1. ASON技术发展
随着网络化时代的到来，人们对信息的需求与日俱增。从当前信息技术发展的潮流来看， 数据化、宽带化、综合化已成趋势，传输与交换的融合、电路交换向分组交换演进、网络向更加宽带化、智能化、安全可信、可运营和管理， 并具有兼容性、灵活性和高可靠性的方向发展已成必然。近10 年来，随着网络的不断演进和巨大的信息传输需求， 对光纤通信提出了更高的要求，同时也促进了光纤通信技术的发展。光网络作为整个信息网络的基础网络之一，从最初的PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy，准同步数字系列）网络到已经广泛应用的SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）与WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）系统，又到目前的ASON（Automatically Switched Optical Network，自动交换光网络）网络，实现了光网络从点对点拓扑再到环形最后到MESH组网的发展；其复有技术也从是开始的低速电复用发展到高速电复用再到高速光复用技术；其服务管理也从面向链路到网元的管理，最后到现在广泛应用的面向端到端服务的管理。这一系列发展可谓是光网络的几个关键技术的体现。
点对点 环形 MESH
低速电复用 高速电复用 高速光复用
面向链路 网元的管理 面向端到端服务 图2.1 光传输网络的发展演进图
SDH系统已被日益成熟的WDM系统逐渐逼至网络的边缘，网络边缘便意味着接入业务（信号）的多样性，虽然通过映射、级联等相应技术手段，SDH可以传输几乎所有的数据格式（IP、RF、ATM等等），简单地进行数据的固定封装和透传，提供二层交换和本地汇聚功能，然而传统SDH系统的带宽是通过集中网管系统指配的，而且以4倍带宽增减，这便与数据业务带宽动态的特性相悖。
于是，MSTP[29]（Multi-Service Transfer Platform，基于SDH 的多业务传送平台）应运而生。MSTP是一种基于SDH网络架构、支持多业务、高集成度、高智能化、标准统一的传输解决方案，可提供统一的多业务接入点，完成多种业务的接入，处理以及传输，其中包括以太网业务务，ATM业务等，保护了现有投资，提高了网络生存能力。从严格意义来讲，MSTP并非是一项崭新的技术，而是通过映射、VC虚级联、GFP、LCAS以及总线技术等手段将以太网、ATM、RPR、ESCON、FICON、光纤通道、MPLS等既有成熟技术进行内嵌或融合到SDH上。MSTP技术仍在不断的发展之中，今后的发展将进入智能化服务发展阶段，引入自动交换光网络(ASON)功能，利用独立的ASON控制平面来实施自动连接管理，快速响应业务的需求，提供业务的自动配置、网络拓扑的自动发现、带宽动态分配等更为智能化的策略，大大增强MSTP自身的灵活有效支持数据业务的能力。
自动交换光网络ASON是以光传送网（OTN）为基础的自动交换传送网络（ASTN）。在2000年3月日本召开的会议上，由国际电信联盟标准化部门(ITU-T)的Q19/13研究组正式提出的，并由此形成了G.ason的建议草案。
智能光网络由ITU-TG.8080规定分为三个平面，分别为传送平面、控制平面和管理平面。为ASON提供交换功能的硬件核心设备是光交叉连接设备OXC，使组网技术发展到可用MESH组网，能够快速准确找到光路由以防突发情况，实现ASON的灵活组网。网络上的智能节点使得ASON具有很好的可扩展性。
智能光网络的控制平面管理智能化体现在业务层和光传输层上，由光信令控制网络加以控制，控制平面的协议有GMPLS等，波长路由器及OADM技术等提供了ASON智能化的可实现性。ASON能实现基于信令网控制下的网络连接自动交换功能，正是控制平面的引入，使得ASON上的资源能够实时的按需分配，从面优化网络资源的使用率，真正实现智能化的光网络。
ASON的应用使得光网络结构更加简洁化，在光网络中的业务升级与扩展也更加简便，由于ASON的智能特性，使其拥有很强的自我保护与恢复的能力，网络运行更加的稳定与安全，对资源也可以实现动态的按需分配，大大提高了网络资源的可利用率。
多业务传输平台MSTP的引入大大丰富了光传输网络的接口方式，MSTP能够迅速快捷地接入语音、数据和多媒体等业务，并在数据层提供了汇聚和交换功能，使得光传送网的使用更为便捷和高效。自动交换光网络ASON是对传统光网络的一次颠覆性变革，突破了以往光网络集中配置和手工维护的运营管理方式，大大提高了运营商响应客户需求的速度并降低了维护成本。这两项技术已成为当前光网络研究和开发的两大热点方向。
