张国颖
信息产业部电信研究院通信标准研究所
摘 要 介绍了ASON概念产生的历史背景、ASON标准的框架结构以及国际标准化组织的研究方向和最新进展，分析了国际标准化组织工作的差异和存在的问题，并对国内ASON的研究基础和标准化工作的情况进行了叙述。
关键词 ASON GMPLS 控制平面
１ ＡＳＯＮ概念产生的历史背景
全球数据业务的爆炸式增长要求光传送网络提供更灵活的网络指配和高效快速的网络保护恢复能力，ＡＳＯＮ技术的出现和快速发展体现了光网络发展的这一新趋势。
ＡＳＯＮ概念来源于智能光网络。１９９８年以美国Ｓｙｃａｍｏｒｅ公司为代表的一批创业型小公司在市场和网络建设的驱动下，率先提出了智能光网（ＩＯＮ）的概念，将ＡＴＭ和ＩＰ路由功能引入到光网络中，使得以ＷＤＭ为基础的光层组网技术和以ＩＰ为基础的网络智能化技术迅速发展并结合起来。Ｓｙｃａｍｏｒｅ还联合其他公司成立了光域互联联盟（ＯＤＳＩ），倡导发展智能光网技术标准。
１９９９年，由北电和朗讯公司牵头在Ｔ１Ｘ１．５会议上提出了ＡＳＯＮ的概念和研究方向，并受到众多通信厂商和运营商的认可和重视。Ｔ１Ｘ１将ＡＳＯＮ结构作为北美的建议提交给ＩＴＵ－Ｔ。在２０００年的ＩＴＵ－Ｔ会议上，正式确定由ＳＧ１５组开展对ＡＳＯＮ的标准化工作。ＩＴＵ－Ｔ进一步提出自动交换传送网（ＡＳＴＮ）的概念，明确ＡＳＯＮ是ＡＳＴＮ应用与ＯＴＮ的一个子集。
２ ＡＳＯＮ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（ＯＴＮ）上。ＯＴＮ由一组通过光纤链路连接的光网络元件（ＯＮＥ）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ＯＴＮ看作是与ＳＯＮＥＴ／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。
３ ＡＳＯＮ的标准化研究方向和最新进展
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、ＩＥＴＦ和ＯＩＦ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。
３．１ 传送平面
ＡＳＯＮ传送平面的标准化工作主要由ＩＴＵ－Ｔ ＳＧ１５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。
●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。
●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．７０４１定义了通用成帧协议，Ｇ．７０４２定义了虚级联信号的自动链路容量调整方案。
●功能特性方面：Ｇ．７９８定义了传输网络设备功能描述。
●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。
●网络性能方面：Ｇ．８２５１定义了ＯＴＮ ＮＮＩ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。
●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。
●网络安全方面：Ｇ．６６４定义了光传送网安全要求。
３．２ 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着重研究ＡＳＯＮ的体系结构，ＩＥＴＦ主要制定协议方面的标准，ＯＩＦ重点放在ＵＮＩ和ＮＮＩ上。
