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摘要 ASON技术作为下一代传送网的应用技术受到广泛的关注，它自身也有非常多的特点适合现有网络的技术及应用，本文从国际、国内标准化的情况，ASON设备本身的特点及ASON在国内国外的应用进行了分析，同时也指出了未来ASON技术发展的趋势。
1、ASON技术概述
随着Internet快速发展带来的巨大冲击，移动话音和数据业务、互联网业务和各种新业务的迅速普及和应用，各种业务呈现爆炸式的增长态势，这给服务提供商带来广阔的市场前景和新的利润增长点。如何充分利用已有的网络基础设施，通过有效的带宽管理，快速、低成本地提高它们的业务提供能力，创造能满足其客户需求并能增加收入的新业务，是运营商首要解决的问题。
对于传送网来说，未来的光网络业务远不只是一个更大的波长管道，必须加快业务部署速度，及时对用户需求予以反映，同时拓宽业务范围，提高QoS，开发具有利润增长点的新应用。ASON的特点使其有别于传统的传送网概念，传统的传送网只涉及到信号的传送、复用、交叉连接、监控和生存性处理，不含交换功能，而ASON除了具备以上功能外，还能实现动态、自动地实现传送、交换和建立连接的功能；同时，为了满足目前电路交换和分组交换业务的需求，ASON同时引入了信令和路由的概念，以吸取两类网络的优点同时又避免它们各自的缺点；此外，ASON支持多种客户信号，是一种独立于客户和技术的网络。总的来说，其主要的技术特点有：
（1）基于多种粒度的交叉重组和大容量的疏导：ASON的交换颗粒基础为VC4/VC4-nc/波长/光纤，其接口可以是STM-1/4/16/64、FE、GE、10GE等多种类型，因此可以接入各种类型接口的业务，同时可进行多种颗粒的交叉重组，实现任意级联、虚拟容量、虚环保护和网状网恢复等多种方式，进行多种业务的疏导和重组。
（2）信令及路由协议和分布式网络智能：光网络的分布式智能完全依赖于光路由和信令协议，光路由信令协议是IP网络中的OSPF协议的扩展，在每一个网元中保留了全网的拓扑结构图，将网络智能分布到网元上。分布式智能具有：邻居发现（便于网络的扩展）功能、链路状态更新（实现分布式路由计算，采用类似于OSPF算法）、路由计算、光通路管理和端到端的保护等功能。
（3）动态带宽分配和带宽调整：ASON定义了两种标准接口：UNI接口目前已经标准化，ENNI目前尚未完全标准化。由于目前IP网络的流量分布不均匀，且动态变化，而传统的SDH带宽比较固定，往往会出现网络拥塞等现象，QoS无法保证，采用ASON组网后，可采用动态分配带宽，并通过网络接口，调整网络带宽的分布，起到帮助IP网解决QoS的作用。
（4）多种组网和保护方式：支持网状网或环网等多种拓扑，可根据实际情况灵活选用，而且易于互相转换；相应的保护方式多种多样，除了传统的1+1、1:1的线性保护外，还可支持环保护和虚拟保护环、区段保护、动态恢复以及保护和恢复的结合等。
（5）多厂家互操作支持：ASON网络的分布式智能，采用符合行业和国际标准的控制平面协议实现，可以适用于不同的传送技术，可实现不同厂家光网络设备的互操作性，实现多厂家环境下的连接控制，完成快速的端到端业务提供。
总之，ASON网络与传统网络相比其优势在于可对业务在网络的任意节点间灵活部署，网络资源动态分配，提高网络资源利用率，增强了网络的灵活性和生存性。
2、ASON的国际标准化情况
2000年前后，许多国际标准化组织和论坛（如ITU-T、IETF、OIF和TMF等，如图1所示）纷纷着手ASON标准化的研究。截至目前，已有大量的有关ASON的标准草案面世，如ITU-T的G.8080、G.8081和G.771x系列；IETF的GMPLS协议族；OIF的UNI 1.0、UNI 2.0和ENNI信令和路由等。这些标准化组织的目标是制定一个开放式的通用智能化光网络模型以及相关的标准接口、自动交换和动态配置控制协议，便于不同厂商的设备在光网络中互联互通。ITU-T、IETF和OIF之间工作具有很强的互补性。
图1 ASON标准化组织
2.1 ITU-T
