ASON浅谈教案资料Word文档格式.docx

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ASON是指一种具有灵活性、高可扩展性的能直接在光层上按需提供服务的光网络。

ASON概念的提出，使传输、交换和数据网络结合在一起，实现了真正意义的路由设置、端到端业务调度和网络自动恢复，它是光传送网的一次具有里程碑意义的重大突破。

简单地讲，这种采用SDH传输以太网等多种业务的方式就是将不同的网络层次的业务通过VC级联的方式映射到SDH电路的各个时隙中，即能将GFP、LCAS和ASON几种标准功能集成在一起，再配合核心智能光网络的自动选路和指配功能，则不仅能大大增强自身灵活有效支持数据业务的能力，而且可以将核心智能光网络的智能扩展到网络边缘，增强整个网络的智能范围和效率。

由SDH网络提供完全透明的传输通道，从物理层的设备角度上看是一个集成的整体。

这种解决方案可以大幅度地降低投资规模，减少设备占地面积，降低功耗，进而降低网络运营商的运营成本。

同时，提供多业务的能力还可以使网络运营商能够快速地部署网络业务，提高业务收入，增强市场竞争能力。

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。

【2】

ASON的最主要特点是它在原来数据平面与管理平面的基础上增加了一个控制平面，从而通过这种控制平面中各个模块的相互作用来实现智能化控制，以便快速地为业务建立连接，同时实现自动拓扑发现等功能。

二、ASON的体系结构

2.1ASON平面

传输设备是ASON的基本传输载体，通常提供线性或环型组网结构。

光交叉连接设备OXC为ASON的核心硬件设备，为其提供交换平台。

光交叉连接设备的引入，使组网拓扑从环型、线性结构演进成高效的网状拓扑，从而可为寻找最优化的光路由或在网络发生故障时快速寻找保护路由提供可能，同时也便于在全网共享备用资源。

ASON自身的伸缩性与网络软件的结合可提供全网的伸缩性，各种直接向用户提供的特色服务都要通过交换平台实施。

按照ITU-TG.8080建议，ASON分为传送平面、控制平面和管理平面。

【3】

　1、传送平面功能：

　　交叉：

智能光网络具有强大的交叉能力和传送能力，以支持网络的灵活调度需要。

　　多种网络：

智能光网络的物理拓扑可以是多种多样的：

格状的，环状的，链状的，以及它们的组合。

　　子拓扑：

在格状的物理拓扑中可包含和应用子拓扑。

　　多业务：

支持基于电路交换和IP的多种业务接口及其传送的需要。

　2、控制平面功能：

　　立出控制平面：

在智能光网络形成了独立的控制平面，以支持各种控制操作诸如恢复和保护，快速配置，快速加入和去除网元，光功率的自动调整等。

控制协议：

运行标准化的控制协议。

　3、管理平面功能：

智能化管理：

智能光网络具有完善的网络和网元管理功能，支持网络的智能化的管理。

2.2ASON的结构模型

ASON的结构模型如图2所示。

ASON网络采用动态的叠加式组网模型，主要由四类构件组成：

1）请求代理（RA）：

它可通过光连接控制器（OCC）协商请求接入传送平面内的资源；

2）光连接控制器（OCC）：

其功能是负责完成连接请求的接受、发现、选路和连接功能；

3）管理域：

所包含的实体示例不仅包含在管理域，而且也分布在传送平面和管理平面；

4）接口：

由内部网络节点接口（I-NNI）、外部网络节点接口（E-NNI）、用户网络接口（UNI）、连接控制接口（CCI）、网管接口（NMI）、物理接口（PI）组成。

基于ASON的智能光网络可以实现光通路的永久性连接（PC）、软永久性连接（SPC）和交换型连接（SC），从而实现对光链路的快速、灵活配置，以满足流量工程和服务质量的要求。

