中國(guó)移動(dòng)ITMC專用網(wǎng)絡(luò)ASON功能測(cè)試

白新宇，王迎春

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100080）

1 ITMC專用網(wǎng)絡(luò)概況

自2009年獲得“國(guó)際通信設(shè)施服務(wù)業(yè)務(wù)”許可證以來(lái)，中國(guó)移動(dòng)積極參與海底光纜、跨境陸纜等國(guó)際通信設(shè)施的建設(shè)，迅速開展國(guó)際話音、國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)及國(guó)際專線等多項(xiàng)國(guó)際通信業(yè)務(wù)。隨著近年來(lái)國(guó)際通信業(yè)務(wù)量的迅猛增長(zhǎng)，國(guó)際電路對(duì)國(guó)內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求。為了有效疏導(dǎo)日益增加的國(guó)際通信電路，滿足國(guó)際網(wǎng)絡(luò)調(diào)度和維護(hù)的需要，同時(shí)兼顧政府監(jiān)管的要求，中國(guó)移動(dòng)啟動(dòng)了國(guó)際傳輸維護(hù)專用網(wǎng)絡(luò)（ITMC專網(wǎng)）的建設(shè)。

在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，中國(guó)移動(dòng)在北京、上海和廣州3地設(shè)立國(guó)際傳輸維護(hù)中心（ITMC），建設(shè)相應(yīng)傳輸節(jié)點(diǎn)設(shè)備，并利用現(xiàn)有省際干線光纜搭建ITMC傳輸系統(tǒng)，形成連通北、上、廣3點(diǎn)的大陸側(cè)調(diào)度專網(wǎng)。此外，香港作為中國(guó)移動(dòng)發(fā)展國(guó)際業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的重要樞紐，肩負(fù)著銜接國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)與國(guó)際網(wǎng)絡(luò)、疏通絕大部分國(guó)際業(yè)務(wù)的任務(wù)。因此，中國(guó)移動(dòng)在香港設(shè)立具有同等功能的ITMC節(jié)點(diǎn)設(shè)備，并利用自有粵港光纜建設(shè)粵港傳輸系統(tǒng)，與大陸側(cè)調(diào)度專網(wǎng)共同形成連接京、滬、穗、港4點(diǎn)的ITMC專用調(diào)度傳輸網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參見圖1。

圖1 中國(guó)移動(dòng)ITMC專用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

在技術(shù)選擇上，為了滿足國(guó)際業(yè)務(wù)需求的急劇增長(zhǎng)、實(shí)現(xiàn)國(guó)際電路的靈活調(diào)度和維護(hù)管理，ITMC專網(wǎng)直接選取了代表未來(lái)骨干光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)的100 Gbit/s OTN技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)。100 Gbit/s光傳輸技術(shù)除了在傳輸容量上具有先天的優(yōu)勢(shì)之外，近年來(lái)隨著編碼技術(shù)、相干接收技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，100 Gbit/s波分系統(tǒng)的傳輸性能與早期相比取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，使得該項(xiàng)技術(shù)具備了商用的條件。而OTN技術(shù)相比傳輸波分技術(shù)增加了電層交叉功能及電層的開銷字節(jié)，將OTU光/電/光的轉(zhuǎn)換分為線路OTU和支路OTU，線路板卡為所有業(yè)務(wù)所共享，支路板卡可按業(yè)務(wù)需求靈活配置，可對(duì)各種業(yè)務(wù)進(jìn)行方便地調(diào)整和調(diào)度，可以完成基于電層ODUk的各種保護(hù)，使得網(wǎng)絡(luò)的管理、維護(hù)性能得到了很大的提升，真正實(shí)現(xiàn)對(duì)光通道性能的監(jiān)控管理和維護(hù)。

2 ITMC專網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)

中國(guó)移動(dòng)ITMC專用網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)國(guó)際電路的調(diào)度、維護(hù)和管理，其網(wǎng)絡(luò)安全性及電路調(diào)度靈活性尤為重要。因此，ITMC專網(wǎng)應(yīng)具備完善的保護(hù)能力、業(yè)務(wù)快速開通能力、業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度能力以及強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理。為此，中國(guó)移動(dòng)在ITMC專網(wǎng)中配置了基于電層的智能控制平面（ASON），根據(jù)業(yè)務(wù)等級(jí)需求，選用不同的保護(hù)恢復(fù)方式滿足各種業(yè)務(wù)不同的保護(hù)需求；尤其對(duì)于高等級(jí)的國(guó)際長(zhǎng)途電路，利用ASON抗多點(diǎn)故障能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)通道的多層次保護(hù)，全面提升網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性。