ITU-T是通信行业主要的标准化组织，它在ASON领域的主要工作是定义了一个标准的自动光网络体系结构，与其他标准化组织的不同在于它是从整体结构的角度研究光网络，之后再决定如何实现。
ITU-T的ASON标准体系采用自顶向下的设计思想，主要规范ASON体系结构方面的内容，另外它在分布式呼叫与连接管理、路由协议、自动发现、管理平面等方面给出了框架结构与协议规范。由于ITU-T的成员主要来自电信背景的公司，ASON吸取了电信网络（例如SONET/SDH、SS7、ATM）协议的概念。作为一个通用的参考模型，ASON力图完整，考虑了未来的发展，网络的可扩展性和可靠性。
ITU-T的有关ASON的标准包括：
（1）体系结构和总体要求方面：
●G.807定义了自动交换传送网总体要求；
●G.8080定义了自动交换光网络结构；
●G.8080/Y.1304 Am.1是对自动交换光网络体系结构的增补件。
（2）信令方面：
●G.7713定义了与协议无关的分布式呼叫和连接管理信令；
●G.7713.1定义了基于PNNI的DCM信令；
●G.7713.2定义了使用GMPLS RSVP-TE的DCM信令；
●G.7713.3定义了使用GMPLS CR-LDP的DCM信令。
（3）自动发现方面：
●G.7714定义了通用自动发现技术；
●G.7714.1定义了有关SDH和OTN网络中的自动发现协议；
●G.7714.2定义了自动发现的传送能力交换。
（4）路由技术方面：
●G.7715定义了在ASON中的路由体系结构和要求；
G.7715.1定义了ASON链路状态的路由协议的需求；
●G.7715.2定义了远端通道查询的路由体系结构和需求。
（5）DCN方面：
●G.7712定义了数据通信网结构和技术要求。
（6）管理平面方面：
●G.7718定义了ASON管理框架；
●G.7718.1定义了与协议无关的控制平面管理信息模型。
（7）术语和定义方面：
●G.8081定义了ASON的术语和定义；
●G.8081/Y.1353 Am.2是对ASON术语和定义的增补件。
（8）控制平面初始化方面：
●G.7716定义了控制平面初始化、重配置和恢复。
目前ITU-T有关ASON的主要规范已经基本稳定，包括体系结构、信令、DCN等。近期，ITU-T有关ASON的研究方向包括：
（1）继续加强G.8080，逐步解决保护和恢复的结合，对VCAT和LCAS的支持，支持基于分组的传送。
（2）针对分布式呼叫和连接管理，研究软重路由需求，域内和域间缺陷，中间域的呼叫和连接释放，对VCAT和LCAS的支持等。
（3）研究路由域间选路协议的独立性、恢复及与路由的互操作和ASON路由体系机构下的物理策略。
（4）在自动发现方面，研究OTS的发现，使用不同的发现机制等。
（5）在网络管理方面，将和TMF合作完成ASON控制平面的管理方面的标准化工作。
2.2 IETF
2.2.1 CCAMP工作组
IETF的主要工作是定义用于智能光网络的控制协议。IETF在2001年提出了面向光网络控制的通用多协议标记交换（GMPLS）技术。GMPLS是从MPLS协议中发展而来的。MPLS是为提高数据网络的效率设计的一种包交换技术，由于基于MPLS的流量工程技术非常适合电路交换网络的特点，因此被扩展到了更通用的包含电路光交换的技术领域（如SDH和OTN）。CCAMP工作组主要任务是与MPLS工作组协作定义一个公共控制平面，用于Internet和电信业务提供商（ISP和SP）的物理通路和核心隧道技术，例如全光或者光电光交叉、ATM和帧中继交换机，MPLS，GRE等。
IETF提出的GMPLS一系列的标准草案，形成了体系结构、信令、链路管理、路由、恢复等的正式RFC，主要包括：
（1）GMPLS体系结构：RFC3945、RFC3946；
（2）信令功能描述：RFC3471；
（3）CR-LDP和RSVP-TE信令扩展：RFC3472、RFC3473；
（4）路由功能：RFC4202、RFC4203；
（5）链路管理协议：
RFC4204、RFC4206、RFC4207、RFC4209；
（6）保护恢复功能：
RFC4426、RFC4427、RFC4428；