它具有如下几个重要特征【4】：

1）实现对光通路的动态分配；

2）实现端到端的保护和恢复；

3）实现数据网元和光层网元的协调控制，将光网络资源和数据业务的分布自动地联系起来。

2.3ASON的网络演进结构【5】

ASON将使业务层和光传送层实现融合，对其最终要实现的网络模型和演进结构，主要有两个网络模型，即重迭模型和对等模型。

随着讨论的深入，人们开始建立第三种网络模型，即混合模型，它融合了前两个模型，是一种可以作为过渡的中间解决方案。

1、重迭模型 

重迭模型又称客户—服务者模型，是由光互联论坛（OIF）和ITU等国际标准组织所提倡的网络模型。

在这个模型中IP业务层和光层是完全独立的两层，这两个层面拥有各自独立的控制面，它们通过一个公共的用户网络接口协议来完成互联，而边缘客户层设备和核心网络层设备之间不交换网络内部信息（例如光网络拓扑信息等），实施独立选路。

由客户层设备提出传输带宽请求，光层如果有容量，连接将被建立。

重迭模型将业务层和光网络层功能分隔得比较明晰、简单，为光层未来支持多业务信号（不仅限于IP路由器）奠定了基础。

同时，通过UNI协议完成连接请求，屏蔽运营商光网络的拓扑细节，这也符合运营商实际运营需要。

另外，这个模型可以实现两层各自发展互不制约，且允许子网分割，为运营商充分利用现有资源和未来引入新技术铺平了道路。

　这种模型的缺点是为了实现数据转发，需要在边缘设备间建立点到点的网状连接，即存在N2问题，限制了容许联网的边缘客户层设备数量，导致扩展性受限。

这种模型还会引入附加的集成复杂性和运行成本。

　目前这种模型最适合那些传统的已具有大量SDH网络基础设施而同时又需要支持分组化数据的网络运营商。

2、对等模型 

对等模型又称集成模型，是由IETF提出的网络结构。

在这个模型中，IP业务层和光网络层是对等的，即在两个层面上运行同一个路由协议，采用统一集成的控制面，即我们前面所提到的GMPLS技术，这是对传统的MPLS和MPlamb的路由、信令协议和控制机制的进一步拓展。

边缘设备可以看到网络的拓扑，对于路由协议，每个边缘设备只需与相邻的光交叉机而不是其它边缘设备相关连，这使得路由协议能够扩展到支持大规模的网络。

另外，统一的控制面也简化了带宽指配过程，能够实现充分利用全网资源，实现网络优化。

然而，对等模型也有相应的缺陷。

首先采用这种模型时光网络层只能支持单一的客户业务，难以支持其他业务，失去了对业务的透明性，这对多数运营商并不适合。

其次，为了实现路由器对光传送层的全面控制，必须对客户层开放光传送层的网络拓扑等细节，从而无法保持光网络拥有者的秘密和知识产权，这在多数情况下是行不通的。

网络运营者绝不会对所有客户开放光传送层的网络拓扑等细节信息的。

最后，这种模型必须在IP和光传送层之间有大量的状态和控制信息需要交换，从标准化的角度较难实现光传送层的互操作性。

这种模型较适合那些新兴的同时拥有光网络和IP网的ISP运营商，从长远看，也适合于传统的电信运营商。

3、混合模型 

可以说，重迭模型是对等模型的功能子集，只要将对等模型中交换的路由拓扑信息屏蔽，同时保持其信令功能就可以实现重迭模型。

因此，可以说两者在本质上是一致的。

混合模型的出现即是要将两个模型进行有机的结合。

这种模型采纳了重迭模型模型的独立客户层和光传送层控制面的作法，允许层间交换有限的路由信息，例如允许网络边界上的光交换机与边界上的客户层设备交换总的路由信息概要。

在这种模型中，运营商可以对自己内部的IP网和光网络采取对等模型构建，而对于要连接的其它运营商网络和其他客户层信号可以采用重迭模型来构建。

【6】

总的来看，重叠模型与现在各种网络非常相似，传输网内部采用的技术可以独立演进，而不会对客户层网络造成比较大的影响，是目前比较现实可靠的选择。

而后网络结构会经过混合模型最后实现向对等结构的演进，当然这里所说的网络演进过程并不针对新建网络。

三、ASON的关键性技术

3.1网络节点

ASON由智能化的光网络节点所构建的光传送网以及对光传送网进行控制管理的光信令控制网络构成.从发展趋势来看，网络资源管理的智能化将集中在业务层上，而光学资源的管理将通过一个由业务层和光传输层所共享的集成控制平面提供.ASON的实现依赖于GMPLS等控制协议所构建的控制平面的完善和智能化光层网络节点如OXC、OADM和波长路由器的真正实现。

