| |
ASON傳送網規劃方法研究 |
|
[ 通信界 / 林小雨 周燕南 / www.6611o.com / 2006/8/9 22:45:34 ] |
|
|
|
| |
林小雨 周燕南
摘要 2005年，ASON網絡進入商用階段，顛覆了傳統SDH環型結構為主的規劃思路。本文對ASON傳送網的規劃方法進行了全面的分析和闡述，并對于引入ASON的可行性、必要性、引入的時機、引入的層次等關鍵問題提出了合理性建議。
關鍵詞 ASON 可行性 引入時機 系統可用性
1、業務保護恢復等級分析
區別于傳統的SDH網絡，ASON可以根據不同的業務等級定制不同的保護恢復方式，不同的保護恢復方式會占用不同的網絡資源，因此，承載業務分析是網絡規劃的重要基礎。對于業務保護恢復策略的不同，將直接意味著最終規劃結果的差異。我們在規劃中，可參照表1，視業務的重要程度對業務進行等級的劃分：
表1 不同業務等級ASON組網情況
SPacing='0' cellPadding='0' width='660' border='0'>
|
|
鉆石級 |
金級 |
銀級 |
銅級 |
鐵級 |
|
業務級別 |
★★★★★ |
★★★★ |
★★★ |
★★ |
★ |
|
保護恢復策略 |
保護 |
保護與恢復 |
恢復 |
無保護，無恢復 |
可被搶占 |
|
實現技術 |
永久1+1 |
虛擬環 |
重路由 |
— |
— |
|
技術體現 |
只要有網絡可用帶寬，提供永久保護 |
大概率事件為保護，小概率事件為恢復 |
實時計算，不用預先設置保護通道 |
占用工作帶寬 |
占用保護帶寬 |
|
性能指標 |
業務保護時間＜20ms |
業務保護時間＜50ms，業務恢復時間＜2s |
業務恢復時間＜2s |
— |
— |
|
帶寬利用率 |
低 |
中 |
高 |
較高 |
極高 |
|
資費 |
高 |
較高 |
由 |
低 |
極低 |
|
適用業務類型 |
專線類業務（如銀行、證券、重要政府部門等） |
話音類業務（如GSM、3G、固定語音等） |
IP數據類業務 |
備份業務 |
臨時業務 |
2、業務流量流向分析
2.1 流量矩陣的整合
流量矩陣整合是進行業務計算、網絡結構布局的重要基礎。流量矩陣整合是在對未來各種業務發展準確預測的基礎上進行的。
按照不同業務類型分別進行業務量預測，其中包括：話音（PHS）、基礎數據、IP、3G、出租、出售電路、其他電路需求等。
2.2 流向、流量分析
流量、流向分析有助于我們了解各業務網絡流量的比重，分析網絡的結構層次，對網絡進行合理布局。
（1）了解業務流向特點
網絡的流向分析對網絡節點的選取非常重要，對于業務量大，轉接方向多的業務節點優先選取為ASON的核心節點；根據網絡業務流向的情況，還有助于我們對網絡結構的確定，比如對于全MESH還是MESH+RING的選取問題上。
對業務流向單一的匯聚型業務來說，環型結構可更好地發揮其優勢。而只有網絡流向比較復雜時，網狀網的優勢才能得以發揮。
（2）了解各節點的業務流量情況
業務矩陣的整合使得我們可以清楚各節點的各業務流量情況，這對于我們進行引入ASON的必要性分析是至關重要的。原因在于：如果節點之間的業務量很小，采用格狀連接時的帶寬利用率就會相當低，無法實現對網絡帶寬管道的有效填充。因此在小業務量的情況下，環型連接表現出更好帶寬利用率。而對于大業務量的應用，格狀連接的組網方式才能表現出更好的帶寬利用率。
由此可見，ASON組網方式只有在節點間業務量達到一定容量后，其高帶寬利用率才能得以實現，而容量較小情況下，環網明顯優勢。
（3）了解各業務所占比重的情況
ASON技術的出現，最初也是為了滿足IP數據的突發性和不確定性而產生的，因此，對于IP數據量比較大，業務發展比較好的本地網，引入ASON確實可以發揮其技術優勢。而對于一些目前IP數據量比例并不占主導地位的地區，我們認為目前引入ASON的必要性并不十分突出。
3、ASON必要性分析
