ASON网络中的DCN

1 引言

　　ASON网络是现在世界上光传送网络研究的热点，它是原有光传送网络的一次重大演进，具有许多原有光传送网络不可比拟的优点。目前ASON网络设备在国际上的现网中已经进入了规模应用，并将逐步部署在我国的光传送网络中。由于ASON网络层次中存在控制平面，用来实现光网络内的路由、信令、自动发现等功能，ASON网络内的DCN网络相对于原有的传送网络内的信令网具有更为重要的地位。基于这些原因，国际国际电信联盟组织（ITU-T）对于ASON网络内的DCN网络进行了大量标准化工作。

　　ITU-T G.8080建议中给出了ASON网络的体系结构，对ASON网络内的DCN网络做了总体性的框架性结构。G.807建议中给出了ASON网络的总体要求，对DCN网络作了进一步的功能要求。而G.7712建议是关于ASON内DCN网络的最重要的一份草案，它给出了数据通信网络的整体体系结构与规范。G.7713草案给出了ASON网络内的分布式呼叫和连接管理。这些草案对研究ASON网络内的DCN网络都有很重要的意义，本文在基于这些草案的基础上，并结合参与制定中国电信ASON技术规范和城域传输网ASON网络技术发展建议的工作，具体描述了ASON网络中DCN网络的基本概念、应用、功能结构和所满足的要求，并初步探讨了城域传输网中的DCN网络建设方案。

　　2 ASON DCN网络的描述

　　一般意义上理解的电信DCN网络是指为各专业网管系统专用的数据通信网络，其主要作用是为各专业的网管系统提供通用的业务传送平台，为电信管理网的运行提供支撑和保障，传统意义上的DCN网络正在逐渐演进成电信企业内部多应用的综合数据网络平台。但本文中提到的DCN网络是指在ASON网络内部，在控制平面和管理平面中传递信息的数据通信网络，它所能比较的对象是SDH管理网DCN。例如，SDH管理网是电信管理网的一个子集，网元管理系统（EMS）和SDH网元（NE）是子网中的节点，WAN/LAN/DCC在这些节点间提供物理通道，由节点间的物理通道结合网络协议（例如以太网协议、LAPD、OSI网络协议）形成DCN的基础结构。

　　而在ASON网络中，在控制平面和管理平面都需要数据通信网络来传递信息。控制平面内需要信令通信网(SCN)在网络控制器组件间传递管理信息和信令信息，管理平面还需要管理通信网（MCN）来传送TMN单元间的管理信息，这两者都可以通过DCN通信网络来实现。需要重点指出的是，基于GMPLS的ASON网络的控制平面和管理平面可以在逻辑层面和物理层面上都实现分离，这两个平面都通过DCN网络来承载。DCN功能是可以通过多种技术方式实现，例如电路交换、包交换、LAN、ATM、SDH和OTN。

　　在实际的网络情况中，DCN网络并不是一个网络孤岛，它是与其它DCN网络的相互连通的。DCN网络间的互通是通过DCF（数据通信功能）来提供的，DCF可以实现数据通信的下三层以及下三层内不同协议间的互通。

　　在ASON网络中，DCN网络由网络节点的数据通信功能模块和控制信道组成。控制信道是在网络节点之间，以及穿越UNI传送控制消息的通信信道。控制消息包括信令消息，路由消息，控制维护协议消息如邻居和业务发现等。目前，ASON DCN具有两种实现方式：带内DCN：此种DCN由嵌入在数据链路中的逻辑通道承载控制和网管信息，如SDH和OTN的DCC、GCC通道；带外DCN：此种DCN由独立的IP网或专用电路组成。

　　3 ASON DCN网络的应用

　　本节主要讨论DCN网络在ASON的管理平面和控制平面中的应用。

　　DCN可以在不同的拓扑上支持MCN和SCN，包括线性、环形、网状网和星型结构，物理链路可以是ECC或以太网。通常情况下，DCN网络拓扑结构的特点是，两个网元之间存在多条不同的路径，这样做的目的是提供MSN和SCN的可靠性和生存性。ASON网络在管理平面中，TMN需要MCN在TMN组件间传送管理消息。下图是一个支持分布式管理通信的MCN的物理实现。

　　在控制平面内，ASTN需要信令通信网（SCN）来传送各控制单元间的信令信息。需要指出的是，DCN在OSI七层模型中实现的是物理层、数据链路层、网络层的三层功能，对上层应用来说，DCN是透明的。而且DCN网络的多种应用中，可以有不同级别的分离。这种分离取决于DCN的网络设计、网络规模、链路容量、安全性要求和性能要求，运营商进行DCN网络设计时可以选择不同级别的分离。比如说，可以在同一IP网络上支持MCN、SCN和其它应用；也可以在同一物理网上同时支持MCN、SCN和其它应用，但是它们在网络层上是分离的；还可以在不同的物理网上上支持MCN、SCN和其它应用。
一个实际的SCN网络组成，它包含了三个部分，即用户-网络部分，域内部分和域间部分。网状拓扑结构使用ECC，LAN和专线连接ASON网元。用户-网络部分和域间部分的拓扑依赖于双方达成的协议，可以有一条或多条连接。