【7】

3.2CP

在ASON中，提出了全新的CP概念.CP涉及接口、协议和信令3个方面的问题，负责连接的提供、维护以及网络资源的管理.在网络中连接的提供需要路由选择算法、沿被选路由的请求和建立连接的信令机制.一旦一个连接被成功地建立起来，它就需按照业务等级协议（SLA）进行维护.而获得网络的拓扑（包括网络总体情况和连通性）以及可用资源的信息是网络操作的基本功能.理想地说，网络的拓扑和可用资源应该自动发现，以实现邻居和终端系统发起的请求机制、算法以及信息在网络中的通告.此外，有效的网络资源的利用要求维护一个网络总体的当前可用网络资源信息，这都是完成CP功能、实现连接动态提供的基础.ASON正是有了这样的CP，有了接口，通过协议和信令系统动态地交换网络拓扑状态信息、路由信息及其它控制信息，才具备了实现光通道的动态建立和拆除的能力，具备了自动交换的能力。

【8】

3.3MPLS

MPLS技术的出现，使得我们能够通过基于分组，信元的网络实现动态互连和流量工程并在光纤层实现动态连接。

这些技术的出现为网络向更加简化和更加智能化的方向迈进创造了条件。

因此，目前许多国际标准化组织和行业论坛已经开始开展有关智能光网络的相关标准的制定工作，其目标是拿出一个开放式的通用光网络模型和相关标准接口。

例如ITU-T提出的自动交换光网络（ASON）草案、IETF的自动交换传输网络的标签请求规范和基于通用多协议标签交换（GMPLS：

GeneralizedMPLS）的自动交换网络控制平面的草案，还有光联网论坛（OIF：

OpticalInternetworkingForum）和光域业务互联（ODSI：

OpticalDomainServiceInterconnect）组织也在进行相关标准的制定工作。

【9】

3.4路由技术

路由技术是ASON的核心技术之一，在动态选路方面发挥了重要作用。

在路由协议方面，需要综合考虑仃U一T、正TF和O正标准化组织在路由技术方面的研究成果【10】。

1、ASON路由的新特点

（1）PI网络中数据转发是逐跳进行的，不需先建立连接。

而基于电路交换方式的光网络数据的交换是基于端到端的连接，必须先建立连接。

（2）PI网络中每个路由器根据PI数据包中的目的地址进行独立的路由选择。

每个节点须使用相同网络拓扑数据库和路由算法。

而在光网络中，请求建立连接时就给出路由选择，并且在传送连接建立请求时不能影响已有的业务。

（3）邻居发现过程是许多域内PI路由协议的基本功能。

光网络中的邻居发现则是自动发现机制实现的，还包括链路相关属性（如业务及光纤错连）的发现。

2、ASON路由结构

为了适应ASON路由体系的发展，国际电信联盟仃U-T建议〔L8080lY1304给出了ASON路由域层次与子网点组S（NPP）的关系；

G7715思1706定义了一种与协议无关的描述ASON路由技术的方法，包括ASON的选路结构、路径选择、路由属性、抽象信息和状态图转移的功能组成单元。

ASON的路由一般是利用显式路由，即通道选择是由网络中的运营者或软件调度工具来选择的，在交换式的光网络中，请求的端到端的光信道连接是有一定限制的，对一个连接请求的通道选择将采用一定的约束路由算法。

3.5网管技术

ASON中的网管软件与软光部分、光器件的关系，Softoptics主要由4个功能部分组成:

光器件驱动、系统Softoptics、路由Softoptics和NMSSoftoptics。

光器件驱动是软件/固件模块，用于控制相关的光器件并提取相关数据供系统Softoptics分析，系统Softoptics负责收集和分析光路完整状态和性能监视数据。

路由Softoptics负责向路由软件提供光通路的相关参数，包括通道类型、FEC、传送格式等,路由软件据此计算路由。

NMSSoftoptics负责端到端的性能监视和报告、故障分析、光器件运行状态检测等。

NMS则根据这些信息管理网络。

【11】

ASON的每个网元都具有智能性，网元间可进行路由信息和链路状态信息的交换。

每个网元依据动态路由协议掌握着整个网络的拓扑结构和相关链路的状态。

网元知道哪些网元具有可达性，并知道通过哪些路径可达。

智能光网络充分简化了网络管理系统，通过一个网管系统就可实现对网络的有效管理，实现端到端的配置、故障管理和性能管理等功能。

【12】

ASON具有自身的网管系统，它是光传送网网管体系结构的一个组成部分。

在逻辑上，ASON网管系统与SDH网管系统、WDM网管系统并行管理光传送网，它们属于同一层面。

因此，ASON网络管理应采取以ASON网管系统管理为主，需要时应与SDH网管系统相配合来协调管理整个传送网，充分发挥ASON网在传送网中的智能化电路调度作用。

烽火通信推出的OTNM2000智能网络管理系统能够完成对与MSTP基础平台和智能控制系统的统一管理功能。

3.6ASON的生存性技术

目前，ASON采用的生存性技术分为保护、集中恢复和分布恢复，其中保护和集中恢复是传统光网络的功能，而分布恢复则是ASON所特有的功能【13】。

与传统的光传输网不同，ASON的控制平台是运营商可以为用户提供选择业务等级及向用户提供SLA协议所承诺的指标。

保护和恢复可以由管理平台命令发起或者临时禁止。

此外，管理平台的命令可用于日常的维护，也可以在紧急故障时压制自动完成的动作。

在ASON中，恢复与控制平面的动作有关，保护则由传输平面完成。

ASON的保护技术主要有:

1+1单向路径保护，1+N路径保护，1+1单向SNC/N和SNC/S保护。

同时，还有光通道（OCH）共享保护和光复用段（OMS）共享保护环，这两种方式均使用APS协议。

【14】

ASON的恢复方法分为3种：

预计算、动态和这两种同时采用。

它们的区别在于所采用的恢复动作顺序不同。

四、ASON的标准

4.1ASON的标准框架

在2000年之前ITU-T在光网络方面的标准框架重点放在光传送网上。

OTN由一组通过光纤链路连接的光网络元件组成。

按照G.872建议的要求提供传送，复用，路由，管理，监视和载有客户信号的光通路的生存性。

ASON在原有的光传送网络中引入了独立的控制平面,用信令和路由协议来完成配置和连接管理,它以光纤为物理传输媒质。

由SDH和OTN等光传输系统构成.ASON概念的提出使光传送网络的标准体系发生了重大变化ITU-T引入了新的有关ASON/ASTN总体需求和体系结构的标准.提出了利用独立的控制平面实施网络动态连接管理的要求.并制定了大量的控制平面的新建议。

例如分布式呼叫和连接管理，自动发现要求和路由功能要求等.在OTN中引入ASON引发了一些有关ASON与OTN之间关系的讨论。

从ASON的体系结构来看,它包含传送,控制和管理3个功能平面。

ASON的控制平面是不依赖于具体的物理网络技术的,适用于包括SDH和OTN在内的各种传送网络。

因此可将ONT看作是与SDH相同的ASON中的传送平面技术。

相应地ASON的标准框架根据它的体系结构。

按照传送,控制和管理平面来规范.在传送平面中又分别包含了SDH和OTN方面的标准。

【15】

4.2ASON的标准新进展

ASON是光网络技术与IP等数据网技术互相渗透,融合的结果。

在ASON的标准化进程中，许多国际标准化组织都参与进来并发挥了重要的作用，主要包括ITU-T和IETF等。

下面根据ASON的不同功能平面，对各标准化组织的研究方向和最新进展做一介绍。

【16】

4.2.1传送平面

ASON传送平面的标准化工作主要由ITU-T负责.其标准的制定基于SONET/SDH和OTN标准。

其中OTN方面的标准主要包括以下内容:

