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摘要 本文主要探讨了ASON技术的引入对传送网运维管理的影响，与传统SDH网络维护的差异；并描述了与传统网络的规划优化相比，ASON网络的规划优化特点和主要过程，并简要提出了ASON规划优化工具应实现的主要功能等方面内容。
1、引言
近几年来几大电信运营商正在纷纷着手建设ASON试验网，大力推动了ASON技术在国内的商用化进程。对于ASON技术的应用，各方的态度都十分谨慎。在担心，ASON设备的成熟度，特别是ASON控制平面的稳定性能否满足长期运行要求的同时，也预料到ASON的引入给传统运维管理带来的变革，将逐渐形成适应ASON自身技术特点的网络运维管理模式。
2、ASON的引入对传送网运维管理的影响
ASON的智能化连接控制对传送网管理与维护的影响包括以下几方面：
1.扁平化的运维管理体系
根据传统SDH光传送网的三层结构，即：省际骨干网、省内骨干网和城域/本地网，其网络管理与维护体系结构相应采用三级管理方式。端到端电路的调度需要跨越三个不同的层面，由各层面设置的网管中心具体实施业务调度。随着ASON技术的全面引入，传送网的运维管理也会随之发生变化。它将会逐步打破这种三级管理结构，体现在省际骨干网与省内骨干网的管理分级，以及端到端电路调度等，将跨越不同层面逐步延伸。同时，这一过程还将改变现有的维护体制。
ASON技术应用与运营商的引入策略直接相关。引入方式可以自上而下首先从长途干线层面引入，也可以自下而上首先从业务量大的城域网骨干层引入。我们仅以第一种引入方式为例，进一步说明。当运营商初期组网先从省际骨干网开始着手建设时，仅仅是在省际骨干层面内选择部分重要的节点引入ASON，使其具备一定的智能控制功能。此时传送网管理仍保持三级结构，管理体系没有大的变化。随着ASON应用进一步深入，省际骨干网的其他节点，很可能还包括省内二干的部分重要节点引入ASON设备，逐步扩大ASON网络的应用范围。此时省际和省内骨干网的管理界线渐渐不再那么清晰，电路动态调度和恢复功能逐步延伸到省内二干。随着省内二干ASON设备的全面应用，从网络管理和电路调度的角度看，这两个层面将逐渐融合，实现同级管理。当在城域网中引入ASON设备最终达到目标网络时，全网可实现真正意义的端到端电路调度和动态保护恢复。
因此，有必要在布署ASON方案的同时，就开始建立ASON管理维护机制并组建适合ASON网络的维护组织。要按照生产一线部门的要求来展开ASON网的维护工作，如24h不间断值班来监控全程全网运行状况等。此外，在所有布署ASON设备的局站组建ASON的维护队伍，在业务上直接接受ASON网管中心的统一领导，以适用ASON网络动态特性。
2.智能化的网络规划优化
传统SDH网络的规划优化完全通过人工方式完成，与传统SDH网络规划不同，由于ASON网络的动态智能、抗多重故障的特性，网络设计和路由计算的复杂度较高，需要多方面因素综合考虑。因此，ASON网络的规划优化应通过专门的规划优化工具自动完成，而采用传统的人工方式已经不能满足ASON网络规划优化的需求。通过规划优化工具自身的规划优化算法迅速计算出满足业务需求的最优的网络资源和业务路由。
ASON规划优化工具一般是由ASON设备厂家开发的一套专门的规划优化软件，通常是一种与ASON网管软件相互独立的离线工具。利用它来完成ASON的规划设计和网络优化。而ASON网络规划和优化在ASON网络中起着举足轻重的作用，可以视为ASON的“大脑”。
对于新建或扩容的ASON网，通过网络规划帮助网络运营商来合理规划整个网络，得出网络结构、资源分配、通路组织、业务分布等方面的详细设计方案。对于运营中的ASON网络，由于这是一个不断动态变化的网络，管理人员需要实时准确的掌握网络上业务的分布情况，对于电路路由、资源预留、保护恢复方式等，需要进行适当调整。通过网络优化可以对当前网络提出合理的优化方案。另外，规划优化工具具有与网管系统互连的接口，用来导出现网数据和导入规划优化设计结果。
由此看来，ASON的规划优化在整个ASON网络的管理运维中是至关重要的。我们会在第4节着重探讨ASON网络规划优化方面的内容。
3.全程全网的电路调度和监控
目前电路调度主要由各级网管中心具体实施，在一些环间转接点，需要人工进行ODF/DDF设置，这使得业务调度比较复杂，业务开通时间较长。另外，DDF/ODF是不可监视的设备，网管系统无法管理它们，成为网络管理的“盲区”。此类设备一旦发生故障会给网络的故障定位带来一定的难度和复杂度。
引入ASON后，通路的路由计算和配置由分布式的ASON控制平面自动完成，这使得业务提供时间由几天缩短为秒级。而引入ASON的多域控制技术后，跨域不同层面的业务调度可以通过标准的信令接口实现，大大减少了业务调度的复杂度。电路管理也可做到全程的无缝管理。
