1、1ASON（自动交换光网络）的体系结构、技术和应用新疆电信有限公司长途传输局 李纹摘要：本文主要介绍了 ASON 的概念，国际标准化进展，ASON 的体系结构，ASON 的技术，ASON 的应用。关键词：ASON 国际标准化进展 体系结构 技术 应用一、ASON（自动交换光网络）的概念随着通信网络软交换、3G/超 3G、10Gbit/s 以太网、光纤高速传输技术、IPv6、移动 IP 各种新技术的不断出现，产生了下一代网络（NGN ）的概念。新一代智能光网络 ASON 作为传输领域的NGN，是构建整个 NGN 大厦的基石。智能光网络由 ITU-T SG15 标准定义为 ASON（Automat
2、ically Switched Optical Network） 。 ASON 技术的产生是来源于电信业务网的发展和驱动。在传统的电信网络中，光传输网络中的主导技术 SDH 是为传送 TDM 业务而设计的。Internet 的兴起和发展，IP 业务正逐渐占据主导地位，而 SDH 技术存在的缺陷，已不适应分组业务流量的大小和分布变化的传送需求,如：SDH 各个节点的流量以及路由相对固化。另外SDH 环网结构还有以下的缺陷：需要预留一半的带宽作为保护，带宽利用率较低，环网中的跨环业务经过跨环节点转接，跨环节点成为业务调度的瓶颈。为了解决传统的光传输网络的缺陷和不足，产生了 ASON 智能光网络技术
3、。ASON 为静态的光传送网(OTN)引入智能，是一种动态、自动2交换的传送网。它采用了分布式控制和光层的交换技术，将交换、传输、数据综合起来，由用户动态发起业务请求，网元自动计算并选择路径，并通过信令控制实现连接的建立、恢复、拆除。ASON 传送网实现了从承载网向业务网的演进。ASON 既可以作为承载网，又可以作为业务网使用。作为承载网时可以为IP、3G 、和软交换等业务网络提供可靠的传送服务；作为业务网时可以直接为客户提供高品质的专线、BoD(按需要分配带宽) 、OVPN（光虚拟专用网）等业务服务。ASON 包括基于 SDH 的 ASON 和基于 OTN 的 ASON。我国目前主要研究和开
4、发的是基于 SDH 的 ASON 设备和系统。我国主流的传输设备供应商基本上已实现了基于 SDH 的 ASON 的产业化。二、ASON 国际标准化进展现状对自动交换光网络（ASON）技术进行跟踪研究的国际标准化组织主要有 ITU-T、IETF 、OIF 和 TMF。（一） 、ITU-T ：ITU-T 是通信行业主要的标准化组织，它主要完成了 ASON 自动光网络体系结构、信令、路由、自动发现功能和网络管理方面的标准。3G807G8080总体需求框架结构G7715 G7716 G7717路由需求G77132G77133G77141SDH/OTN 的自动发现技术 GMPLSCR-LDPGMPLSR
5、SVP-TEP呼叫连接管理 自动发现 链路管理 连接许可控制图 1:ITU-T ASON 建议框架（二） 、IETF ：IETF 主要的工作是定义用于智能光网络的控制协议，提出了GMPLS 一系列标准，如：信令协议、路由协议、链路管理协议等。G7712 G7713 G7714 G7718G77131PNNIDCN ASON 管理框架4Draft-IETF-CCAMP-GMPLS-ArchitectureGMPLS FrameworkDraft-IETF-CCAMP-LMPDraft-IETF-CCAMP-LMP-WDMDraft-IETF-CCAMP-GMPLS-RoutingDraft-IE
