许多协议标准还不完善，给其商用化带来了一定的困难。但随着ASON技术的不断发展和成熟，将会给现有IP网的保护恢复提供很大保障。
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发表于 2005-2-28 19:23:00