ASON光網(wǎng)絡(luò)相比于傳統(tǒng)OTN光網(wǎng)絡(luò)來(lái)說增加了控制平面，而控制平面的引入使得OTN網(wǎng)絡(luò)具備了自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、自動(dòng)交叉連接和自愈恢復(fù)的能力。引入ASON功能對(duì)于ITMC專網(wǎng)主要帶來(lái)了以下幾點(diǎn)好處：

(1) 高可靠性：通過保護(hù)與恢復(fù)相結(jié)合的方式提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和業(yè)務(wù)的安全性；

(2) 簡(jiǎn)單易用：網(wǎng)絡(luò)資源、拓?fù)淇勺詣?dòng)發(fā)現(xiàn)，可快速創(chuàng)建端到端業(yè)務(wù)；

(3) 便于管理：電路資源可管理、可預(yù)知，業(yè)務(wù)可自動(dòng)恢復(fù)到原始路徑；

(4) 豐富業(yè)務(wù)類型：可提供差異化的業(yè)務(wù)等級(jí)服務(wù)（SLA）。

根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求，ITMC專網(wǎng)中的ASON功能可支持鉆石級(jí)、銀級(jí)和銅級(jí)3種等級(jí)的電路保護(hù)，其中鉆石級(jí)可細(xì)分為永久1+1、重路由1+1和不重路由1+1 3種類型。

(1) 永久1+1保護(hù)（永久1+1）：對(duì)外體現(xiàn)始終為50 ms倒換，在有資源的情況下試圖永遠(yuǎn)建立1+1 SNCP連接。從ASON角度來(lái)看，任意一條電路失效都會(huì)立刻觸發(fā)重路由。因此，在網(wǎng)絡(luò)資源條件允許的情況下，永久1＋1可以持續(xù)重路由，能做到N次斷纖50ms保護(hù)，但是為了保持1+1能力資源恢復(fù)，控制平面會(huì)主動(dòng)搶占其他業(yè)務(wù)的恢復(fù)資源并預(yù)留下來(lái)。因此在現(xiàn)網(wǎng)資源有限的情況下，過多的永久1+1保護(hù)電路會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)整體的業(yè)務(wù)保護(hù)及恢復(fù)能力下降。

(2) 1+1保護(hù)+恢復(fù)（重路由1+1）：對(duì)外體現(xiàn)當(dāng)主用路由失效時(shí)，在50ms內(nèi)倒換至備用路由，第二次及后續(xù)再有故障時(shí)，則采用重路由方式，重路由時(shí)間與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模/配置相關(guān)，從數(shù)百毫秒到數(shù)秒不等，實(shí)驗(yàn)室測(cè)試通常為數(shù)百毫秒。從ASON的角度，只有當(dāng)主備用路由全部失效時(shí)才觸發(fā)重路由。因此，重路由1+1只能保證1次斷纖50 ms保護(hù)，2次以上的故障發(fā)生時(shí)通過重路由來(lái)尋找資源，倒換時(shí)間跟重路由時(shí)間長(zhǎng)短相關(guān)，但此方式一般不會(huì)搶占其他預(yù)留的資源，因此對(duì)于網(wǎng)絡(luò)整體而言，在相同資源情況下，采用重路由1+1方式的恢復(fù)能力更強(qiáng)。

(3) 1+1保護(hù)（不重路由1+1）：從ASON角度，不管主備用路由是否失效，都不觸發(fā)重路由，類似于現(xiàn)網(wǎng)中普遍使用的基于OTN電層交叉的SNCP保護(hù)。但不重路由1+1保護(hù)業(yè)務(wù)在ASON域內(nèi)管理，可以享受ASON的其他維護(hù)便利（比如智能業(yè)務(wù)的可優(yōu)化，可預(yù)計(jì)算等諸多智能屬性）。

下面以圖2為例，詳細(xì)說明3種保護(hù)方式的不同。

如圖2所示，對(duì)于節(jié)點(diǎn)A至節(jié)點(diǎn)F的電路采用雙發(fā)選收，在源節(jié)點(diǎn)A和宿節(jié)點(diǎn)F之間建立一條業(yè)務(wù)，其中工作路徑為A-C-D-F，保護(hù)路徑為A-E-F。當(dāng)工作路徑出現(xiàn)故障時(shí)，3種等級(jí)的鉆石級(jí)業(yè)務(wù)均會(huì)在50 ms內(nèi)將業(yè)務(wù)倒換至預(yù)置的保護(hù)路徑上，但后續(xù)的保護(hù)機(jī)制不盡相同。