目前，本地的主導運營商網絡規模都基本成形，一般網絡也都是經過多期的建設，往往也都有2-3家的設備在網使用，網絡結構比較復雜。目前的網絡基本還是以SDH為主的環型結構，在核心節點大都有多套ADM設備，業務調度復雜。
目前SDH環網的組網方式存在以下幾個共性的問題：
（1）環網利用率低，跨環節點成為網絡瓶頸
■核心節點大都有多套ADM設備，業務調度需通過設備間ODF/DDF互連來實現，電路調度由人工完成，工作量大，易產生錯誤
■設備疊加過多，增加成本和運維難度
■網絡擴展性差，環網某段容量不足導致環網擴容
■安全性低，無法抵抗雙點以上故障；
■網絡利用率低，復用段保護只能實現50%的帶寬利用率
（2）保護恢復機制單一，對新業務支持能力差
■傳統的SDH只能提供環網保護，無法根據不同客戶需求提供不同的保護恢復方式
■對于新業務的支持能力差，無法提供Bod、OVPN、SLA等新業務
■無法實現端到端的自動配置
（3）沒有形成統一的傳送平臺
■監測、保護無法實現
■光纖浪費嚴重
■端口壓力大
4、ASON可行性分析
目前已經進入了業務驅動的階段，運營商建設ASON的原動力也是來自數據業務的迅猛發展。對于ASON網絡的規劃，要與業務的預測和分析緊密的結合起來。
對于引入ASON網絡的可行性和必要性分析，也要以業務環境的成熟作為重要的先決條件。要注意的是，ASON技術的引入主要是針對解決數據業務的不確定性和突發性，對于傳統的話音業務而言，ASON的優勢并不明顯。
對于ASON引入的可行性分析應從以下幾個方面入手：
（1）業務發展情況
ASON技術的產生，實際上是數據業務迅猛發展的需求。因此，業務發展情況是對于網絡是否引入ASON和如何引入ASON的決定性因素。對于數據業務發展不是很好或者現有傳送資源可以很好的滿足業務需求的本地網，引入ASON往往會造成原有設備的閑置和浪費，因此應該暫不考慮引入ASON。
（2）業務網的組織情況
IP業務要求“任意點”到“任意點”的通信，這使得格網成為更加有效的組網方式。
對于各節點之間業務需求均比較旺盛的情況，引入ASON無疑上具有優勢的，相反，對于匯聚性的業務，引入ASON的意義并不突出。
（3）各節點業務量
節點業務量的大小對于是否采用ASON技術有很大的影響。因為業務量的大小是組網時影響拓撲選擇的主要因素之一，而網絡拓撲比較簡單發揮不出ASON技術的優勢。因此對于網絡規模較小、節點數較少、業務發展一般的本地網應暫不考慮引入ASON技術。
（4）節點維度
物理光纜網是實現ASON的基礎，對于光纜網資源還不十分到位的情況，如節點不能保證有3個以上的光纜維度向，引入ASON將不能真正發揮其優勢，對于此種情況（往往是一些非主導運營商），我們不建議引入ASON。
（5）設備、標準的成熟度和互聯互通問題
設備、標準的成熟度是直接關系到運營商是否引入ASON技術的主要因素之一，同時互聯互通也是運營商不得不面對的問題。
■設備
ASON目前比較成熟的設備都是基于SDH的，管理平面對控制平面的管理不盡成熟，保護機制比較成熟，但恢復機制存在著差異性。
■標準
通過國際三大標準化組織的分工配合和協同努力，ASON的標準化進程已經出具規模，但在很多方面仍不成熟完善。比如：ASON在保護恢復沒有相應的規范、控制平面和域間路由等方面都不盡成熟，應該說從標準上看，ASON還有很長的路要走。
■互聯互通
互聯互通一方面涉及不同廠家設備的互聯互通，同時涉及到ASON和傳統設備之間的互聯互通問題。如不能合理解決上述問題，不難想像ASON的應用只能限制在一些“孤島”中，不能實現“全程全網的智能化控制”。目前有兩種方法可以解決上述問題，第一種是客戶設備或現有的光網絡設備通過一個簡單易行的接口接入UNI-C、UNI-C再通過標準的UNI-N接口接入ASON，這種方案受限與UNI標準的成熟程度；另外一種解決方案是，通過對網管的開發，實現端到端的管理，這種方案要求現有光網絡設備與ASON設備屬于同一廠家，但可做到不改動現有光網絡設備。從目前來看，互聯互通的上述兩方面的問題都沒有完全妥善解決，目前實際商用的情況多為單廠家單域的情況。