３．２．１ 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（例如ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ，ＳＳ７，ＡＴＭ）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。
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。
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定义了采用ＧＭＰＬＳ ＲＳＶＰ－ＴＥ的ＤＣＭ信令，Ｇ．７７１３．３定义了采用ＧＭＰＬＳ ＣＲ－ＬＤＰ的ＤＣＭ信令。
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。
路由技术方面：Ｇ．７７１５定义了在ＡＳＯＮ中的路由体系结构和要求。
ＩＴＵ－Ｔ在２００１年通过了两个ＡＳＯＮ的纲领性建议———Ｇ．８０７和Ｇ．８０８０。在２００３年１月的ＳＧ１５工作会议上，进一步通过了Ｇ．８０８０的修订版本及Ｇ．７７１３．１，Ｇ．７７１３．２，Ｇ．７７１３．３和Ｇ．７７１４．１。Ｇ．８０８０修订版本在２００１年的版本上增加了许多原来未涉及的新内容，包括３个平面的相互作用、域的定义、保护和恢复以及网络弹性等，特别是在自动发现方面，在控制平面结构元件中增加了发现代理（ＤＡ）、终结和适配执行器（ＴＡＰ）。近期，Ｉ?鄄ＴＵ－Ｔ的研究重点放在ＡＳＯＮ链路状态的路由协议的需求（Ｇ．７７１５．１）、自动发现（Ｇ．７７１４．１）和链路连接状态（Ｇ．７７１６）以及连接允许控制（Ｇ．７７１７）等方面。根据ＩＴＵ－Ｔ ＳＧ１５的工作进度，有关ＡＳＯＮ控制平面的主要标准及其修订，包括Ｇ．７７１５， Ｇ．７７１５．１， Ｇ．７７１４．１， Ｇ．７７１６和Ｇ．７７１７等可能在２００４年５月通过。
３．２．２ 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（ＧＭＰＬＳ），它是由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）。
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（ＲＳＶＰ－ＴＥ）和路由受限———标记分配协议（ＣＲ－ＬＤＰ），用于通道管理和控制；扩展的开放最短路径优先（ＯＳＰＦ－ＴＥ）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（ＬＭＰ），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ＲＦＣ ３４７１（ＧＭＰＬＳ信令功能描述）、ＲＦＣ ３４７２（ＧＭＰＬＳ ＣＲ－ＬＤＰ扩展）以及ＲＦＣ ３４７３（ＧＭＰＬＳ ＲＳＶＰ－ＴＥ扩展）。目前，ＩＥＴＦ正在讨论有关链路管理（ＬＭＰ）、网络保护恢复以及域间路由等方面的标准草案。大部分ＩＥＴＦ ＧＭＰＬＳ的规范有望在２００３～２００４年完成。
３．２．３ 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１．０ （ＵＮＩ １．０）”信令规范。ＵＮＩ １．０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ＵＮＩ ２．０，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ＵＮＩ１．０ Ｒ２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（ＤＤＲＰ）。２００３年３月在亚特兰大ＯＦＣ会议上，１２个成员单位成功地展示了基于ＯＩＦ ＮＮＩ草案的ＵＮＩ－ＮＮＩ的互操作以及多厂商光网络控制平面路由和信令协议的互通。