6、TF-CCAMP-OSPF-GMPLS-ExtensionsDraft-IETF-CCAMP-SDH/SONET-ControlRFC3473 (GMPLS) (RSVP-TE) ExtensionsDraft-IETF-CCAMP-GMPLS-SONET-SDHDraft-IETF-CCAMP-GMPLS-SONET-SDH-ExtensionsSignalingLink managementRoutingSDH/SONET Support图 2: IETF GMPLS 建议框架（三） 、OIF：OIF 主要关注的是 IP 客户端，主要完成了智能光网络的 UNI 标准，正在制定用于一个运营商
7、内的 E-NNI 技术规范。OIF2000.155OIF2000.125.07OIF2002.229OIF2003.179 OIF2002.378OIF2002.023 OIF2002.163OIF2003.248OIF2003.293UNI 1.0UNI 1.0R2UNI 2.0ENNI 1.0信令规范ENNI 1.0层次路由基于OSPF的层次路由（ DDRP）基于ISIS的层次路由RFC 3471 (GMPLS) Signaling Functional DescriptionRFC3472 (GMPLS)(CR-LDP) ExtensionsENNI需求UNI需求5图 3: OIF 建议
8、框架（四） 、TMF ：完善网络管理TMF 主要解决不同技术在管理方面的问题，如：ITU-T 的G.7718，对支持 ASON 控制平面的管理，提供关于控制平面的信息模型等。三、ASON 的体系结构ASON体系结构在光传送网的传送实体和网络管理实体的基础上增加了一个控制平面，如图4所示：ASON的体系结构由传送平面、控制平面和管理平面组成，各平面之间通过相关接口相连。OCCOCC OCCOC OCCSwitchSwitch SwitchSwitchSwitch管理平面（MP）NMINMICCINMI 网络管理接口网络管理接口CCI 连接控制接口连接控制接口OCC 光连接控制光连接控制控制平面（
9、CP ）传送平面(TP)图4（一） 、ASON 的功能性结构传送平面（TP）61控制平面控制平面主要有三个方面的功能：自动发现、路由和连接控制。主要完成呼叫控制和连接控制，具有动态路由连接、自动业务和资源发现、状态新型分发、通道建立连接和通道连接管理等功能。控制平面是ASON 的核心部分，它包括一系列信令和路由协议，不仅为用户连接建立提供服务，还要对底层网络进行控制。控制域之间有UNI 、INNI和ENNI三种信令接口。2传送平面传送平面：转发和传递用户数据，为用户提供端到端信息传递，并传送开销。3管理平面管理平面：负责所有平面间的协调和配合，完成传送平面和整个系统的维护功能。管理平面为网络管
10、理者提供对设备的管理能力。ASON除了基本功能外，需具备分布式的域间网络管理能力，光层保持路由管理、端到端性能监控、保护于恢复及资源分配策略管理等。（二） 、ASON 的网络接口ASON定义了图 4所示的多种标准网络接口。1 UNIUNI：用户网络接口。用户与运营商控制平面实体之间的接口，负责用户请求的接入，包括呼叫控制、连接控制和连接选择，也可7包含呼叫安全和认证管理等。2 NNINNI：网络节点接口。分为内部网络与网络接口（I-NNI），提供网络内部的拓扑等信息，负责资源发现、连接控制、连接选择和连接路由寻径等；外部网络与网络接口（E-NNI），将屏蔽网络内部的拓扑等信息，负责呼叫控制、资
11、源发现、连接控制、连接选择和连接路由寻径等，以避免子网络内部信息暴露给外部不可信的子网络。3CCICCI：连接控制接口。连接控制信息通过CCI接口为光传送网元（主要为DXC、SDXC 、MADM ）的端口间建立连接，是各种不同容量、不同内部结构的交叉设备（DXC、SDXC、MADM甚至其它带宽交叉机）成为ASON的节点的一部分。4 NMINMI：网络管理接口。包括 NMI-A及NMI-T 。NMI-A为网络管理系统与ASON 控制平面之间的接口；NMI-T为网络管理系统与传送网络之间的接口。管理平面分别通过NMI-A 和NMI-T与控制平面及传送平面相连，实现管理平面与控制平面及传送平面之间功