（7）用于ASON功能扩展：RFC4139、RFC4208、RFC3476。
2005年以来，IETF对ASON的信令和路由技术方面做了一系列的工作，形成了许多IETF RFC标准。主要包括对路由技术的扩展以满足ASON网络的需求，针对ASON的信令扩展等。
在信令方面，进行扩展以支持分布式的呼叫和连接管理功能，包括扩展支持软永久连接（SPC）管理能力、支持呼叫和连接的分离、支持呼叫分段、支持在故障情况下的控制平面重启动能力、标签关联能力以及支持回溯（Crankback）能力等。
2.2.2 PCE工作组
PCE工作组主要规范基于通道计算单元（PCE）的体系，用于MPLS和GMPLS的TE LSP通道计算。在PCE体系中，通道计算不在LSR的首端（入口）进行，而是在其他的通道计算单元上进行，这些计算单元可能位于首端LSR以外的地方。PCE工作组将在单域或者少数域组中研究这种模型的应用。工作组认为在大量域（例如Internet）中应用此模型是不可行的。
工作组将规范LSR（通道计算客户PCC）和PCE之间，以及协作的PCE之间的通信协议。这些协议能够表达包含完全限制条件的通道计算请求，能够返回多条通道，并包含安全机制，例如鉴权和保密。工作组将确定为支持PCE发现和域间通道信令所需的现有路由和信令协议的扩展。可选协议扩展包括RSVP-TE、OSPF-TE、ISIS-TE和BGP。工作组还将研究用于评估通道计算模型的通道质量、可扩展性、响应率和健壮性的参数。
PCE工作组的工作内容包括：
（1）MPLS和GMPLS流量功能LSP通道计算模型的功能规范。这包括域内和域间TE LSP的计算。还包括主用、保护和恢复通道的计算，以及本地/全局优化和负载均衡的计算。工作组将首先研究域内解决方案。
（2）基于PCE的体系结构规范。
（3）设计多个管理实体的PCE路由计算的策略、安全需求和协议扩展。
（4）与具体协议工作组协作，开发支持基于PCE路由计算模型的路由（OSPF、ISIS、BGP）和信令（RSVP-TE）协议扩展。
（5）支持域内和域间PCE发现的机制。该机制需要对现有协议（例如OSPF、ISIS或BGP），进行扩展。
（6）规范用于PCC和PCE，以及PCE之间通信的新协议。将可能从现有协议中进行选择。
（7）定义用于评估PCE模型的通道质量、可扩展性、响应时间和健壮性的参数。
（8）审查CCAMP工作组开发的“GMPLS域间通道计算单元的需求”草案。
目前工作组已经完成了三个PCE架构和需求方面的RFC：
●RFC4655是基于PCE的体系架构
●RFC4657是PCE协议需求
●RFC4674是PCE发现需求
2.3 OIF
OIF（Optical Internetworking Forum）成立于1998年，目标是推动光网络技术的应用。它的工作成果主要是制定一些实施协议（Implementation Agreement），并采用这些协议进行互操作性试验。由于OIF的成员同时来自ITU和IETF，OIF对于协调这两个标准组织关于光控制平面的工作起到了重要作用。
目前OIF完成的有关ASON的标准包括：
●OIF UNI1.0信令规范
●OIF UNI1.0信令规范，Release 2
●OIF ENNI1.0运营商间ENNI信令规范
●OIF E-NNI-OSPF-0 1.0基于OSPF的E-NNI路由规范
●UNI1.0计费的CDR
●UNI和NNI的安全扩展
目前，OIF正在进行UNI2.0的研究，根据运营商的需求增加一些新的功能，可选的功能包括支持双归，修改带宽，以太网业务和扩展的安全性等。
OIF的另一个重要工作是E-NNI协议的开发，主要是定义域间信令协议、发现功能、支持分级路由的DDRP域间路由协议。
OIF分别在2001、2003、2004、2005年，举行了UNI/ENNI互操作性测试和演示，多个成员单位成功地展示了基于OIF标准的UNI、ENNI接口互操作，以及多厂商光网控制平面路由和信令协议的互通。但是目前ENNI采用基于OSPF-TE的路由协议，仍然是单级单域路由，在多层多域、域间保护恢复等方面的规范还不成熟。
2.4 TMF