　　4 对于ASON DCN网络的性能要求

　　在G.7712中，定义了ASON网络内的DCN网络的功能结构，除了传统的三层功能外，还提到，在带外DCN下，可以考虑增加MPLS（多协议标签交换）机制，便于DCN支持面向连接的SCN业务。MPLS LSP功能是对原有DCN网络的改进，以适应在自动交换光网络内的需要。同时由于ASON核心功能的实现都依赖于控制平面，而DCN是ASON控制平面功能实现的物理承载平台。为了保证控制信息高效、可靠的传输，对DCN网络性能要求进行研究十分重要。根据目前业界对于ASON网络的研究进展和电信业务运营商的实际需求，一般认为下列要求对于ASON DCN网络是必不可少的：

　　（1）由于ASON控制平面上信息交换的准确和安全对电信业务运营商是至关重要的，这就要求即使在控制平面/DCN失效的情况下，传送平面已经存在的业务连接也不能丢失。即ASON DCN网络与ASON传送平面具有逻辑独立性。同时在这种情况下，还要具有一定的信息传输的生存性。

　　（2）在ASON DCN网络与ASON传送平面具有不同的网络拓扑时，各种拓扑都应当保证ASON节点可以可靠地访问ASON DCN网络。

　　（3）ASON DCN网络内控制消息流量的传输性能将影响到连接管理的性能，这导致ASON连接业务的性能在很大程度上将依赖于ASON网络内控制信息的传输性能，所以ASON DCN 网络应该支持控制消息的优先级传送，使对时间敏感的消息（如用于恢复的消息）比其它消息（如连接信令消息、拓扑、资源发现消息）具有更高的优先级。同时ASON DCN网络应当具有拥塞控制机制，以保证可靠的消息传递。

　　（4）ASON DCN网络应该具有一定的网络弹性，这包括ASON DCN网络具有一定的向上和向下扩展能力，具有一定的故障恢复能力，同时当信令链路出现故障时不能影响和信令通道相关联的业务通道。

　　（5）目前对于ASON DCN网络的网络性能指标，主要包括网络时延、网络丢包率、保护恢复性能、QoS支持能力、DCN路由表收敛时间、DCN路由表容量等参数，目前还没有明确的标准与规范，各运营商将会根据自身的实际需求给出指标，但一般会比传统的DCN网络的相应指标更为严格。

　　（6）ASON DCN网络应该具有相应的安全机制，防止未经授权的用户非法接入。同时必须确保只有经过许可的消息（如UNI/E-NNI消息）可以穿越域间接口，而未经许可的消息（如I-NNI）则不能通过。

　　5 几种典型的ASON DCN网络结构分析

　　由于ASON DCN网络具有带内DCN和带外DCN两种方式，在实际的ASON DCN网络架构中，具有几种比较典型的ASON DCN结构。下面是对于这几种ASON网管结构方案的分析与比较。

　　（1）使用带内DCN

　　各网元通过带内DCN通道连接，带内DCN通道与网元物理连接具有一致的拓扑图，各网元都与网关网元相连接，再通过网关网元与网管中心连接，网络的控制信息通过网关网元进行收敛并向上传送，这样的带内DCN由于利用嵌入通道，较快速稳定，但DCN网络的生存性高度集中于网关网元之上，在实际的网络中，一般有两个或多个网关网元，用作主备保护，同时也保证网关网元下挂的网元数目不超过最大数目限制。

　　（2）使用带外DCN

　　各网元间使用带外DCN通道，带外DCN通道与网元物理连接具有不一致的拓扑图。带外DCN通道的中断，只导致对所控制网络消息传送的中断。在带外DCN中，一般都实现DCN的分层化管理，ASON DCN通道独立于汇聚层和接入层MSTP的DCN通道，给ASON DCN通道提供更高优先级别的消息传送能力，这种DCN分层仅仅是从网管信息通道上将ASON层与MSTP层独立，能保证网管信息通道的通畅，优化与升级均实现互不干扰。但从网络管理上看，依然是统一的、端到端的网络管理。

　　（3）同时使用带内DCN和带外DCN

　　各网元之间即具有外部DCN通道，也具有内部DCN通道，这是目前ASON DCN网络最常用的模型，在比较成熟的城域传输网络中，在网元之间全都都实现内部DCN通道和外部DCN通道的连接，相互保护，这样DCN网的生存性非常高，在这种情况下，一般在域内优先采用带内DCN方式，带外DCN通道作为保护通道，而在UNI和域间一般带外DCN方式。只有在不太成熟的城域传输网络中，在不具有外部DCN网络的ASON节点，暂不采用外部DCN通道作为内部DCN通道的保护通道。

　　综上所述，ASON DCN网络的架构一般采用混合模式，域内优先采用带内DCN方式，相信随着ASON网络逐渐在我国光传送网络中的部署，有关ASON DCN的研究及其建设将会更加成熟。