圖2 鉆石級(jí)業(yè)務(wù)（永久1+1、重路由1+1、不重路由1+1）

永久1+1保護(hù)會(huì)馬上啟動(dòng)重路由功能計(jì)算出A-BC-D-F作為第二保護(hù)路徑，以防備二次故障；待工作路徑恢復(fù)，控制平面會(huì)將業(yè)務(wù)重新倒換至工作路徑，同時(shí)釋放保護(hù)路徑2的網(wǎng)絡(luò)資源。

重路由1+1保護(hù)在上述情況下并不會(huì)進(jìn)行重路由計(jì)算，直至保護(hù)路徑1也出現(xiàn)故障時(shí)，控制平面才會(huì)啟動(dòng)重路由功能，在空閑的網(wǎng)絡(luò)資源中尋找到A-B-CD-F作為第二保護(hù)路徑，但重路由大致需要幾百毫秒計(jì)算時(shí)間。

對(duì)于不重路由1+1來(lái)說，無(wú)論保護(hù)路徑1是否出現(xiàn)故障，都不會(huì)啟動(dòng)重路由計(jì)算功能。

(4) 重路由（銀級(jí)）：業(yè)務(wù)只配置一條路由，如圖3所示，當(dāng)銀級(jí)業(yè)務(wù)的路由失效后，控制平面將周期性地發(fā)起重路由命令，直至重路由成功。但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源不足，重路由找不到合適的路徑可選擇時(shí)，業(yè)務(wù)將會(huì)中斷。

圖3 銀級(jí)業(yè)務(wù)

(5) 無(wú)保護(hù)（銅級(jí)）：就是無(wú)保護(hù)業(yè)務(wù)，即使鏈路中斷，也不會(huì)啟用重路由進(jìn)行保護(hù)。如圖4所示，但銅級(jí)業(yè)務(wù)支持與銀級(jí)業(yè)務(wù)的關(guān)聯(lián)、支持預(yù)計(jì)算路由、支持業(yè)務(wù)路徑優(yōu)化等ASON功能。

圖4 銅級(jí)業(yè)務(wù)

ASON功能和不帶ASON功能的保護(hù)方式可以在同一網(wǎng)絡(luò)同時(shí)進(jìn)行部署，且相互之間沒有影響和關(guān)聯(lián)，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員可根據(jù)實(shí)際需求針對(duì)不同的業(yè)務(wù)配置不同的保護(hù)方式，可以選擇基于ASON功能的保護(hù)恢復(fù)方式，也可采用傳統(tǒng)的SNCP電層保護(hù)方式，且可進(jìn)行兩者的互換。

3 ITMC專網(wǎng)ASON功能測(cè)試

為了驗(yàn)證以上功能，ITMC項(xiàng)目專門按圖5組網(wǎng)方式搭建臨時(shí)測(cè)試環(huán)境，對(duì)ASON的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)恢復(fù)功能進(jìn)行測(cè)試。

圖5 ASON保護(hù)恢復(fù)功能測(cè)試框圖

3.1 業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)重路由測(cè)試

測(cè)試中首先創(chuàng)建一條節(jié)點(diǎn)B-節(jié)點(diǎn)A-節(jié)點(diǎn)E的100 GE端到端業(yè)務(wù)，不為其配置預(yù)置路徑，當(dāng)斷掉節(jié)點(diǎn)B至節(jié)點(diǎn)A的光纖后，ASON控制平面啟動(dòng)重路由功能，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源中尋找新的路徑，新生成的業(yè)務(wù)路徑為節(jié)點(diǎn)B-節(jié)點(diǎn)C-節(jié)點(diǎn)D-節(jié)點(diǎn)E。測(cè)試儀表顯示在無(wú)預(yù)置路由信息的情況下，業(yè)務(wù)自由動(dòng)態(tài)重路由倒換時(shí)間為322 ms。這一測(cè)試結(jié)果符合預(yù)期，測(cè)試通過。

