3.3 ASON的体系结构

3.3.1 ASON的三个平面

1.ASON的三个平面

ASON主要由三个平面组成，即传送平面（TP）、控制平面（CP）和管理平面（MP），此外还包括用于传输控制与管理通信的数据通信网DCN。基于G.8080的ASON体系结构如图3-1所示。

与一般光传送网的最重要区别是，ASON增加了一个专门的控制平面CP，由控制平面控制、协调传送平面的工作，而传送平面TP完成信息的传送，管理平面MP负责管理。

2.三个平面之间的关系

传送平面、控制平面和管理平面是独立的，但同时存在相互联系。

1）管理平面与传送平面

管理平面通过NMI接口与传送平面进行通信，负责传送平面中的网络资源管理。传送平面监测连接的质量，如果出现连接失效或质量劣化，将向管理平面提供相关信息。

2）控制平面与传送平面

控制平面利用连接控制接口CCI控制传送平面的工作，如连接的建立、修改、监控与删除、网络的恢复等。传送平面不仅将其资源的信息提供给控制平面，还应将监测信号的质量等相关信息提供给控制平面；当出现连接失效或质量劣化时，便于控制平面进行故障定位或执行网络恢复操作。

3）管理平面与控制平面

管理平面通过NMI接口与控制平面进行通信，负责控制平面的管理。管理平面可以配置控制平面的路由、信令等控制参数，根据需要还可以拆除由控制平面建立的连接等。控制平面将向管理平面报告控制平面的故障等信息，并为管理平面提出的要求提供服务，如软永久连接的指配、信息查询等。

3.数据通信网DCN

数据通信网DCN为传送平面、控制平面和管理平面三个平面的内部及它们之间的控制信息、管理信息提供通信通路。DCN是一个既支持物理层、链路层，又支持网络层的网络。

3.3.2 ASON的应用模型

ASON有两种应用模型：重叠模型和对等模型。目前较多倾向采用重叠模型。

1）重叠模型

重叠模型又称用户—服务者模型。基本思路是：将特定的智能控制功能全部放在光层独立实施，用户层不能干预。光层作为一个独立的通用开放平台，为包括IP层在内的所有用户提供动态互连的光通道。

重叠模型拥有两个独立的控制平面，一个在光网络层，一个在用户层（即用户设备与核心网络的中间部分）。它们各自独立运行，从而最大限度地实现了光网络层与用户层的相互分离。重叠模型比较符合现在的网络运行现状与习惯。

光网络层由多个子网组成，子网之间通过标准的网络接口NNI进行互连互通。在光网络层不仅为用户提供所需要的光通道，而且还可能提供波长业务。

其优点是：结构简单、容易实现；符合现有网络运行现状与习惯；采用统一透明的光层平台，支持多种用户层信号；允许光层与用户层独立演进；可利用成熟的标准化接口UNI与NNI。

2）对等模型

对等模型又称集成模型，是IETF支持的ASON应用模型。基本思路是：将光网络层的智能控制功能转移到IP层，由IP层实施端到端的控制，光网络层与IP层是对等关系。

对等模型利用一个控制平面来控制光网络层与用户层，允许用户层看到光网络的内部拓扑结构，并参与路由的计算和选择。对等模型不符合现有的网络运行现状与习惯。

其缺点是：不符合现有的网络运行现状与习惯（即不能维护运营者的网络秘密）；它只能支持单一的用户IP路由器，难以支持传统非IP业务，如电话与专线业务等。

3.3.3 ASON的相关接口

ASON通过标准接口的引入，使多厂商设备的互连互通成为可能。接口可以将用户和网络、网络结点、各个平面有机连接。ASON的体系结构强调业务和网络之间的不同，定义了两个参考点：用户网络接口UNI、内部网络接口I-NNI和外部网络接口E-NNI。UNI是业务接口，NNI是网络接口，而E-NNI兼有业务接口和网络接口的特征。通过E-NN和I-NNI的引入，使得ASON具备良好的层次性结构；通过E-NNI接口来传送网络消息，满足不同域之间的消息互通的要求；通过对外引入I-NNI，能够屏蔽网络内部的具体消息，保证网络安全性需求，而标准UNI接口的引入，使得用户具备统一的网络接入方式。

1.用户网络接口UNI

UNI定义了用户到网络的接口协议。该接口规范的主要内容有：每个用户端点的连接建立请求速率、连接请求参数、光通路端点的寻址方案、光通路客户的命名方案、保护需求的规范、安全参数和响应时间等。从功能角度看，主要有呼叫控制、资源发现、连接控制和连接选择等四项基本功能，通常不支持选路功能。此外，如呼叫安全和认证、增强的号码业务等功能也可以加到这个接口上来。

2.网络结点接口NNI

目前，OIF正在进行域间路由协议的制定工作。OIF接受了ITU-T G.7717关于ASTN路由的技术要求以及结构和术语的定义，并将其作为制定NNI路由的基础。G.7717定义了路由分级的概念，在某一层内，可以将网络划分为多个路由域，每个路由域又可以包含更小的路由域，这就产生了路由分级的概念。OIF的NNI要求路由协议至少支持四级路由等级，在同一路由层面的不同路由域可以运行不同的路由协议。路径计算只在某一层面进行。OIF还要求E-NNI和I-NNI路由协议的选择相互独立。根据ITU-T G.8080和G.7715，OIF NNI需要在两个层面运行路由协议，即运营商之间的E-NNI，运营商内部的E-NNI和I-NNI。