2. ASON技术标准
2.1 标准化组织
随着自动光网络技术的提出和快速发展， 各个标准化组织都纷纷制定标准， 并定义相关的结构框架，对ASON 进行标准化。目前，国际上主要有三大标准化组织，它们分别是国际电信联盟标准部(ITU-T)、互联网工程任务组(IETF)以及光互联网论坛(OIF)， 它们在标准化的内容上各有侧重，又相互联系，并已经建立起了相关的交流协调机制，为标准化工作创造了一定的有利环境。
(1)ITU-T
ITU-T定义了ASON的结构为G.8080/Y.ASON，该结构只支持层叠模型，将数据通信网络(DCN)分为两部分，分别是信令连接网络(SCN)和网管连接网络(MCN)。在网络管理方面使信令协议抽象化，在业务提供方面将连接与呼叫加以区分。
(2)IETF
IETF为ASON中的多种协议进行的标准化，修正并不断地发展。正是从MPLS（Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换）到GMPLS（Generalized Multi-Protocol Label Switching，通用多协议标志交换协议）的发展促进了智能光网络的产生。对ASON的多种信令协议和路由协议进行了标准化，其中信令协议包括RSVP-TE和CR-LDP等，路由协议包括BGP和OSPF-TE等。
(3)OIF
对于设备之间的互联问题着力研究E-NNI。创立并发展了对设备互联之间的著名的标准化规则UNI1.0，并提出了UNI1.0修正版本和升级版本UNI2.0，在UNI2.0支持以太网业务的接入和带宽实时动态的改变。
2.2 标准框架简介
I对于ITU- T组织来说，智能光网络和结构及相关功能要求是其标准化工作的主要内容；而IETF组织则侧重于相关协议的制定与体现ASON智能性的控制平面上； OIF 组织则主要对各种网络互联以及设备互联中的接口等进行标准化。ITU- T组织ASON技术标准框架如下图所示。
G.807 总体需求 G.8080 框架结构 G.7712 DCN G.7713 呼叫连接管理 G.7714 自动发现 G.7715 路由需求 G.7715.1 G.7716 G.7717 G.7718 ASON管理 链路状态 链路管理 连接许可控制 路由协议 G.7713.1 PNNI G.7713.2 RSVP-TE G.7713.3 CR-LDP G.7714.1 SDH/OTN自动发现 图2.2 ITU-T组织ASON技术标准框架
3. ASON体系结构
ASON 的总体框架已比较明确，由传送、控制、管理3个平面组合的结构使得网络的演进可以独立进行，功能构件的模块化又增加设备的灵活性和机动性， 加上各标准化组织的积极推动，ASON 势必成为下一代网络的重要组成部分。ASON异于传统光网络最突出的特点控制平面的引入，使得ASON具有智能化的优势，可在信令的控制下完成网络的自动连接与交换，并可实现网络资源的动态分配。
智能光网络的网络结构[37]概括起来就是“三个三”，即具有三个有特点平面、三个接口和ASON所支持的三种连接类型。 控制平面管理平面传递平面连接控制接网络管理A接网络管理T接永久连接ASON 软永久连接交换连接
图2.3 ASON体系结构
(1)三个平面
ASON主要由传输平面、控制平面和管理平面组成。与现有光网络相比，ASON增加了控制平面，在信令网络系统的控制下，结合接口与各种协议的共同作用， 可实现光信道的自动建立与拆卸以及光网络各种信息的自动交换，另外，网络资源也可实现实时地按需分配。
ASON的另一重要特征是管理功能的分布化和智能化，基于传送平面、控制平面和信令网络的新型多层面管理结构取代了传统的光传送网管理体系，将管理与智能相融合，实现了对客户的差别性服务，既能实现对用户的动态按需服务又能结合运营商的管理需求。
(2)三个接口
在ASON网络结构中存在三个接口，它们分别连接三个平面并使其能够相互通信，其中控制接口(CCI) 连接控制平面和传送平面，网络管理接口A（NMI-A）连接管理平面和控制平面，网络管理接口T（NMI-T）则连接管理平面和传送平面。
(3)三个连接
智能光网络是一种重叠式的网络体系结构，客户发送连接请求到提供网络的一方就可以建立一条动态的业务通道。根据连接需求和连接请求对象的不同，ASON支持三种类型的连接：
①永久连接(PC)
由网管系统利用网管协议对光通路进行配置并维护，首先由管理平面按照所需的连接要求和网络资源利用的现实情况作好预计，然后经由网络管理接口( NMI-T )沿接收路径向网元发送连接命令以完成统一控制下的连接通路的建立。
②软永久连接(SPC)