３．３ 管理平面
在ＡＳＯＮ标准框架中，有关管理平面的规范只提出了一些原则性的要求。ＡＳＯＮ的管理平面包括对传送平面的管理和对控制平面的管理两个方面。传送平面的管理继承了ＩＴＵ－Ｔ的ＳＤＨ和ＯＴＮ的管理规范，主要包括：Ｇ．８７４定义了ＯＴＮ网元的管理，Ｇ．８７４１定义了光传送网网元信息模型，Ｇ．７７１０定义了公用设备的管理功能。针对控制平面的管理，ＩＴＵ－Ｔ将要开发ＡＳＯＮ管理框架的新建议Ｇ．ｆａｍｅ，主要研究管理平面的结构、各种连接类型的管理、控制实体和ＤＣＮ的管理以及不同平面之间的协作等，计划将于２００４年５月完成。此外，ＩＥＴＦ也对ＧＭＰＬＳ提出了一些信令协议ＭＩＢ的草案，可作为控制平面管理信息模型的基础。
３．４ ＤＣＮ
ＤＣＮ为管理平面与控制平面、传送平面之间的相互通信提供传送通路。ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．７７１２定义了ＤＣＮ的体系结构，规范了基于ＩＰ的网络、基于ＯＳＩ的网络和混合的ＤＣＮ。在２００３年１月的ＳＧ１５会议上，Ｇ．７７１２的修订版本被通过，主要增加了基于ＭＰＬＳ的机制，以便ＤＣＮ支持面向连接网络的信令通信网（ＳＣＮ）业务。
总的来看，近年国际上ＡＳＯＮ的标准化工作取得了很大的进展，但ＡＳＯＮ技术实际应用所必须的保护恢复机制、呼叫和连接接纳控制、网络安全性、管理平面以及不同控制域之间互联的Ｅ－ＮＮＩ方面的标准化还有待研究。
４ ＡＳＯＮ标准化方面存在的问题
不同的国际标准化组织在进行ＡＳＯＮ标准化工作的过程中，由于各自在技术背景、文化和政治上的差异，使得它们制定的标准在很多具体的问题上存在矛盾，给ＡＳＯＮ设备的开发和网络应用带来了许多问题，因此有必要对这些问题进行讨论。
４．１ 分层结构和网络模型
在ＡＳＯＮ的体系结构中，分层模型是一个非常重要的方面。ＡＳＯＮ按照ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．８０５建议进行分层，不同层次的网络之间是客户／服务者的关系。服务层和客户层网络采用不同的控制平面独立工作。客户层的连接请求通过接口传递给服务层，由服务层负责为其建立连接，服务层网络的拓扑和连接性对于客户层是不可见的。为了实现更大范围的全球性网络，在ＡＳＯＮ的体系结构中引入了域的概念。某一层的网络可以根据地理、技术、设备厂商等因素划分为多个域。不同域之间通过标准的接口（ＵＮＩ或Ｅ－ＮＮＩ）进行交互。通过域的划分，使ＡＳＯＮ具备了良好的可扩展性，保证了未来网络的平稳升级。
ＩＥＴＦ ＧＭＰＬＳ由ＩＰ网络技术发展而来，它的目标是统一传输网络和ＩＰ网络。ＧＭＰＬＳ认为网络中运行ＧＭＰＬＳ的所有节点的地位是平等的，因此网络是一种全平面结构，没有明确的ＵＮＩ和ＮＮＩ。路由器可以与光网络交换拓扑信息，从而直接控制光网络完成自动连接建立工作。
４．２ 呼叫和连接控制
ＩＴＵ－Ｔ ＡＳＯＮ强调了呼叫和连接的分离。引入呼叫模型可以支持一些增强的光业务，如ＢＯＤ、连接多样性和连接捆绑等。但是，ＩＥＴＦ的ＧＭＰＬＳ和ＯＩＦ的 ＵＮＩ１．０目前都不支持呼叫建立的信令过程。ＧＭＰＬＳ本身没有呼叫的概念，要支持呼叫必须扩展信令协议来承载呼叫标识信息。目前，虽然有一些扩展ＧＭＰＬＳ信令支持ＡＳＯＮ呼叫建立的提案，但是ＩＥＴＦ多数成员认为增加这一功能是不必要的。ＯＩＦ将在ＵＮＩ ２．０中讨论支持呼叫的可能性。
４．３ 自动发现和链路管理
ＩＴＵ－Ｔ提出的Ｇ．７７１４建议定义了ＡＳＴＮ／ＡＳＯＮ中的自动发现技术，目的是帮助进行网络资源管理和选路。建议中引入了“层邻接发现”和“物理介质邻接发现”两个新的重要概念，用来描述控制平面中不同控制实体之间的逻辑相邻连接关系。ＧＭＰＬＳ的链路管理协议（ＬＭＰ）与Ｇ．７７１４的要求不太一致。ＬＭＰ主要完成控制信道的管理、链路属性关联、连接性验证以及故障管理，但不支持自动发现功能。ＯＩＦ采用ＬＭＰ来实现ＵＮＩ的链路管理功能，为了支持自动邻居发现和业务发现，在ＵＮＩ １．０中对ＬＭＰ进行了扩展。