1）体系结构方面（G.871定义了光传送网建议的框架结构,G.872定义了光传送网结构）

2）结构和映射方面G.709定义了光传送网络的网络节点接口；

G.7401定义了通用成议。

G.7042定义了虚级联信号的自动链路容量调整方案。

3）功能特性方面G.798定义了传输网络设备功能描述。

4）物理接口方面G.959.1定义了光网络的物理接口；

G.693定义了局内系统的光接口。

5）网络性能方面G.8251定义了OTNNNI的抖动和漂移要求；

G.OPTPERF定义了光传送网国际通道的误码和可用度性能参数；

M.24OTN定义了光传送网投入业务和维护的误码性能目标和程序。

6）网络保护方面G.808定义了通用保护倒换技术要求；

G.873.1和G.873.2分别定义了ODUK线性保护技术要求和共享保护环技术要求。

7）网络安全方面G.664定义了光传送网安全要求。

4.2.2控制平面

支持标准智能化的控制平面是ASON标准化的重点,ITU-T,IETF和OIF等标准化组织根据各自的体系结构和需求,对光网络控制平面进行规范,因此各标准化组织工作的侧重点有所不同:

ITU-T重研究ASON体系结构,IETF主要制定协议方面的标准,OIF重点放在UNI和NNI上。

1.ITU-T

ITU-T采用从上向下的思路来设计ASON，主要规范网络体系结构和与协议无关的要求。

由于ITU-T的成员主要是来自电信方面的公司，因此ASON吸取了电信网络协议的概念。

作为一个通用的参考模型，力图使ASON更完整，在设计时考虑了网络的可扩展性和可靠性。

ITU-T的有关控制平面的标准包括以下一些内容：

（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。

（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.7713.1定义了PNNI采用的GMPLSRSBP-TE的DCM信令，G.7713.3定义了采用GMPLSCR-LDP的DCM信令。

（3）自动发现方面和链路管理方面:

G.7714定义了通用自动发现技术，G.7714.1定义了有关SDH网络和OTN中的自动发现协议，G.7716定义了ASON链路的管理。

（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。

2.IETF

IETF在2001年提出了面向光网络控制的通用多协议标记交换，是由MPLS协议发展而来的。

MPLS是为提高数据网络的效率而设计的一种包交换技术，由于基于MPLS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）。

GMPLS是一个协议族，其中大部分协议是由IP网络中成熟的信令和路由协议扩展而来的，只有链路管理协议是新开发。

GMPLS协议主要包括：

资源预留协议流量工程扩展和路由受限，用于通道管理和控制；

扩展的开放最短路径优先协议和中间系统-中间系统（ISIS-TE）路由协议，用于域内的链路状态分发和路由计算；

链路管理协议，用于邻居发现。

2003年初3个有关信令方面的GMPLS标准草案成为了正式的RFC文档，即RFC3471,RFC3472,RFC3473。

目前IETF正在讨论有关链路管理，网络保护恢复以及域间路由等方面的标准草案。

大部分IETF的规范有望在2003-2004年完成。

3.OIF

OIF主要是制定一些实施协议，并采用这些协议进行互操作性试验。

由于OIF的成员来自ITU和IETF，因此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的作用。

OIF最重要的成果是用户网络接口信令规范。

UNI1.0允许客户使用信令和协议自动建立和删除光连接，并提供通过UNI接口的邻居发现和业务发现功能。

在Supercomm2001会议上,OIF成功进行了基于RSVP-TE的UNI互操作性演示。

目前OIF正准备制定UNI2.0，其将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，修改带宽以及以太网业务和扩展的安全性等，但还没有形成草案。

同时OIF还在进行关于UNI1.0R2的讨论，主要目的是使UNI1.0与IETF和ITU-T的标准保持一致。

OIF另一个重要的工作就是开发E-NNI实施协议，主要是定义域间信令协议，发现功能，支持分级路由的域间路由协议。

2003年3月在亚特兰大OFC会议上，12个成员单位