软永久连接是从永久连接到交换连接的一个过渡。由管理平面建立一个永久连接以完成用户到网络部分的连接。由管理平面发起连接建立请求，由控制平面完成连接建立用以实现网络部分的连接，这种连接是由网管的信令与路由协议建立的，要怎么选择有效路径。
③交换连接(SC)
由用户端发起连接请求，经由控制平面的信令交互建立起连接，由于控制平面的引入，使交换连接成为一种自动化的连接，这也正体现了自动交换光网络即智能光网络的本质。
下图为ASON智能光网络的体系结构，其中OCC是光连接控制。
OCC OCC OCC OCC 控制平面 OCC NMI－A 管CCI 理平Switch Switch 业务平面 Switch Switch NMI－T 面
Switch 图2.4 ASON的网络结构 4. ASON技术特点
不同于传统的传输网络，智能光网络具有许多其自身的特点[38-43]，不但具有一般的传输网络应有的基本功能，例如信号的传输，交叉连接，管理监控和各种复用技术等，还有其特有的自动交换功能，能自动实现传输，交换以及连接的建立。利用信令和路由协议对ASON进行动态的资源配置，满足用户的不同要求的差别性服务。这也正满足了未来的光网络业务对用户需求的重视，力争实现业务的快速响映，拓宽光网络业务的范围，提高服务质量。
4.1 主要技术特点
ASON可接入多种类型的接口业务，并拥有虚拟容量，有很强的网络保护与恢复能力，可进行任意级联。ASON具有以下几大技术特点：
1、由于在ASON中引入了控制平面，可以对网络的连接与拓扑结构实现自动发现，并能自动建立和拆除信道，动态地分配路由，实现网络的自动交换与连接，具有很强的网络保护与恢复机制，可对用户提供差别性服务，按照用户的需求与业务要求合理分配网络资源，并实时地对网络带宽进行分配。
2、由于在ASON中引入了信令及路由协议，使ASON具的分布式的智能特性，使每个网元智能化，掌握全网的拓扑结构，达到分布式智能的目的。
分布式智能的基本功能有：邻居发现，链路状态更新，路由计算和端到端保
护等功能。
目录管理策略管理(PDP)OSSNMI协议控制器(PEP)协议控制器NNI网络呼叫控制器连接控制器协议控制器路由控制器UNI主叫方呼叫控制器被叫方呼叫控制器CCINE交叉矩阵链路资源管理器 图2.5 控制平面的构成
3、ASON是一种可直接在光网络层进行服务的连接与拆除的智能化网络，将业务层与传输层进行了整合。将业务与网络资源自动建立连接，根据用户的需求，提供等级不同的服务即差别性服务，使光传输网络上的业务与用户信息更加透明化，便于传输质量与性能的检测，对光网络层的直接应用使信道在网络上的保护与恢复速率更快，操作简便且成本更低。
4、ASON具有很好的网络拓扑性，适用于多种拓扑结构，包括网状网和环网等，不仅组网灵活还便于相互转换；采用国际上通用公认的协议与标准化建议，使ASON适用于多种网络传输技术，实现多网络，多设备之间的快速有效的连接；可以采用多种保护方式，如：1+1保护，环保护，区段保护等，还可以实现保护与动态恢复和结合
4.2 ASON技术的优点
ASON具有许多不同于传统网络的优点：适用于MESH网的保护机制；对拓扑结构具有自动发现功能，实现灵活的网络扩展；光路由的引入全网络流量实现均衡，提升网络资源的利用率；可为用户提供不同等级的服务；在光网络层直接为用户提供服务，实现业务的灵活调度；对于突发的业务，在网络容量上存在预留。使业务能够快速响应；采用国际统一的标准化协议，实现不同厂商设备之间的互连互通；操作简单，不效地降低了网络运营的成本。总体来讲，ASON增强了网络的灵活性与生存性。下图为ASON各优点的示意图。
二、自动拓扑发现，一、适合于MESH网的完善保护机制 提供灵活的网络扩展 三、流量均衡和最短路由，提升网络利用率 A N N四、灵活的业务调度 NNN五、提供不同等级的服务 B 六、快速的业务提供，满足突发业务需求 七、不同厂商设备的互连互通 八、降低网络运营成本 图2.6 ASON网络优点
4.3 ASON新技术与实际应用
ASON还具有以下新技术[44-48]：ASON具有高速率的光接口，速率可达到40Gbit/s；在ASON中，有交叉矩阵技术对传送平面硬件部分进行了改进，使交叉容量得到提升；可实现一点以多点的组播业务等。
随着ASON技术的逐步发展，ASON技术在国内外得到了广泛的应用[49-53]。ASON在国内外的应用都主要集中在省际骨干网络和城域传输网中，主要采用网状网拓扑结构，也可以环网结合使用；可实现业务主要是语音和图像数据；保护恢复方式以1+1方式为主，也有少数可实现动态恢复；利用ASON的主要目的是提高网络资源的选用率，使网络运行更加安全可靠。
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