采用ASON技术，不仅缩短了业务提供时间，还可以降低对故障修复时间的要求。由于采用了分布式的网状网恢复机制，网络在单故障或者多故障下，仍能保证一个较高的可用性指标，可以显著降低对网络故障修复时间的要求，减轻维护人员的抢修压力。
3、与传统SDH网络管理维护的差异
引入ASON之后，网络管理维护与传统方式不同。维护人员在处理故障时应首先确保ASON设备的高可靠性，当传送平面、控制平面或管理平面同时发生故障时，应坚持以ASON网络运行的最快恢复为原则，分析导致网络故障的直接原因，优先处理对网络造成影响较大的故障。此外，由于ASON属于较新的技术，对维护人员在技术掌握上要求会更高。同时，由于控制平面的引入，网络会经常出现与控制平面相关的软件故障，这要求维护人员应比较熟悉软件故障的处理操作。
综上所述，ASON与传统SDH网络在管理维护上的主要差异可以简要总结为下表1。
表1 SDH和ASON网络管理维护
4、ASON网络规划和优化
4.1 ASON与传统网络规划的差异
传统光传送网智能性很低，大部分采用的都是固定的光链路连接模式，对高速带宽的指配基本上是静态的。而ASON则不然，其特点在于动态和全网的整体优化，这一“静”一“动”，就导致了网络规划方法的本质差异。传统网络规划方法和ASON网络规划方法的差异主要体现在以下方面。
1.规划方法的“静”和“动”的差异
虽然传统的网络规划根据超前建设的原则，采用逐年滚动的方式进行，带有某种意义上的动态性，但这种网络规划还不能完全适应业务发展的不确定性，尤其对于城域网而言，承载迅猛发展且带有突发特性的数据业务，要想达到网络资源的合理有效使用，这种规划方法就难免显得有点捉襟见肘。而采用ASON技术部署的网络，则能较好地适应业务的发展特点，达到全网资源的合理有效使用。因此，ASON网络的规划方法必须体现动态的特点，才能满足业务的发展趋势，充分发挥ASON技术的优势。
2.点到点通路组织和全网优化的差异
传统的规划方法根据点到点之间的业务需求进行通路组织。ASON网络的规划方法则应该从全网的角度来组织通路，一般是以现代的优化理论为基础，根据实际需要选用一种或几种优化算法进行网络的规划和优化，网络规划结果能较好地趋于全网最优。
3.对网络生存性评价方法体系的不同
传统的SDH网络（ADM和DXC）采用通道保护、复用段保护、子网连接保护（SNCP）以及迂回路由方式来提高网络的生存性，而ASON网络除了上述方式外，还能提供多种恢复方式，并且具有把保护和恢复结合起来的能力。ASON网络的生存性与控制层面、传送层面以及这两个层面的配合相关。因此，网络生存性的评价方法会产生很大差异。
4.2 ASON网络规划优化过程
由于ASON网络在运行过程中是动态变化的，因此网络规划和优化工作不是一个静态的过程，而是贯穿在整个ASON网络的生命周期之中。ASON网络规划优化的环节主要包括：规划设计、网络模拟、设备配置、实时监测分析、网络优化这5个环节。它们所构成的ASON网络动态规划模型如图1所示。
图1 ASON网络规划优化的生命周期
ASON网络规划优化过程的各个环节的任务如下：
（1）规划设计：按照给定的网络结构和业务矩阵等完成网络的设计。自动实现业务选路、网络容量规划以及业务保护设计。
（2）网络模拟：利用网络模拟软件，验证规划设计方案的有效性、资源利用效率和网络性能。
（3）设备配置：把规划设计结果作为输入，利用配置分析软件自动产生汇聚业务流量矩阵，进而计算出设备配置、材料清单等详细数据。
（4）实时监测分析：从ASON网络提取实时的网络视图和业务状态数据。通过对实际网络数据进行分析，使用户真实、客观地了解网络整体情况，对网络资源利用、生存性能力等进行分析评估。
（5）网络优化：对网络结构、通路组织和保护恢复设计进行优化，并能将网络优化分析结果导回至真实的ASON网络。
4.3 ASON网络的规划设计
ASON网络规划是针对给定的业务流量需求，设计最小费用的网络，以容纳所有流量并满足流量的服务等级，其目的在于使网络运营商对新建网络或扩容网络投资最小。
ASON网络规划设计主要完成以下三个任务：
1.网络结构设计
ASON网络结构设计主要解决拓扑设计和网络划分的问题。
网络拓扑设计主要是基于网状网结构设计的，能够依据网络物理联通性、业务流量分布情况，从ASON所有节点之间的一系列待选链路中选择要使用的链路。通过网络结构设计可以得出ASON网络的拓扑结构、光纤容量规划、WDM跨段设计和链路配置等方案。
当网络规模扩大时，很多路由算法的效率急剧下降，而且从网管的角度看，网络规模过大也会造成管理上的问题。目前解决这个问题的方法是对网络进行划分，主要包括路由层次的划分和控制域的划分。