各国际标准化组织已经注意到标准差异带来的问题，一方面通过共享各自的研究成果来避免重复性工作，另一方面通过建立联络渠道来了解其他组织的需求。ＩＴＵ－Ｔ在制定具体的控制协议时，采纳了ＧＭＰＬＳ中成熟的信令和路由协议；ＩＥＴＦ的工作组也在讨论将ＧＭＰＬＳ应用于ＡＳＯＮ重叠模型网络中的要求。
５ 国内ＡＳＯＮ标准的进程
我国早在２０００年就已经开始了ＡＳＯＮ相关标准和技术的跟踪研究，如华为公司参加了２００１年ＯＩＦ组织的ＵＮＩ １．０互操作性测试。我国的主要电信运营企业对ＡＳＯＮ技术给予了高度的重视，积极开展技术研究和经济性分析，并着手ＡＳＯＮ实验网的规划和建设。科技部的国家高技术发展计划———“８６３”计划在“十五”期间也确立了将Ａ?鄄ＳＯＮ作为自主研制核心光网络设备和下一代高速信息网建设的重点。
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。国内ＡＳＯＮ标准的制定主要依据ＩＴＵ－Ｔ的框架结构和相关建议，同时兼顾ＩＥＴＦ和ＯＩＦ的相关规范。前期着手制定两个有关ＡＳＯＮ标准框架和体系结构方面的标准———《自动交换光网络（ＡＳＯＮ）标准的体系结构》和《自动交换光网络结构和功能要求》。前者主要是参考国际上ＩＴＵ－Ｔ、ＩＥＴＦ和ＯＩＦ的相关建议来制定的，具体规定ＡＳＯＮ标准的体系框架结构，可用于指导传送网标准组在ＡＳＯＮ方面的标准制定，确保涉及到ＡＳＯＮ各个方面的标准能够有计划、有步骤地制定。后者是以ＩＴＵ－Ｔ的Ｇ．８０７和Ｇ．８０８０建议为基础，结合我国网络需求提出ＡＳＯＮ的参考结构和功能要求，其中主要描述ＡＳＯＮ的网络结构、控制平面的组成单元、参考点定义、控制平面功能要求、保护恢复要求、信令网络及网络管理要求等内容，将用于指导我国ＡＳＯＮ的规划设计和设备开发。目前ＡＳＯＮ标准的体系结构已经完成征求意见稿。
在制定国内标准时，需要考虑一些问题。例如，国际标准在信令协议方面提供了多种可选协议：ＩＴＵ－Ｔ的分布式呼叫和连接控制规范了Ｇ．７７１３．１（ＰＮＮＩ）、Ｇ．７７１３．２ （ＲＳＶＰ－ＴＥ）以及Ｇ．７７１３．３（ＣＲ－ＬＤＰ）３种信令协议；ＧＭＰＬＳ规范了ＲＳＶＰ－ＴＥ和ＣＲ－ＬＤＰ两种信令协议。这些协议实际上具有相同的功能，完全可以互相替代。存在多种可选协议一方面是历史的原因（如ＧＭＰＬＳ是由ＭＰＬＳ发展而来的），另一方面是标准化组的不同成员企业出于商业利益的考虑。为此，国际标准化组织把信令协议的选择权留给了网络运营商。由于不同的信令协议很难做到互通，因此国内在制定ＡＳＯＮ标准时，对控制协议的选取必须谨慎。ＡＳＯＮ国际标准的制定还在不断的深入和完善中，我国的标准化组织应积极参与相关的工作，提交标准文稿，扩大我国在这一领域的影响力。
６ 结束语
尽管ＡＳＯＮ的标准化工作还没有完成，但已有多家主流光网络产品供应商在ＯＩＦ ＵＮＩ １．０和ＩＥＴＦ ＧＭＰＬＳ规范的基础上，开发出了具有一定智能功能的大容量ＳＤＨ交叉连接设备。从控制平面来看，所有厂商都遵循ＯＩＦ ＵＮＩ １．０来实现ＵＮＩ功能，ＵＮＩ采用的信令协议均为ＲＳＶＰ－ＴＥ。目前各厂商主要致力于完成Ｉ－ＮＮＩ功能；对于Ｅ－ＮＮＩ，各厂商均在积极跟踪最新标准发展情况，并表示会最终支持这一功能。
我们相信，随着ＡＳＯＮ标准化的不断开展，在未来几年内ＡＳＯＮ技术将步入实用化阶段。ＡＳＯＮ这种新的网络体系将为网络运营商和服务提供商带来新的业务增长点，创造巨大的市场机遇。
----《电信技术》
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