12、能的协调。5PIPI：物理接口。传输平面网元之间的连接控制接口8（三） ASON 的链接类型ASON支持永久连接、软永久连接和交换连接，类型有单向点到点、双向点到点、双向点到多点的连接。在ASON中引入交换连接，是实ASON 网络成为交换式智能网络的核心所在。1永久连接控制平面在永久连接中并不起作用，如图5所示用管理平面向网元发起配置请求；或者有人工配置端到端连接通道的每个网元。管理平面网元 网元 网元传输平面永久连接配置请求 配置请求 配置请求图 52交换连接通过控制平面在连接端点间建立信令式连接，如图6所示控制平面通过UNI 接口接收用户请求，经控制平面的处理后在传送平面中提供一条可满足用
13、户需求的光通道，并把结果报告给管理平面。管理平面在交换连接的建立过程中不直接起作用，他只是接收从控制平面传来的连接建立的信息。9控制平面网元 网元 网元传输平面交换连接连接请求 建立请求 连接请求建立请求 建立请求图 63 软永久连接由管理平面和控制平面共同完成软永久连接。如图7所示用户到用户的连接为混合方式连接，用户到网络部分由管理平面提供永久性连接（PC）；软永久连接的网络部分，连接建立的请求是管理平面发起，由控制平面建立完成。控制平面网元 网元 网元传输平面连接请求 连接请求 连接请求管理平面连接请求PC PC图 7软永久连接10四、ASON 的技术（一） 、信令技术信令系统的核心是对连
14、接的管理。在传统的SDH和WDM中，连接的调度主要靠网管实现，信令作用不明显。随着用户对带宽资源的持续增加、技术和网络的发展，需要一个完善的控制信令系统，以支持快速灵活的业务分配和对资源的有效管理。ITU-T建议提出了分布式呼叫和连接管理（DCM）的概念。信令协议(Signaling protoco1)是用于连接管理和控制的协议。信令传送的主要信息包括呼叫控制、资源发现、连接控制、连接选择和连接选路。根据ASON DCM的信令需求，信令协议必须包含连接的业务参数和连接控制参数。连接控制参数包括：帧的类型和使用、定义连接的线路协议、连接的带宽、连接的类型、方向性、周期时间内的请求总量、完成一个请
15、求的时间、在请求被拒绝时需要重新发起的请求百分比、显示路由、网络规模属性（包括域属性、层属性等）。业务参数包括：SLA和业务等级、优先级和抢占能力、保护和恢复、策略属性。ASON信令网络使用带内方式（随路方式）或者带外方式（共路方式）、或者带内或者代外结合方式，如在光通道层采用带内方式，而在光复用段层和光传送层采用带外方式。ITU-T 建议的信令协议有三个：1)G.7713.1专用网络-网络接口协议(PNNI)112)G.7713.2资源预留协议流量工程扩展协议(RSVP-TE)3)G.7713.3路由受限-标记分配协议(CR-LDP)根据 IETF 所做的调查，支持 RSVP-TE、CRLD
16、P 和 PNNI三种信令协议的厂商比例为 21：2：1。对于三种信令协议， RSVP-TE 是最有发展前途的信令协议。（二） 、路由技术路由协议为连接的建立提供路径服务，ASON支持分级路由、逐跳路由和源路由。ASON路由包括与协议无关的链路资源管理器、路由信息数据库和路由控制器，以及于协议相关的协议控制器。路由信息数据库存储本地拓扑、网络拓扑、可达性和其它通过路由信息交换获得的信息。路由控制器对控制信息进行跟踪。协议控制器负责路由表更新信息，链路资源管理信息和连接控制信息在网络中的可靠传输。在ASON中端到端的光通路连接请求是受一定约束条件制约的，因此对于连接请求的通道选择应采用基于约束的路
