信息產業部電信研究院通信標準研究所 張海懿
對于傳送網來說，未來的光網絡業務遠不只是一個更大的波長管道，必須加快業務部署速度，及時對用戶需求予以反映，同時拓寬業務范圍、提高QoS，開發具有利潤增長點的新應用。ASON的特點使其有別于傳統的傳送網概念，傳統的傳送網只涉及到信號的傳送、復用、交叉連接、監控和生存性處理，不含交換功能，而ASON除了具備以上功能外，還能實現動態、自動地實現傳送、交換和建立連接的功能；同時，為了滿足目前電路交換和分組交換業務的需求，ASON同時引入了信令和路由的概念，以吸取兩類網絡的優點同時又避免它們各自的缺點；此外，ASON支持多種客戶信號，是一種獨立于客戶和技術的網絡。
一、ASON技術概述
隨著Internet快速發展帶來的巨大沖擊，移動話音和數據業務、互聯網業務和各種新業務的迅速普及和應用，各種業務呈現爆炸式的增長態勢，這給服務提供商帶來廣闊的市場前景和新的利潤增長點。如何充分利用已有的網絡基礎設施，通過有效的帶寬管理，快速、低成本地提高他們的業務提供能力，創造能滿足其客戶需求并能增加收入的新業務，是運營商首要解決的問題。
對于傳送網來說，未來的光網絡業務遠不只是一個更大的波長管道，必須加快業務部署速度，及時對用戶需求予以反映，同時拓寬業務范圍、提高QoS，開發具有利潤增長點的新應用。ASON的特點使其有別于傳統的傳送網概念，傳統的傳送網只涉及到信號的傳送、復用、交叉連接、監控和生存性處理，不含交換功能，而ASON除了具備以上功能外，還能實現動態、自動地實現傳送、交換和建立連接的功能；同時，為了滿足目前電路交換和分組交換業務的需求，ASON同時引入了信令和路由的概念，以吸取兩類網絡的優點同時又避免它們各自的缺點；此外，ASON支持多種客戶信號，是一種獨立于客戶和技術的網絡。總的來說，其主要的技術特點包括以下幾點。
1.基于多種粒度的交叉重組和大容量的疏導
ASON的交換顆粒基礎為VC4/VC4-nc/波長/光纖，其接口可以是STM-1/4/16/64、FE、GE、10GE等多種類型，因此，可以接入各種類型接口的業務，同時可進行多種顆粒的交叉重組，實現任意級聯、虛擬容量、虛環保護和網狀網恢復等多種方式，進行多種業務的疏導和重組。
2.信令及路由協議和分布式網絡智能
光網絡的分布式智能完全依賴于光路由和信令協議，光路由信令協議是IP網絡中的OSPF協議的擴展，在每一個網元中保留了全網的拓撲結構圖，將網絡智能分布到網元上。分布式智能具有：鄰居發現（便于網絡的擴展）功能、鏈路狀態更新（實現分布式路由計算，采用類似于OSPF算法）、路由計算、光通路管理和端到端的保護等功能。
3.動態帶寬分配和帶寬調整
ASON定義了兩種標準接口：UNI接口目前已經標準化，ENNI目前尚未完全標準化。由于目前IP網絡的流量分布不均勻，且動態變化，而傳統的SDH帶寬比較固定，往往會出現網絡擁塞等現象，QoS無法保證。采用ASON組網后，可采用動態分配帶寬，并通過網絡接口，調整網絡帶寬的分布，起到幫助IP網解決QoS的作用。
4.多種組網和保護方式
支持網狀網或環網等多種拓撲，可根據實際情況靈活選用，而且易于互相轉換；相應的保護方式多種多樣，除了傳統的1+1、1:1的線性保護外，還可支持環保護和虛擬保護環、區段保護、動態恢復以及保護和恢復的結合等。
5.多廠家互操作支持
ASON網絡的分布式智能，采用符合行業和國際標準的控制平面協議實現，可以適用于不同的傳送技術，可實現不同廠家光網絡設備的互操作性，實現多廠家環境下的連接控制，完成快速的端到端業務提供。
總之，ASON網絡與傳統網絡相比其優勢在于可對業務在網絡的任意節點間靈活部署，網絡資源動態分配，提高網絡資源利用率，增強網絡的靈活性和生存性。
二、ASON的國際標準化情況