2.业务路由规划
完成网络结构设计之后，根据业务量需求在对容量优化的条件下对业务进行选路，并得出业务的速率、数量、类型、路由等参数。对于一个网络结构基本确定的网络，路由算法的目标是在给定业务量情况下，使网络的吞吐量最大。通常采用的路由算法包括：Dijkstra算法、负载均衡（Load Balance）算法、整数线性规划（ILP）算法或启发式算法等。
3.冗余容量分配和故障模拟分析
对于ASON网络，其采用的生存性策略是非常重要的，每一种生存性策略都会得到不同的空闲容量分配方案。在链路保护情况下，链路中的每一条光纤都必须有备份光纤，并且要确保他们的路由不同。
在通道保护情况下，则针对某一条业务通道在源节点和宿节点之间必须能够找到另一条与之不相交的通道作为它的保护通道。在恢复或者共享保护情况下，应该使用优化算法使得所需要的共享空闲容量最小化。一般来说，基于通道恢复的业务颗粒比基于链路恢复的业务颗粒要小，所以，基于通道恢复的网络所需要的空闲容量比基于链路恢复的网络所需的空闲容量要少。
另外，对网络可能发生故障的预测和分析，也决定了网络所需要预留空闲容量的大小。通过模拟全网任意单点故障（包括单节点、单光纤、单链路故障等），或者多点故障所影响的业务，可以得出要提供全部业务或者部分业务的保护恢复，网络所需要配备的空闲容量。此外，故障分析还可以仿真网络保护恢复时间等网络性能参数。
4.4 ASON网络的优化
网络优化首先是基于对网络指标的评估，并在此基础上，针对评估发现的问题，提出网络优化方案，以便提高网络资源的使用效率和安全可靠性。网络优化包括周期性的优化调整和长期的战略性规划优化。
为了准确掌握网络的配置和资源利用情况，通常要求网络规划优化工具能够连接到真实的网络当中。通过对实际网络数据进行分析，使用户真实、客观地了解网络整体情况，并提供对网络容量瓶径的预测。
ASON网络优化的主要目的是提高网络资源利用率。可以通过多种级别的优化手段，实现节省传输资源、保证网络安全性的目标。ASON网络的优化主要有三种方式。
1.路由优化
路由优化包括局部优化和全局优化。局部优化是重新考虑SDH帧中的时隙分配，释放出链路中的连续时隙资源，从而达到允许网络建立新的大颗粒级联业务的目的。全局优化是根据当前的网络结构和运行状况，优化调整业务路由。路由优化的策略主要包括最少资源使用和负载均衡等策略，具体算法包括最短路径算法、负载均衡算法、多约束分离路径算法、链路碎片整理算法等。
2.保护恢复优化
随着网络业务的增加，ASON网络的冗余容量会逐渐减少。通过网络分析，可以提醒用户到什么程度网络还可以作100%保护恢复，并在必要时提出要保证一定的保护恢复率，需要增加哪些网络资源。保护恢复优化还具有强大的故障模拟能力，通过模拟网络中的节点、链路故障，分析网络安全的瓶颈，推算网络保护恢复的性能。
3.网络结构优化
对ASON网络结构进行优化，包括网络拓扑的优化、网络分域和分区的调整等等。这个过程相对比较复杂，往往需用人工智能的干预，不是一个简单的纯计算过程就可以实现的。
5、ASON规划优化工具的主要功能
由于ASON网络的动态性和复杂性，采用传统的环网规划和人工优化设计方法无法满足ASON网络的需求，必须要引入智能软件工具来完成ASON网络规划设计和优化。
ASON规划优化工具主要实现以下几方面功能：
1.网络规划和业务设计功能：根据网络拓扑结构和业务量，可以计算出所需各节点的端口种类、数量，计算出各通道需用的种类、容量，计算结果应准确的反映出网络的实际结果，能指导工程建设和运营维护。
2.故障模拟分析功能：根据网络拓扑结构和业务量情况，完成网络的失效性分析，模拟各种故障状态，包括单点/双点光纤、光缆、节点失效等单点故障或多点故障。分析出在各种故障状态下，电路的受影响情况。
3.网络优化功能：根据现网导入的网络数据，进行网络和路由优化设计，并可将优化结果导出到现网。
4.业务增量设计功能：从现网导入网络数据，根据新增的业务需求，以现有网络配置环境为基础，进行业务的增量设计，并将业务增量设计结果导出到现网。
5.数据导入导出功能：数据导入导出应方便准确，易于操作。导入导出方式包括：从现网上直接导入，或通过常用文件格式直接导入到规划工具；将规划结果导出到常用文件格式，经严格安全确认后将规划结果导出到现网。
6.网络容量分析功能：应支持对网络容量占用情况进行分析和统计，以指导网络运行维护和扩容改造。
7.数据输出和报表功能：输出的报告和报表应对网络建设提供指导性建议，方便工作人员查看和使用，包括通道组织图、容量需求、电路路由细节等。
6、结束语
ASON技术的应用正逐渐改变着传统的运维管理模式，而网络的规划优化在运维管理中起着非常重要的作用。如何有效管理维护ASON网络，以提高全网使用效率，是我们进一步研究的课题之一。