5、引入ASON技術的幾個關鍵問題
5.1 ASON傳送網引入時機分析
何時引入ASON網絡是運營商目前最關心的問題。在此提出幾種引入ASON的理想時機：
（1）現網無法滿足業務需求
（2）現網需要大量的擴容
（3）現網設備陳舊需要淘汰
（4）現網網絡結構不合理需要調整
目前對于大多數運營商而言，面臨的現實問題是選擇ASON技術還是選擇傳統SDH方式擴容。我們認為在網絡需要進行大規模擴容、調整、替換或者是網絡已經無法滿足業務發展的需求時，應優先考慮引入ASON技術，對網絡進行優化改造；相反如果網絡可以滿足業務近期的需求，網絡又不用進行大規模的擴容、調整、替換時，我們建議應以傳統方式擴容為宜。
5.2 ASON傳送網引入方式分析
ASON的應用需根據長途傳送網與城域傳送網的不同特點分別考慮，并采用不同的演進策略。在長途傳送網中引入ASON時，可考慮“自下而上”的演進策略，即先在局部網絡范圍內引入ASON，逐步通過采用UNI接口或NNI接口將多個局部ASON孤島進行互連，最終實現整個網絡智能光網絡的部署。在城域范圍引入ASON可采用“自上而下”的演進策略，也就是說先在城域骨干層引入ASON，解決2.5G及以上速率業務的上下和調度，然后逐步向匯聚層和接入層延伸，最終在整個城域范圍內實現智能光網絡的部署。
5.3 ASON傳送網引入層次分析
由于長途傳送層面結構比較簡單，不存在引入層次的問題，因此對ASON傳送網引入層次分析僅指城域傳送層面。就目前來看，ASON剛剛進入商用階段，現網的ASON設備還比較少，目前商用成熟的ASON設備還停留在核心層；匯聚、接入層面更多的是負責完成業務的采集、整合和疏導，業務流向單一，ASON網絡的幾個功能優勢在匯聚層面的需求不明顯；網絡向匯聚層甚至接入層過渡意味著投資的幾何級增長；而物理光纜網在匯聚、接入層面的連通度基本還不具備條件。
因此我們認為目前在核心層已經基本具備了引入ASON的條件，對于匯聚和接入層尚不十分成熟。
6、ASON網絡結構規劃
ASON網絡過渡結構規劃是建立在對網絡現狀分析、業務需求預測、ASON可行性、必要性研究的基礎上，提出規劃期內ASON網絡的目標結構。
由于各本地網的情況千差萬別，我們必須針對不同的情況進行具體分析。一般而言，引入ASON網絡，需要注意的問題集中在設備選型、網絡結構確定、網絡平滑過渡和新舊網絡功能定位等問題。
6.1 節點選擇
對于ASON節點的選擇，主要是考慮節點的業務流向流量，承載業務種類、機房條件、光纜路由等因素。要選擇業務發展好、機房條件充裕、光纜物理路由便利節點優先。我們認為業務種類、流量流向是最重要的考慮因素，我們可以按照流量的情況對節點進行分級，以此作為節點選擇的首要條件。
6.2 網絡結構
網絡結構確定中比較關鍵的問題是節點光纜維度確定、網絡分層、分域等問題。對于網絡結構的確定，實際上是采取軟件計算、人工調整的方式進行的。在確定網絡結構的時候，要注意核心層節點的光纜維度問題。對于ASON網絡，要發揮其優勢，需要注意光纜維度一般至少在3個以上。
（1）節點維度
眾所周知，網絡節點維度在3個以上時，才能發揮ASON的優勢。理論上講，節點維度越大，越有利于ASON優勢的發揮。但實際中，要考慮投資成本和實際的光纜、管道條件來進行節點維度的確定。節點維度的確認，我們認為是ASON規劃的重點問題。由于涉及到一些具體的實際問題，我們主要采取人工設計、結合VPI軟件計算的結果進行修訂的方式來確定各ASON節點的維度。
（2）結構選擇
結構選擇是ASON網絡規劃的重要問題。如網絡選擇全MESH還是MESH+RING方式；網絡是否分層、分域等均屬于結構選擇問題。
對于MESH還是MESH+RING的方式，應該主要從業務模型和物理光纜網的情況進行分析。對于業務顆粒較大、流量均衡且光纜資源到位的情況，采用全MESH的方式比較合適；相反，對于匯聚和接入層面，由于業務顆粒小、匯聚型為主的業務模型和光纜資源缺乏，以MESH+RING的方式為宜。目前商用的ASON模式基本上僅限于單廠家單域的情況。單個ASON域的規模不宜過大，且目前技術尚不宜對ASON網絡劃分子域。
