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ASON网状网和SDH环网的经济性比较

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来源: 作者: 2019-02-26 18:00:58

1引言

随着以IP业务为主的数据业务持续增长,对络带宽的需求变得越来越高,同时对络带宽的动态分配要求也越来越迫切,需要一种能支持多信道、高容量、可配置、智能型的传送络,促使光传输与交换技术的不断融合,从而使传送向全光化、智能化方向演进。自动交换光络(ASON)[1]是指符合G.8080框架定义的在信令控制下完成自动交换功能的新型络,由信令控制实现光传送内连接的建立/拆除、交换、传送等功能。

ASON在技术和经济上的优越性体现在:快速电路指配、健壮的生存性、多业务灵活性等方面,采用这种新型传送设备和络结构可以实现业务的端到端调度、疏导和保护,增强络的生存性、可扩展性和灵活性,从而把传输建设成一个灵活、动态、安全、高效、利用率高的络,最终提高络运营维护能力并降低CAPEX/OPEX(拥有成本/运营维护成本)。尽管如此,关于是否引入ASON,运营商还需要综合考虑业务需求变化、ASON标准化进展、设备成熟度、络拓扑演进等因素。本文从环向状演进的必要性出发,以中国移动实际的骨干传送络为研究对象,根据预测的2007年业务发展需求,使用状容量优化理论和VPI公司的光传送优化规划工具TransportMaker(TPM)对状组的经济性进行分析,从络拓扑的角度研究采用ASON状组在经济性方面的优势。

2仿真模型和容量优化方法

中国移动光传送采用SDH加WDM的结构模型,其中SDH层为多环互联,WDM层为点到点链路。由SDH层提供业务汇聚复用、分叉复用和强大可靠的环保护机制,由WDM层提供长距离、大容量的传输平台,最终形成的中国移动光传送电路层结构如图1(a)所示。随着ASON新技术的发展,对于新增业务以环方式承载还是以ASON方式承载的经济性问题变得尤为重要,而且ASON设备功能十分强大,络拓扑灵活多样,因此采用传统的手工设计方式无法满足ASON规划的需求,必须借助专用的规划和设计软件。

2.1络模型

络拓扑泛指络的形状,即络节点和传输线路物理上的连接关系。不同络拓扑的应用直接影响了络的效率、可靠性和经济性。络拓扑的选择和演进应考虑许多因素,从成本角度来讲,在ASON建设初期只能考虑在部分节点引入。

ASON节点的选择主要考虑以下因素:

·光缆中各个节点的连通度,对于目前的光缆来说,节点的连通度大于等于3比较合适;

·节点是否为环间互联节点;

·上层业务的络结构情况;

·各个节点的业务量的大小;

·络物理结构。

针对中国移动传送现状,设计了3种ASON状方案与环扩容方案进行比较,如图1(b)、(c)、(d)所示。图中黑色圆点是考虑以上因素后各设计方案用来建ASON的节点位置,其他形状节点代表建ASON不同方案所新增的节点位置。

图1 对比分析的络模型

2.2业务模型

中国移动的业务目前主要有汇接、CMNET(移动梦)、IP专,随着各种新技术和新型业务的发展,新的业务会不断出现,如3G等宝宝发烧反复怎么办
。尽管中国移动的络和业务类型多种多样,但将来所有业务基本上都要归并到数据承载上,因此未来中国移动的传输将主要面对数据承载的电路需求,近期要求在大型的业务核心节点之间组建高速直达电路,以满足业务的高速发展的新需求。

中国移动预测2007年全业务需求可分为两大类:数据155Mbit/s电路业务,总计有4375条;语音2Mbit/s电路业务,总计有58 532条。根据现有络设备的2 Mbit/s汇聚能力及要求和络的实际情况,将整个络业务在进行语音业务环疏导时,进行2 Mbit/s业务的二次汇聚,将其先汇聚到155 Mbit/s电路,再进行环的疏导,根据汇聚结果,全的2 Mbit/s业务等效于155 Mbit/s业务1 034条,从而可以得到全的155 Mbit/s数据电路总量、语音2 Mbit/s电路总量和语音电路经汇聚后形成的155 Mbit/s电路总量。

随着OVPN(光络虚拟专用)、BOD(bandwidthondemand)等新业务的发展,要求传送的电路满足动态配置需求,可以快速提供各种带宽和SLA(服务等级协议)电路,并且可以满足IP承载和CMNET的结构调整鼻塞流鼻涕的偏方
。此外,随着IP业务和3G业务的扁平化,传送也有扁平化需求,这些都对ASON设备提出功能需求。