2000年前后，許多國際標準化組織和論壇（如ITU-T、IETF、OIF和TMF等）紛紛著手ASON標準化的研究。截至目前，已有大量的有關ASON的標準草案面世，如ITU-T的G.8080、G.8081和G.771x系列；IETF的GMPLS協議族；OIF的UNI1.0、UNI2.0和ENNI信令和路由等。這些標準化組織的目標是制定一個開放式的通用智能化光網絡模型以及相關的標準接口、自動交換和動態配置控制協議，便于不同廠商的設備在光網絡中互聯互通。ITU-T、IETF和OIF之間工作具有很強的互補性。圖1為ASON標準化組織的不同側重點和相互的關系。
1.ITU-T
ITU-T是通信行業主要的標準化組織，它在ASON領域的主要工作是定義了一個標準的自動光網絡體系結構，與其他標準化組織的不同在于它是從整體結構的角度研究光網絡，之后再決定如何實現。
ITU-T的ASON標準體系采用自頂向下的設計思想，主要規范ASON體系結構方面的內容，另外它在分布式呼叫與連接管理、路由協議、自動發現、管理平面等方面給出了框架結構與協議規范。由于ITU-T的成員主要來自電信背景的公司，ASON吸取了電信網絡(例如SONET/SDH、SS7、ATM)協議的概念。作為一個通用的參考模型，ASON力圖完整，考慮了未來的發展、網絡的可擴展性和可靠性。
ITU-T的有關ASON的標準包括以下幾個方面。
(1)體系結構和總體要求方面：G.807定義了自動交換傳送網總體要求；G.8080定義了自動交換光網絡結構。
(2)信令方面：G.7713定義了與協議無關的分布式呼叫和連接管理信令；G.7713.1定義了基于PNNI的DCM信令，G.7713.2定義了使用GMPLSRSVP-TE的DCM信令；G.7713.3定義了使用GMPLSCR-LDP的DCM信令。
(3)自動發現方面和鏈路管理方面：G.7714定義了通用自動發現技術；G.7714.1定義了有關SDH和OTN網絡中的自動發現協議；G.7716定義ASON鏈路管理。
(4)路由技術方面：G.7715定義了在ASON路由體系結構和要求；G.7715.1定義了ASON鏈路狀態的路由協議的需求。
(5)DCN方面：G.7712定義了數據通信網結構和技術要求。
(6)管理平面方面：G.7718定義了ASON管理框架；G.7718.1定義了與協議無關的控制平面管理信息模型。
(7)術語和定義方面：G.8081定義了ASON的術語和定義.
(8)控制平面初始化方面：G.7716定義了控制平面初始化、重配置和恢復。
目前ITU-T有關ASON的主要規范已經基本穩定，包括體系結構、信令、DCN等。近期，ITU-T有關ASON的研究方向包括5個方面。
(1)繼續加強G.8080，逐步解決多層的呼叫和處理問題，解決多層情況下的路由和信令問題。
(2)針對呼叫和連接分離情況下的信令流程，研究信令流程對控制平面的可靠性、業務優先級、重路由、保護和恢復等方面的支持。
(3)研究控制平面的路由策略、路由和保護恢復方面的問題以及多層的路由問題。
(4)在自動發現方面，對發現消息格式進行擴展，提供用于層鄰接發現的附加程序。
(5)在網絡管理方面，將和TMF合作完成ASON控制平面的管理方面的標準化工作。
2.IETF
IETF的主要工作是定義用于智能光網絡的控制協議。IETF在2001年提出了面向光網絡控制的通用多協議標記交換(GMPLS)技術。GMPLS是從MPLS協議中發展而來的。MPLS是為提高數據網絡的效率設計的一種包交換技術，由于基于MPLS的流量工程技術非常適合電路交換網絡的特點，因此被擴展到了更通用的包含電路光交換的技術領域(如SDH和OTN)。
IETF提出的GMPLS一系列標準草案，形成了體系結構、信令、鏈路管理、路由、恢復等的正式RFC，主要包括以下7個方面:
●GMPLS體系結構，RFC3945和RFC3946；
●信令功能描述，RFC3471；
●CR-LDP和RSVP-TE信令擴展，RFC3472和RFC3473；
●路由功能，RFC4202和RFC4203；
●鏈路管理協議，RFC4204、RFC4206、RFC4207和RFC4209；