3.2 業(yè)務(wù)預(yù)置路徑重路由測(cè)試

測(cè)試中首先創(chuàng)建一條節(jié)點(diǎn)B-節(jié)點(diǎn)A-節(jié)點(diǎn)E的100 GE端到端業(yè)務(wù)，同時(shí)配置節(jié)點(diǎn)B-節(jié)點(diǎn)F-節(jié)點(diǎn)E為預(yù)置路徑。當(dāng)斷掉節(jié)點(diǎn)B至節(jié)點(diǎn)A的光纖后，ASON控制平面啟動(dòng)重路由功能，在預(yù)置路徑的通道上核實(shí)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源，在資源條件允許的情況下，按照預(yù)置路徑指定的路由生成新的業(yè)務(wù)路徑。測(cè)試儀表顯示在有預(yù)置路由信息的情況下，業(yè)務(wù)重路由倒換時(shí)間為194 ms。結(jié)合上述兩次動(dòng)態(tài)重路由測(cè)試可以看出，在重路由倒換時(shí)，倒換時(shí)間一般需要幾百ms；并且在相同網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)情況下，預(yù)置重路由相比于自由動(dòng)態(tài)重路由時(shí)的倒換時(shí)間要短。

3.3 鉆石級(jí)業(yè)務(wù)倒換性能測(cè)試

測(cè)試中首先創(chuàng)建一個(gè)節(jié)點(diǎn)A至節(jié)點(diǎn)F的100GE端到端業(yè)務(wù)，配置節(jié)點(diǎn)A-節(jié)點(diǎn)C-節(jié)點(diǎn)D-節(jié)點(diǎn)F的路由為工作路徑，配置節(jié)點(diǎn)A-節(jié)點(diǎn)E-節(jié)點(diǎn)F的路由為保護(hù)路徑。當(dāng)斷掉節(jié)點(diǎn)A至節(jié)點(diǎn)C的光纖后，業(yè)務(wù)按上述配置情況直接倒換至保護(hù)路徑上，并將原保護(hù)路徑節(jié)點(diǎn)A-節(jié)點(diǎn)E-節(jié)點(diǎn)F升級(jí)為工作路徑，同時(shí)ASON控制平面啟動(dòng)重路由功能，計(jì)算生成節(jié)點(diǎn)A-節(jié)點(diǎn)B-節(jié)點(diǎn)F為新的保護(hù)路徑。測(cè)試儀表顯示在配置鉆石級(jí)業(yè)務(wù)的情況下，業(yè)務(wù)倒換時(shí)間為10.5 ms。此時(shí)再次制造節(jié)點(diǎn)A至節(jié)點(diǎn)E的線路故障，業(yè)務(wù)倒換至新生成的保護(hù)路徑節(jié)點(diǎn)A-節(jié)點(diǎn)B-節(jié)點(diǎn)F上，同時(shí)ASON控制平面再次啟動(dòng)重路由功能，計(jì)算生成節(jié)點(diǎn)A-節(jié)點(diǎn)B-節(jié)點(diǎn)C-節(jié)點(diǎn)D-節(jié)點(diǎn)F為新的保護(hù)路徑。測(cè)試儀表顯示第二次業(yè)務(wù)倒換時(shí)間為37.6 ms。這一測(cè)試結(jié)果印證了ASON鉆石級(jí)永久1+1業(yè)務(wù)在2次故障情況下的倒換時(shí)間均達(dá)到小于50 ms的電信級(jí)保護(hù)水平，測(cè)試通過。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上，ASON功能可以給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)強(qiáng)大的保護(hù)和恢復(fù)能力，提高網(wǎng)絡(luò)的生存性，但是這需要大量的電路資源做后盾，以確保ASON對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)能力。傳統(tǒng)SNCP保護(hù)對(duì)每一條業(yè)務(wù)需要配置工作和保護(hù)兩條路由，而抗2次斷纖的ASON鉆石級(jí)1+1保護(hù)需要配置工作、保護(hù)和預(yù)置三條路由，對(duì)于每條業(yè)務(wù)來(lái)說建設(shè)成本大致需要增加50%；并且隨著抗斷纖次數(shù)的增多，預(yù)置路由對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源需求會(huì)越來(lái)越大。當(dāng)然ASON的預(yù)置電路可由不同業(yè)務(wù)共享，對(duì)于Mesh程度較好的網(wǎng)絡(luò)，多條業(yè)務(wù)共享同一預(yù)置電路，可在一定程度上降低建設(shè)成本。根據(jù)目前的經(jīng)驗(yàn)測(cè)算，業(yè)務(wù)均采用鉆石1+1保護(hù)的ASON網(wǎng)絡(luò)相比采用傳統(tǒng)的SNCP保護(hù)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本大約會(huì)增加30%～50%。此外，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大，重路由的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)，同時(shí)在重路由過程中發(fā)生資源沖突的可能性更大。因此對(duì)于一定規(guī)模內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，采用基于電層的ASON功能在一定程度上可提升網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性和靈活調(diào)度管理性能；但對(duì)于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大的網(wǎng)絡(luò)，采用ASON需要慎重考慮。