1）外部网络结点接口

E-NNI定义了不同管理域或者同一管理域的不同子域的控制平面之间的接口，有了该接口可以将ASON划分为多个子网，每个子网可以独立管理，而且可以跨多个管理域实现端到端的连接。从功能角度来看，E-NNI的主要功能包括连接控制、资源发现、选路以及连接选择。另外，作为子网的网络边界，还有实现呼叫控制的功能。

2）内部网络结点接口

I-NNI是同一子域内部不同子网的控制平面实体之间的接口。从功能角度看，主要是资源发现、连接控制、连接选择和连接选路四项基本功能。I-NNI一般可以由厂家自定义，尽管可以自定义，但为了便于今后的互连互通，应遵循标准的协议信令（GMPLS RSVP，GMPLS OSPF ），才能为以后的升级、对接提供方便。

3.3.4 ASON的网络结构

一个典型的ASON网络结构模型如图3-2所示。

ASON网络大致可分为三级：第一级按运营商分；第二级是在同一运营商网络内部按控制域分；第三级是在同一控制域内按地理区域划分。

图中，第一级：运营商甲与运营商乙网络之间通过外部网络接口E-NNI相互连接，两个网络之间无信任关系，它们各自可以采用不同的路由机制与信令机制，但该E-NNI接口必须保证两个运营商网络之间的业务信息互通。用户通过用户—网络接口UNI接入。

第二级：同一运营商它的ASON网络包括控制域1与2，两个控制域通过另一种类型的E-NNI（即不同控制域间的E-NNI）相互连接，两个控制域之间具有一定的信任关系；不同的控制域可以分别采用不同的路由机制与信令机制，但连接两个控制域的E-NNI接口不仅要保证控制域之间的业务信息互通，而且还应保证两个控制域之间的路由信息交换等。

第三级：控制域1按地理分布又可进一步分为区域A1与区域A2，这两个区域之间，以及每个区域内部的结点之间通过内部网络接口I-NNI相互连接，它们之间具有完全的信任关系；在同一个控制域内，必须使用相同的路由协议与信令协议。

3.3.5 ASON的栅格网络

在组网方面，ASON的最大优势之一就是可以组成栅格形（Mesh）网络。它不仅保留了环形网的优点，而且在组网的灵活性、扩展性和网络的可靠性、安全性及生存性方面都比传统的线形、星形、树形、环形网具有更大的优势。

1.环形网的局限性

环形网比其他几种传统型的网络具有许多优点，它是最能体现SDH优势的网络结构，主要是因为网络具有很高的生存性、设备与网络的结构相对比较简单、对业务有较好的疏导能力等。但环形网也有以下局限性：

1）网络结构比较死板

一是网络的物理结构必须是环形，二是网络规模受到限制，如结点数不能超过16个、环网长度不宜过长等，所以它限制了组网的灵活性，而且对于跨环业务调度麻烦、互通困难。

2）带宽利用率不高

由于采用固定的带宽分配模式，所以不能有效、动态地调配使用网络资源；为了实现保护必须为工作带宽预留100%的备用资源，导致带宽的利用率不高。

3）扩展性差

如果需要对网络进行扩展，如扩大网络规模、增加网络结点等，一般需要中断业务；而当业务的流向、流量发生变化时，需要对通路组织、设备的交叉连接等重新进行配置，而这些配置工作是相当繁琐的。

2.ASON栅格形网络的优势

栅格形网络基本上克服了环形网局限性，物理拓扑为灵活组网、网络的在线扩展、带宽共享使用、全网的业务灵活调度都提供了极大的方便；如果再加上ASON的智能特性，完全可以适应高度信息化社会对通信网络的要求。

1）组网灵活性与实时性好

栅格形网络的规划与实施比较简单，不存在网络规模、结点数量的限制；对业务流向与流量变化的适应性强；可以支持TDM业务、各种数据业务、波长业务等；并可为业务提供快速、实时的自动连接。

2）网络扩展性好

不需要中断业务就可以对网络进行扩展。因为它不像环形网那样只能使用设备的两个线路端口，而是可以使用设备的多个线路端口，如果需要扩大规模、增加线路或网络结点，只需要增加设备的线路端口就可实现，且不需要中断业务。

3）带宽利用率高

栅格形网络有利于带宽的共享使用，ASON可以采用动态的带宽分配模式；另一方面栅格形网络的多路由使得它能支持ASON的网络恢复功能，这样不需要为工作资源预留100%的备用资源，一般只需要50%～70%。

4）端到端业务高效传送

栅格形网络结构使得一个端到端的连接可有多种路由可选，ASON可以利用路由技术、信令技术获得比环网短得多的正常传送路径与恢复路径，有利于实现端到端业务的高效传送。

5）有利于实现流量工程功能

因为栅格形网络的多路由，使一个端到端业务可有多个路径，有利于实施网络负载的均衡，以及基于多种约束条件的路由选择，便于流量工程TE的实现。

6）高可靠性与安全性

除了具有可靠的保护倒换功能外，ASON可结合栅格形网络的结构特点、利用路由技术与信令技术，实现更加稳定的网络恢复功能，使网络具有更高的可靠性与安全性。