●保護恢復功能，RFC4426、RFC4427和RFC4428；
●用于ASON功能擴展，RFC4139、RFC4208和RFC3476。
2005年以來，IETF在ASON的信令和路由技術方面做了一系列的工作，形成了許多IETFRFC標準，主要包括對路由技術的擴展以滿足ASON網絡的需求，針對ASON的信令擴展等。
在信令方面，進行擴展以支持分布式的呼叫和連接管理功能，包括擴展支持軟永久連接（SPC）管理能力、支持呼叫和連接的分離、支持呼叫分段、支持在故障情況下的控制平面重啟動能力、標簽關聯能力以及支持回溯（Crankback）能力等。
3.OIF
OIF(OpticalInternetworkingForum)成立于1998年，其目標是推動光網絡技術的應用。它的工作成果主要是制定一些實施協議（ImplementationAgreement），并采用這些協議進行互操作性試驗。由于OIF的成員同時來自ITU和IETF，OIF對于協調這兩個標準組織關于光控制平面的工作起到了重要作用。
目前OIF完成的有關ASON的標準包括OIFUNI1.0信令規范；OIFUNI1.0信令規范，Release2；OIF ENNI1.0運營商間ENNI信令規范；UNI1.0計費的CDR；UNI和NNI的安全擴展。
目前，OIF正在進行UNI2.0的研究，根據運營商的需求增加一些新的功能，可選的功能包括支持雙歸、修改帶寬、以太網業務和擴展的安全性等。
OIF的另一個重要工作是E-NNI協議的開發，主要是定義域間信令協議、發現功能、支持分級路由的DDRP域間路由協議。
OIF分別在2001、2003、2004、2005年，舉行了UNI/ENNI互操作性測試和演示，多個成員單位成功地展示了基于OIF標準的UNI、ENNI接口互操作以及多廠商光網控制平面路由和信令協議的互通。但是目前ENNI采用基于OSPF—TE的路由協議，仍然是單級單域路由在多層多域、域間保護恢復等方面的規范還不成熟。
4.TMF
TMF主要解決不同技術的管理方面的問題，它關注ITU-T的G.7718，支持ASON控制平面的管理。
TMF對ASON網絡的管理主要由多技術網絡管理（MTNM）工作組完成。
ASON管理(MTNMCP)工作組主要解決控制平面的管理問題，研究范圍包括獲取控制平面資源、獲取網絡拓撲以及進行端到端的呼叫和連接管理。其定義的接口主要是位于NMS和EMS之間，也可以用于高層的NMS和NMS之間的接口。
MTNMCP工作組2005年提出控制平面管理規范的初始版本，作為MTNMv3.5的一部分。
三、ASON的國內標準化情況
2002年10月，中國通信標準協會傳送網工作組確定啟動我國ASON標準化的制定工作。目前已經立項的標準有《自動交換光網絡（ASON）技術要求》、《自動交換光網絡（ASON）設備技術要求》和《自動交換光網絡（ASON）測試方法》三個系列標準。每個標準都由多個部分組成。其中，在《自動交換光網絡（ASON）技術要求》中又對多個部分分別進行立項，包括結構和總體要求、信令、術語和定義、數據通信網、自動發現、管理平面等。在《自動交換光網絡（ASON）設備技術要求》和《自動交換光網絡（ASON）測試方法》中，對基于SDH的ASON部分分別進行立項。國內有關ASON控制平面標準的計劃及其與國際標準的對應關系見表1。
四、ASON技術和標準的成熟度
目前，ASON的標準化工作活躍，已經具有階段性進展，但是標準化工作的完成和完善還需要幾年的時間，主要體現在路由、自動發現、ENNI接口、保護恢復和控制平面管理等幾個方面，另外管理平面的發展滯后于傳送平面和控制平面。
●在體系結構方面，G.8080已經給出了比較完善的ASON體系結構，ITU-T也在進一步的完善G.8080中部分的功能結構；
●在信令方面，ITU-T給出的三種不同的信令協議，完全能夠滿足分布式呼叫與連接管理的要求；