6.3 網絡平滑過渡
ASON和傳統網絡的融合，有兩種方式：
（1）對傳統網絡設備進行升級
這種方式需要對現有的設備進行增加智能控制單元，對設備軟、硬件都要進行升級，技術上有一定的難度，另外投資成本過大。
（2）對網管系統進行升級
通過對網管升級，使之具有集中控制功能，這樣傳統網絡成為ASON的一個集中控制域。網管系統通過集中控制實現域內的自動連接實現，域間通過增加標準的信令接口（如E-NNI和UNI），來實現全網的自動交換。
目前，一般做法是通過網管升級方式來實現對傳統網絡集中式的ASON功能，可以使得ASON與傳統網絡融合更為緊密，且對現網的改造量不大。
6.4 新舊網絡功能定位
引入ASON不可能是推倒重建，而必然會在一定的時間內存在和傳統網絡共存的局面，這就決定了我們需要考慮新舊網絡功能定位的問題，新建的ASON網絡應定位于滿足數據業務的動態性和用戶的SLA要求和實現快速、高可靠的業務提供方面。對于原有業務的割接，應根據運營商的實際需求采用一次到位或逐步割接等不同的方式。
7、ASON網絡容量計算
本小節主要是依據確定的網絡方案和預測得到的業務量矩陣，利用軟件對承載業務容量進行計算，得到的計算結果有助于我們進行進一步的方案分析比較。
ASON網絡計算有以下幾個步驟：
（1）業務矩陣的整合
業務矩陣的整合需要將話音業務、數據業務、流媒體業務、出租專線類業務等進行整合匯總，并根據業務對保護恢復需求的不同，制定不同的業務等級，采用不同的保護分類方式。可根據具體情況分成以下幾個等級：永久1+1保護、一次保護、二次恢復的安全機制、實時路由恢復，無保護、可搶占等。由于業務采用了不同的保護恢復方式，對于資源的占用會有很大的不同，因此我們在整合業務矩陣時應根據等級分別進行整合。
（2）基本信息的輸入（如：網絡節點信息、業務矩陣、網絡結構等）
在進行網絡計算之前，首先要進行一些基本信息的輸入，如：網絡節點、物理光纜網的連接關系、匯總后的業務矩陣、和規劃人員設計的網絡結構等。
（3）網絡容量測算
網絡容量測算過程是通過規劃軟件對規劃人員設計的網絡結構進行實際測算的過程。網絡容量測算結果既有助于對各方案進行進一步的分析比較，也可通過網絡計算來對規劃方案是否合理進行驗證。
（4）對網絡結構進行人工調整
對網絡容量進行測算后，由于網絡結構是規劃人員根據經驗進行設計的，在進行具體測算后，根據網絡測算的結果，如資源配置情況、鏈路資源利用率、節點的容量等參數，進一步修正網絡結構。
同時可針對網絡存在的問題，如：資源利用率比較低的電路段是否有必要開設電路、規劃的網絡結構是否可滿足網絡的業務發展需求、網絡節點和局向的選擇是否合理等，進一步優化網絡結構，再重新進行網絡測算。
（5）最終結果的確定
通過反復的調整驗證，可以得到比較滿意的網絡結構，經過規劃軟件計算，可以得到非常詳細的結果，然后選取我們比較關心的參數繪制表格，如網絡節點的容量、端口數、電路利用率、網絡節點的維度、各工作、保護電路的具體路由情況等。
一般而言，我們比較關心的信息都反映在Node和Route兩張表單中，其中Node表單中主要反映了每個節點的設備和端口以及支路端口情況信息（參見圖1）。
圖1 Node表中的設備和端口信息
路由情況可參見Route表單（如圖2所示），整個網絡所有業務的路由安排情況（也就是傳統網絡的通路組織圖），端到端業務的工作路徑和保護路徑及所占用的時隙在Route表中都有明確的體現。
圖2 Route表單反映業務路由安排情況
8、系統可用性分析
根據ANSI的T1A1研究組關于網絡生存性和恢復時間對業務的影響來看，按恢復時間分為幾類，恢復時間分為低于50ms、50~200ms、200ms~2s、2～10s、1Os～5m、5～30m、30m以上，各種恢復實際所造成的不同影響如表2所示。