17、由算法。ASON对现有信令和路由协议进行修改和扩展。扩展了RSVP-TE和CR-LDP等信令协议，允许LSP通过光网络预留资源或者规定相应的显示通道，利用RSVP实现光网络的流量工程能力。扩展了OSPF和IS-IS等路由协议，来传递在光网络中计算LSP时所需要的链路状态拓扑、资源可用信息和策略信息。12（三）、链路资源管理技术光网络的智能化，要求光路能够自动配置，因而要实现光网络资源管理和控制的自动化和智能化。网络资源的自动管理和控制技术在ASON 中有着很重要的位置。邻接节点间的公有资源管理包括资源的自动发现和链路资源管理等内容，保证了相邻节点能协调、高效的工作。通过TE链路的管理，提高了网
18、络的可扩展性和稳定性。在局部资源管理的基础上，整网的带宽调度和管理策略考虑了网络传输特性、传输信号类型、网络拓扑结构和网络保护与恢复等因素，用于提高核心网络的有效带宽。邻接资源管理和整网带宽控制是光网络资源动态管理的核心，是光网络智能化的基础和保证。（四）、自动发现技术ASON将控制平面引入了光层，使光网络实现智能化，其中一个重要的特点是资源和业务的自动化管理，而首要具备的就是能够自动发现。在ASON 中，与传统的人工拓扑配置不同，光网络能够对新增节点进行自动发现和处理。自动发现的地位可以看作服务者-客户的关系，自动发现是一个服务提供者，自动发现的结果可为信令、路由、和管理所用，如各种路由协议
19、（如OSPF-TE、IS-IS等）在发现基础上可进行光网络整网的拓扑发现和状态更新。自动发现是指网络能够通过协议实现网络资源（包括拓扑资源13和业务资源）的自动识别。主要完成物理端口映射、逻辑邻接关系绑定、检测错连线路以及业务能力通告等功能。ASON的发现可分为两个基本的过程：传送平面的发现和控制平面的发现。两种发现在时间上相互独立，在命名空间上也截然分开。在ASON 中，对同一资源可从不同的平面获得不同的命名，如：传送平面对端点的命名总称连接端点（CP，G.805定义），控制平面对端点的命名总称子网端点（SNP），管理平面对端点的总称连接终端点（CTP，M.3100 定义）。（五）、ASON
20、的应用从2000年3月由ITU-T的Q19/13研究组正式提出ASON的概念至今，已有56年的时间。随着ASON的逐渐成熟，很多国外运营商已建设了ASON 网络。这两年，我国国内运营商有些省、市、地州在新建传送网时已开始选用ASON 设备。中国电信和中国网通在2006年已开始进行ASON 商用实验网的建设工作。虽然ASON 设备在传送平面相对成熟，在控制平面路由、自动发现、保护恢复和ENNI接口方面的技术和标准还需要几年的时间才能完善，但ASON的应用正一步步的朝我们走来。在构建新一代光传输网络时，我们要充分利用好现有网络资源，逐步引入 ASON 新技术、新业务，以较少的投入，获取多的收益；并
21、坚持技术的标准性和网络的兼容性。因此，要选用采用的是标准协议的厂商。14在省内骨干网建设中，可采用“自下而上”的演进策略，也就是在局部范围内应用ASON网状网结构，然后根据业务发展、技术发展的情况，采用NNI接口将多个局部网状网结构互连起来，进而在整个网络上实现网状网结构。在城域传送网建设中，可采用“自上而下”的演进策略，即先在城域传送网核心层采用网状网结构，解决2.5Gbit/s及以上速率业务的上下和调度，然后向汇聚层延伸。参考资料：1自动交换光网络ASON 张杰 徐云斌等编著2光通信研究 刊物作者简介：李纹，女，大学本科，新疆大学计算机科学与技术专业，高级工程师,著有：固网转型下的光传输网络若干问题的探讨。（审稿：姜小平）