●目前UNI1.0已經有Rel1和Rel 2兩個版本，UNI 2.0也在制定當中，OIF也對UNI接口的互通性進行了測試，驗證其成熟性。E-NNI接口在信令協議上已經有了ENNI1.0標準，但ENNI路由協議還不成熟，目前僅進行過單層路由的互通試驗。
●在路由方面，域內的路由協議比較成熟，但是對于域間路由協議仍在制定過程中。
●在自動發現方面，由于各個標準化組織對此理解不完全一致，還存在一些問題。
●在信令網絡方面，ITU-T給出的DCN規范可以滿足信令網絡的要求，OIF也對UNI接口的信令網絡實現問題進行了規范。
●在保護恢復方面，ITU-T還沒有與之對應的規范給出。
●ITU-TG.7718對ASON管理平面進行了規范，但是目前對控制平面的管理還不是很成熟，迫切需要對控制平面的管理功能、接口、信息模型等方面進行規范。
目前，域間路由協議、保護恢復等方面的標準化工作還不夠完善，這將是下一步標準化工作的需要解決的問題。
五、ASON設備的現狀
經過近幾年來國際標準化組織以及光網絡設備廠商的大力投入和積極推進，ASON在產品研發方面取得了顯著進展，開始進入實用化階段。目前，具有商用化ASON產品的廠家包括Lucent、Alcatel、Siemens/Sycamore、中興/CIENA、Nortel、Ericsson、華為、烽火等。
1.傳送層面
目前比較成熟的ASON產品是基于SDH的ASON設備。其特點是提供大容量的交叉矩陣，實現多光口方向的業務疏導。目前多數廠家可以支持320G、640G交叉容量，甚至可以達到1.28T，處理的顆粒為VC-4-nC/V。提供豐富的業務接口，包括供STM-1、STM-4、STM-16、STM64和GE接口。部分廠家正在開發基于OTN的ODU交叉和OTN接口。
2.控制平面
在控制層面，基本的控制層面功能已經具備。支持分布式控制，包括分布式信令、路由和自動發現功能。可以實現軟永久連接（SPC）和交換連接（SC）的創建、查詢、刪除；支持路由信息發布和更新、通道路由計算功能；支持鄰居自動發現等功能。
在控制層面的接口方面，UNI接口功能支持程度較好，但其市場應用模式還不明朗，缺乏實際應用需求。對E-NNI接口已經開始支持，國內外都進行過互通測試，可以實現跨域連接操作，但是域間路由、保護恢復等方面還有待進一步標準化。
3.管理平面
對于傳送資源的管理比較成熟，對控制平面資源的部分管理尚不完善。由于ITU-T對于ASON管理平面的規范還在完善支持，目前ASON設備的網管系統的開發滯后于設備開發。
4.保護恢復
目前保護機制比較成熟，但是恢復機制存在較大差異，國際標準對于保護恢復方式尚無規范。
●ASON網絡節點設備均支持比較成熟和完善的SDH網絡保護功能，如2纖復用段共享保護環、SNCP和1+1/1:1MSP，保護倒換時間均滿足小于50ms的標準要求。
●基于控制平面的保護功能：支持1＋1保護，倒換時間小于50ms，可保證重要信令網和話音業務。
●基于控制平面的分布式動態重路由恢復功能：實現抗多重故障能力，恢復時間在幾百毫秒到秒級，其中商用程度較高廠家的動態恢復功能的穩定性和完善程度較高。
●保護與恢復的結合：多數廠家支持傳統的SDH保護方式與ASON動態恢復的結合以及基于控制平面的保護和動態恢復的結合，可實現抵抗多重故障的生存能力，增強了網絡的健壯性。
●ASON網絡可提供多種業務等級（SLA），SLA等級可與多種保護恢復方式對應，為客戶提供差異化服務。
5.信令通信網
支持帶內和帶外兩種信令通信方式。部分廠家支持帶內信令信道的擴展。
總的來說，目前ASON設備的傳送平面相對成熟，但是ASON設備的控制平面的功能和性能存在差異。在接口方面，INNI功能較成熟，UNI功能的應用尚沒有完善的商用模式和應用需求，E-NNI功能尚處于起步階段。ASON智能化的管理還需進一步完善。在保護恢復方面，各個設備廠商在ASON網絡基于控制平面的保護和恢復功能的實現機制、保護恢復時間和成熟完善程度有較大的差別。