2.3容量优化方法和业务加载原则

络成本是运营商用来衡量组能力的一个重要指标。在性能确保的前提下,使络的成本越小越好。目前,络的经济性都是以在满足业务量和性能需求的情况下所需要的络总容量最小为评价指标的,因为在同样条件下,如果络容量越小则组所需要的链路资源和设备成本就越少。另外,区别于传统的SDH络,ASON可以根据业务等级定制不同的保护恢复方式,不同的保护恢复方式会占用不同的络资源,因此,承载业务分析是络规划的重要基础。业务保护恢复策略的不同,将直接影响最终规划结果的容量效率差异儿童低烧不退的小秘诀
。通常通过两种途径来衡量容量效率[2]:给定某一容量,使保护恢复的路由需求最多,即最大恢复问题;给定某些需求,使实现100%恢复所使用的总容量最小。

因此,本文的容量优化目标为:给定一个由若干节点和链路组成的络模型和一个点到点的业务需求矩阵,为每一个业务需求都寻找到业务路由和相应的可替换的恢复路由,使络所需的总体容量最小化[3]。

本文使用的VPI公司TPM络仿真分析软件就支持以上所述基于成本和容量效率的SDH环和ASON状的优化,支持所有的保护和恢复类型选项,包括可抢占、未保护、专用保护、共享保护的方案。这样用户定义的多样性约束(diversityconstraint)就可以构成各种各样的状风险共享链路组(sharedrisklink group,SLRG)的算法模型。以下就利用该算法和VPI规划平台对中国移动骨干传送进行仿真研究。仿真研究的络拓扑为中国移动的全国性的骨干,络加载的业务为2007年的预测业务总量。由前述可知,方案1是采用纯粹的环结构来疏导所有业务需求,也就是说,面对未来的一切业务增长都继续采用环扩容的方法来应对。本文将方案1作为比较基准,在此基础上通过研究引入不同规模的ASON(也就是不同节点数量的ASON设备)和在不同业务加载原则下所规划的整个络设备需求总量的差异,进行不同组方案的络经济性比较,主要从以下3方面进行:

·将方案2中的8个节点间的所有端到端业务由新建的ASON来承载,剩余的所有业务都由已有的环来疏导和承载,通过这种业务加载模型所规划出来的整个络的设备需求总量与方案1的情况进行比较;

·将方案3中的17个节点间的所有端到端业务由新建的ASON来承载,剩余的所有业务都由已有的环来疏导和承载,通过这种业务加载模型所规划出来的整个络的设备需求总量与方案1的情况进行比较;

·将方案4中的25个节点间的所有端到端业务由新建的ASON来承载,剩余的所有业务都由已有的环来疏导和承载,通过这种业务加载模型所规划出来的整个络的设备需求总量与方案1的情况进行比较。

关于ASON总的设计思想是:全容量规划是基于单节点/单链路故障情况下的业务提供100%恢复。

VPI公司TPM仿真系统能够快速地将ASON创建成功,并提供相关的分析信息,如不同规模ASON的业务总量、工作和恢复的总容量、需要的STM64的数量、每个跨段所需要的STM64的数量和所承载的业务的数量、STM64光接口的配置情况、节点直通的端口数量、中继OTU的数量等。

3 ASON状和SDH环的经济性对比分析

下面对使用不同拓扑结构的建成本进行分析比较,在计算成本时,首先需要建立一个通用的成本模型,该模型利用了现有的产品市场信息,设备价格参考设备厂商近期的一些大型投标项目中所达成的成交价格。

针对全的投资成本,本文将络设备进行分解,将10Gbit/s的ADM设备成本进行归一化处理,其他络设备部件的成本以之为基准,从而形成以下成本基数数据作为当前投资成本的相对值:

·10Gbit/s ADM设备:1;

·2Mbit/s上下话路子架:0.369;

·终端型OTU:0.423;

·中继型OTU:0.515;

·ASON公用部分:1.054;

·10Gbit/s ASON端口:2.946。

对于各种方案,投资模型[4]为:

投资=ADM公共部分单价×ADM数量+中继型OTU单价×中继型OTU数量+终端型OTU单价×终端型OTU数量+端口单价×端口数量+ASON单价×ASON数量

整个研究所采用的络拓扑是中国移动2005年的骨干络结构,然后按照节点的重要性、方向数、业务量等因素设计了3种规模的ASON状结构。所加载的业务流量是根据中国移动2005年的实际业务流量进行合理的预测后所获得的中国移动2007年的业务流量需求。因此仿真分析主要是对中国移动面对2007年的业务需求是继续采用环形络进行叠加扩容还是根据实际情况适时引入ASON状进行讨论。本文分别考虑了几种不同规模的ASON与纯粹环扩容情况的比较。利用VPI软件将2007年电路需求矩阵放入4种方案中分别疏导,得出的ADM数量、中继型OTU数量、终端型OTU数量、端口数量(群路口)、支路口数量、跨环电路数量和各方案投资情况如表1所示,分析比较如图2所示。

从表1和图2可以看出:ASON状经济性优于环,引入ASON状所节约的OTU、端口和ADM的投资可以弥补ASON设备的差价。分析可得:25个节点方案经济性最好,总投资节约28%,其中中继型OTU节约28%,终端型OTU节约12%,ADM节约75%,端口节约12%;17个节点方案经济性次之,总投资节约18%,其中中继型OTU节约9%,终端型OTU节约10%,ADM节约55%,端口节约10%;8个节点方案引入恢复功能经济性不明显,总投资节约4%,其中中继型OTU多出13%,终端型OTU节约1%,ADM节约31%,端口节约1%。

图2 定量分析结构比较

但是,这里必须注意,SDH设备和ASON设备的价格是决定各种方案优劣的根本因素。如果从目前有些SDH厂家极低的报价来看,采用环的方式,可能在投资成本上为最低小儿感冒如何治疗
,但是随着ASON单位设备和端口价格的降低,ASON的投资经济性将会显现。如果仅在不同规模的ASON之间比较,采用8个节点ASON疏导所有的端到端业务,投资成本为最高,从图2可以看出,当络中使用的ASON节点越多,其总体投资成本越低,但总体成本是否高于采用环方式的投资成本,主要取决于ASON的单位设备和端口价格与传统SDH的设备价格之间的关系。

随着ASON节点使用得越多,所需的接口的总数量越少,这说明ASON节点的介入,可以比较大地减少整个络中端口数量,这在一定程度上也节省了全的运维费用,提高了整个络的运维效率。

跨环电路和跨环业务是环中维护的重点和难点,从表1和图2的比较情况看,当引入ASON后,引入的ASON节点越多,其跨环电路就越少。这意味着ASON节点的引入,将从很大程度上减少因跨环电路故障所引起的障碍数量,缩短影响业务的时间,很大程度上提高整个络的运维质量,减少运维难度。

4结束语

本文从组拓扑变化方面研究了状和环的经济性。ASON状经济性优于环,引入ASON状所节约的OTU、端口和ADM投资可以弥补ASON设备的差价。当络中使用的ASON节点越多,其总体投资成本越低,但总体成本是否高于采用环方式的投资成本,主要取决于ASON的单位设备和端口价格与传统SDH的设备价格之间的比较。在络中引入ASON节点可以比较大地减少整个络中的端口数量、跨环电路数量、重叠环数量,大大简化络复杂程度和降低出现故障的概率,从而提高了整个络的运维效率。从光缆资源、标准化、设备成熟度、应用情况和运维管理条件等因素来看,中国移动已基本具备引入ASON状的条件。

参考文献

1ITU-TRec. G.8080/Y.. Architecture for the automatically switched optical network(ASON),2001

2徐荣.以IP数据为核心业务的智能自动交换光络若干关键技术研究.北京邮电大学博士论文, 2001

3龚倩,徐荣等.光络的组与优化设计. 北京:北京邮电大学出版社,2002

4BlaizotC, Cerutti I , Fumagalli A, et al. Design and planning of transport networks based on SDH/SONET and WDM optical networks: methods, tools and applications. Optical Networks, 2000,1(3)

EconomicsComparisonofASON Mesh and SDH Ring

XuRong,Gong Qian, Li Han

(ChinaMobileCommunicationsCorporation, Beijing 100053,China)

AbstractInthis paper, we focus on the study of the cost in ASON mesh networks, introduce a capacity efficient model to describe and compare the economics of the ring and mesh networks. The simulation network architecture is the China Mobile's core optical transport networks,the traffic model is the requirement of China Mobile services development in 2007. By using simulation tool, we analyzed the capacity efficient of ring network and mesh network, which have diversity node numbers, and the result shows that it is feasible and necessary to introduce ASON mesh networking in China Mobile core optical transport networks.

Keywordsautomatically switched optical network, mesh networking, economics analysis, capacity efficient

(收稿日期:)

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