TMF主要解决不同技术的管理方面的问题，它关注ITU-T的G.7718，支持ASON控制平面的管理。
TMF对ASON网络的管理主要由多技术网络管理（MTNM）工作组完成。
●以太网管理（MTNMETH）
●ASON管理（MTNMCP）
●多技术系统间的接口（MTOSI）
MTNMCP工作组主要解决解决控制平面的管理问题，研究范围包括获取控制平面资源、获取网络拓扑以及进行端到端的呼叫和连接管理。其定义的接口主要是位于NMS和EMS之间，也可以用于高层的NMS和NMS之间的接口。
MTNMCP工作组2005年提出控制平面管理规范的初始版本，作为MTNM v3.5的一部分。
3、ASON的国内标准化情况
2002年10月，中国通信标准协会传送网工作组确定启动我国ASON标准化的制定工作。目前已经立项的标准有《自动交换光网络（ASON）技术要求》、《自动交换光网络（ASON）设备技术要求》和《自动交换光网络（ASON）测试方法》三个系列标准。每个标准都由多个部分组成。其中，在《自动交换光网络（ASON）技术要求》中又对多个部分分别进行立项，包括结构和总体要求、信令、术语和定义、数据通信网、自动发现、管理平面等。在《自动交换光网络（ASON）设备技术要求》和《自动交换光网络（ASON）测试方法》中，对基于SDH的ASON部分分别进行立项。国内有关ASON控制平面标准的计划及其与国际标准的对应关系见表1。
表1 ASON控制平面的国内标准和对应的国际标准
4、ASON技术和标准的成熟度
目前对ASON的标准化工作活跃，已取得阶段性成果，形成了相对完整的体系结构，对于ASON技术的应用等已经起到了很好的推动和促进作用，但是标准化工作的完成和完善还需要一定的时间，主要体现在路由、自动发现、ENNI接口、保护恢复和控制平面管理等几个方面，另外管理平面的发展略滞后于传送平面和控制平面。
目前，域间路由协议、保护恢复等方面的标准化工作还不够完善，这将是下一步标准化工作的需要解决的问题。
5、ASON设备现状
经过近几年来国际标准化组织以及光网络设备厂商的大力投入和积极推进，ASON在产品研发方面取得了显著进展，并开始进入实用化阶段。目前，具有商用化ASON产品的厂家包括：Alcatel、Siemens/Sycamore、中兴/CIENA、Ericsson、华为、烽火等。
1.传送层面
目前比较成熟的ASON产品是基于SDH的ASON设备。其特点是提供大容量的交叉矩阵，实现多光口方向的业务疏导；目前多数厂家可以支持320G、640G交叉容量，甚至可以达到1.28T，处理的颗粒为VC-4-nC/V。提供丰富的业务接口，包括供STM-1、STM-4、STM-16、STM64和GE接口。部分厂家正在开发基于OTN的ODU交叉和OTN接口。
2.控制平面
在控制层面，基本的控制层面功能已经具备。支持分布式控制，包括分布式信令、路由和自动发现功能。可以实现软永久连接（SPC）和交换连接（SC）的创建、查询、删除；支持路由信息发布和更新、通道路由计算功能；支持邻居自动发现等功能。
在控制层面的接口方面，UNI接口功能支持程度较好，但其市场应用模式还不明朗，缺乏实际应用需求。对E-NNI接口已经开始支持，国内外都进行过互通测试，可以实现跨域连接操作，但是域间路由、保护恢复等方面还有待进一步标准化。
3.管理平面
对于传送资源的管理比较成熟，对控制平面资源的部分管理尚不完善。由于ITU-T对于ASON管理平面的规范还在完善支持，目前ASON设备的网管系统的开发滞后于设备开发。
4.保护恢复
目前保护机制比较成熟，但是恢复机制存在较大差异，国际标准对于保护恢复方式尚无规范。
ASON网络节点设备均支持比较成熟和完善的SDH网络保护功能，如2纤复用段共享保护环、SNCP和1+1/1:1 MSP，保护倒换时间均满足小于50ms的标准要求。
基于控制平面的保护功能：支持1+1保护，倒换时间小于50ms，可保证重要信令网和话音业务。
基于控制平面的分布式动态重路由恢复功能：实现抗多重故障能力，恢复时间在几百毫秒到秒级，其中商用程度较高厂家的动态恢复功能的稳定性和完善程度较高。