表2 恢復時間對業務的影響
|
恢復時間 |
對業務的影響 |
|
低于50ms |
對大部分業務透明，沒有什么影響 |
|
50～200ms |
潛在的話音中斷（＜5%），影響信元重新選路進程，觸發CCS鏈路的倒換 |
|
200ms～2s |
可能會中斷話音通話，對娛樂和教育類視頻業務的影響不嚴重 |
|
2s～10s |
通話中斷（所有電路交換業務都會中斷）；潛在的分組（X.25）中斷，潛在的數據段超時：專線業務中斷 |
|
10s～5m |
分組業務（X.25）中斷；數據段超時 |
|
5m～30m |
網絡擁塞，會造成社會性和商業方面的影響 |
反映系統可用性的主要參數有：
●平均維修時間（MTTR）：指系統修復所用的時間，參見圖3中的b；
●平均故障發生時間（MTBF）：指兩個連續的故障間的時間，參見圖3中的c；
圖3 系統可用性的主要參數
●A：系統的可用性；
●U：系統的不可用性。
主要參數間的關系如下：
●A=（MTBF-MTTR）/MTBF=（c-b）/c=a/c
●U=MTTR/MTBF=b/c
●A=1-U
●復合系統主要可以分為串聯系統、并聯系統
●串聯系統的可用性計算：
A=A1*A2*A3…An
●并聯系統的可用性計算：
U=U1*U2*U3…Un
●冗冗余系統的可用性計算：
U(W，S)=U(S+1)*(W+S)!/(W-1)!*(S+1)!
根據以上的公式和實際各種設備的MTTR和MTBF參數，我們就可以測算出不同保護恢復策略的具體可用性數值。
圖4 復合系統示意圖
圖5 環網保護和格網的PRC保護示意圖
MS-SPRING和使用PRC方式的保護示意圖如圖5所示，主用的段1 LINK1與段1的LINK2是互為保護的，相當于并聯的情況；當多個MS-SPRING相連時，多個環之間可以看成串聯的情況。
而對于PRC的方式來說，不同之處在于網管參與了重路由的過程，因而需要將網管、DCN及計算出的第三條路由的可用性串聯起來得出第三路由的綜合的可用性。工作路由、預置路由和第三路由組成一個并聯的系統，通過使用并聯系統的公式，可以得出PRC方式的可用性。由于并聯與串聯的區別，因此PRC的系統可用性要明顯優于MS-SPRING。
9、光纜物理網建設中應注意的問題
由于ASON為一項全新的技術，其規劃思路與原有SDH網絡有很大的不同，傳統網絡規劃只需了解光纜的源、宿、芯數、距離等信息，ASON還要調查光纜同路由等情況以確認SRLG（shared risk link group，共享風險鏈路組）值。
共享風險鏈路組（SRLG：Shared Risk Link Group）的定義：SRLG是指光網絡中共享某些物理資源的鏈路，例如共享物理節點、光纜等，這種共享意味著一旦共享資源發生故障，這些鏈路將同時發生故障。
SRLG越多，意味著同時失效的業務量可能越多，所需的恢復帶寬也越大。因此，只有掌握該項數據，才能對網絡保護恢復資源進行準確的計算。一般而言，主導運營商的光纜建設期數較多，光纜基礎資料收集整理不是很到位，因此要想掌握光纜的SRLG信息將面臨不小的困難。
|
作者：林小雨 周燕南 合作媒體：泰爾網 編輯：顧北 |
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
| 版權與免責聲明： ① 凡本網注明“合作媒體：通信界”的所有作品，版權均屬于通信界，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：通信界”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
② 凡本網注明“合作媒體：XXX（非通信界）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
③ 如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一月內進行。 |
|
|
|
|
|