保护与恢复的结合：多数厂家支持传统的SDH保护方式与ASON动态恢复的结合，以及基于控制平面的保护和动态恢复的结合，可实现抵抗多重故障的生存能力，增强了网络的健壮性。
ASON网络可提供多种业务等级（SLA），SLA等级可与多种保护恢复方式对应，为客户提供差异化服务。
5.信令通信网
支持带内和带外两种信令通信方式。部分厂家支持带内信令信道的扩展。
总的来说，目前ASON设备的传送平面相对成熟，但是ASON设备的控制平面的功能和性能存在差异。在接口方面，INNI功能较成熟，UNI功能的应用尚没有完善的商用模式和应用需求，E-NNI功能尚处于起步阶段。ASON智能化的管理还需进一步要完善。在保护恢复方面，各个设备厂商在ASON网络基于控制平面的保护和恢复功能的实现机制、保护恢复时间和成熟完善程度有较大的差别。
6、ASON技术应用
随着ASON技术的逐步发展，国内外的运营商开始在其网络中逐步的部署ASON网络或者构建实验网。
国外的应用主要是集中在省际骨干网络中，有些宣称在城域或地区网络的骨干层投入了使用，从公开报道的资料来看，网络拓扑以网状网为主，承载的业务还是语音和数据，两者兼而有之，保护恢复的方式初期以1+1为主和少量恢复，逐步过渡到以动态恢复为主，从实际应用来看，主要还是解决了网络的生存性和安全性的问题，同时提高了网络资源利用率，了解的主要应用案例包括：AT&T采用CIENA的CoreDirector设备在全国部署了150多个节点，覆盖了核心骨干和地区骨干网络，组成ASON网络；日本NTT骨干网络部署了40个节点Sycamore设备组成的ASON网络，以承载话音和数据业务；在欧洲Vodafone部署了79个物理节点的Sycamore SN16000 ASON网络，主要承载2G语音和数据、3G业务及信令，采用了1+1和动态恢复的业务等级，据称现在已经全部应用了动态恢复业务。
国内的ASON应用从2004年开始，逐步在省内干线网和城域层面引入了ASON技术，如CIENA在吉林铁通，LUCENT在江苏电信，ALCATEL在北京通信的城域传送网核心层采用了ASON技术等。目前中国电信在省际传送网搭建了ASON实验网，主要承载大客户专线业务，并开展了多域的互通试验等，总体来看，国内对于ASON技术非常关注，有多个运营商有在省际干线层面引入ASON技术的计划和想法，但由于种种原因，大多在省内和部分城域传送网的骨干层率先开始应用，以采用网状网的拓扑为主，同时与环网结合，保护恢复等级还主要以1+1等保护恢复时间比较快的类型为主，引入ASON技术的目的主要是为了提高网络的生存性和安全性，提高网络的资源利用率，力争提供SLA业务运营。
根据ASON设备的现状和标准情况，目前设备能够提供且适用于骨干或城域传送网的主要功能包括以下几个方面：
（1）大容量的交叉矩阵，多光口方向的业务疏导，可以用于骨干/城域传送网业务量较大的重要节点，实现业务调度和疏导。
（2）网状网组网功能，用于解决骨干传送网上的灵活性和可扩展性方面的问题。
（3）分布式控制功能，包括分布式信令、路由和自动发现，目前在I-NNI层面上比较成熟，可用于实现连接配置等功能，建立SPC（软永久连接）和PC（永久连接）。
（4）保护恢复功能，ASON设备除了能够实现传统SDH保护以外，还能够实现基于控制平面的保护（包括1+1，1：1保护功能）、基于控制平面的恢复（包括动态重路由恢复、预置路由恢复）、保护与恢复结合，以实现抗多重故障能力，解决骨干传送网上的安全可靠性问题，通过与保护和恢复方式对应，在一定程度上可以有限地实现SLA功能
（5）采用带内（带外）信令通信网，目前设备支持带内和带外的信令通信网，从应用角度来看，商用网络中都采用带内方式来实现，主要考虑到成本等方面的问题，但是在国内的应用选择还可从安全性等角度进一步斟酌。
从技术发展的角度来看，随着E-NNI技术等的成熟，还可以解决省际骨干传送网中跨厂家的业务调度等问题。同时随着干线网IP等大颗粒业务的不断涌现，基于VC级别的交叉似乎不能完全满足今后大业务带宽的需求，因此基于OTN和波长调度的ASON设备也逐步提上了议事日程，同时也存在着将控制平面扩展到分组层面的趋势。
