第10章自动交换光网络资料
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第10章自动交换光网络要点
优化措施提出
针对性能瓶颈，提出相应的优化措施，如改 进路由算法、提高设备性能等。
优化效果验证
通过仿真实验验证优化措施的效果，确保网 络性能得到提升。
06
自动交换光网络应用实践与发展趋 势
典型应用场景分析
数据中心互联
自动交换光网络在数据中心互联中可实现高速、低延时的数据传 输，提高数据中心间的通信效率。
监测、定位和排除网络故障，保 证网络的稳定运行。
安全管理
确保网络的安全性和保密性，防 止未经授权的访问和攻击。
01
02
配置管理
对网络设备进行配置和控制，实 现网络资源的优化配置。
03
04
性能管理
收集并分析网络性能数据，评估 网络运行状况并提供优化建议。
04
自动交换光网络协议与标准
GMPLS协议族介绍
信令协议的主要功能包括光通道的建 立、修改和删除，以及光通道状态的 维护和故障恢复等。
路由协议分析
01
路由协议是自动交换光网络中用于实现光网络拓扑发现和路由计算的一组规则 和约定。
02
常见的路由协议包括OSPF（Open Shortest Path First）和IS-IS（ Intermediate System to Intermediate System）等，它们分别基于不同的路 由算法和实现机制。
3 仿真参数设置
根据实验需求，设置合适的仿真参数，如仿真时间、数 据包大小、传输协议等。
4 对照组设置
为验证优化措施的有效性，需要设置对照组进行实验对 比。
结果分析与优化建议
数据处理与分析
对仿真实验得到的数据进行处理和分析，提 取有用的信息。
性能瓶颈识别
自动交换光网络
ASON特点
▪ 在光层实现动态业务分配，可根据业务需要提供带宽，是面向业
务的网络；
▪ 具有端对端网络监控保护、恢复能力； ▪ 具有分布式处理功能； ▪ 与所传送客户层信号的比特率和协议相独立，可支持多种客户层
信号；
▪ 实现了控制平台与传送平台的独立； ▪ 实现了数据网元和光层网元的协调控制，将光网络资料和数据业
现代光纤通信技术
自动交换光网络
▪ ION（智能光网络）：在光路由和信令控制下完成自动交
换连接功能的新一代的光网络，是一种具备标准化智能的 光传送网
▪ ASON(自动交换光网络)的关键技术指在专门信令网控制
之下完成光传送网内光网元连接的、具有自动交换功能的 一种新型网络，可以被看作是新一代光传送网或下一代光 传送网，目前已成为光通信领域研究的热点之一。
叉连接)之间的接口； 物理接口PI：传送平面的传送网元(包括交换实体)之间的
物理接口； 网络管理接口NMI：其中NMI-A是对ASON控制平面的网络管
理接口，NMI-T是对送平面的网络管理接口。
ASON的结构层次
• 控制层面：利用实时信令和协议系统，动态控制OTN的端到端
光通道连接（建立、拆除和修改等Fra bibliotek。 控制平面的引入是ASON不同于传统OTN的一个根本点，它包括了
MPLS 工作过程
1a. 通过第三层路由协议如OSPF （扩展的开放最短路径优先协议）等交换网络可达性信息 1b. 通过LDP（标签分发协议）
建立标签映射
4. 出口路由器去掉 标签，将分组转发 到目的地（L3）
IP IP
2. 入口边缘路由器收到分组，将之 匹配到FEC，加上标签
3. 核心路由器进行标签 交换，转发分组
《自动交换光网络》课件
《自动交换光网络》PPT 课件
本课程将介绍自动交换光网络的概念、架构、技术要点、应用场景、未来展 望等内容。欢迎大家参与并提问。
什么是自动交换光网络？
定义
自动交换光网络（ASON） 是一种多层次、多服务的 多协议数据传输技术，通 过全球互联网提供高速、 安全、低损耗、低时延的 数据传输。
作用
ASON可将不同协议的不同 业务进行自适应交换，保 证了网络的可维护、高效 运行和完整性。
优势
与其它传输技术相比， ASON具备存储带宽利用率 高、冗余路由减少、快速 故障修复、资源动态优化 等优点。
自动交换光网络的发展历程
20世纪70年代
第一条光纤通信线路诞生。
20世纪90年代
光开关引入，SONET/SDH网络 得到广泛应用。
21世纪初
数据中心的兴起促进了ASON技 术的快速发展。
自动交换光网络的基本结构
云计算
ASON技术可支持虚拟化技术， 提高云计算网络的安全性和可 靠性。
自动交换光网络的未来展望
5G时代
ASON技术可为5G通信网络 提供高速大容量的传输支 持。
智能制造
ASON技术可应用于智能制 造，提高数据安全性和生 产效率。
量子通信
ASON技术可与量子通信技 术结合，构建更安全更高 效的网络。
1
应用层
为用户提供多种服务，兼容不同协议。
控制层
2
负责网络的管理与流量控制，提供
QoS保障。
3
传输层
负责数据的传输和交换，建立灵活的
光传输层
4
光通路。
实现光信号的自动交换光网络的技术要点
1 WDM技术
光波分复用技术，提高带宽利用率。
本课程将介绍自动交换光网络的概念、架构、技术要点、应用场景、未来展 望等内容。欢迎大家参与并提问。
什么是自动交换光网络？
定义
自动交换光网络（ASON） 是一种多层次、多服务的 多协议数据传输技术，通 过全球互联网提供高速、 安全、低损耗、低时延的 数据传输。
作用
ASON可将不同协议的不同 业务进行自适应交换，保 证了网络的可维护、高效 运行和完整性。
优势
与其它传输技术相比， ASON具备存储带宽利用率 高、冗余路由减少、快速 故障修复、资源动态优化 等优点。
自动交换光网络的发展历程
20世纪70年代
第一条光纤通信线路诞生。
20世纪90年代
光开关引入，SONET/SDH网络 得到广泛应用。
21世纪初
数据中心的兴起促进了ASON技 术的快速发展。
自动交换光网络的基本结构
云计算
ASON技术可支持虚拟化技术， 提高云计算网络的安全性和可 靠性。
自动交换光网络的未来展望
5G时代
ASON技术可为5G通信网络 提供高速大容量的传输支 持。
智能制造
ASON技术可应用于智能制 造，提高数据安全性和生 产效率。
量子通信
ASON技术可与量子通信技 术结合，构建更安全更高 效的网络。
1
应用层
为用户提供多种服务，兼容不同协议。
控制层
2
负责网络的管理与流量控制，提供
QoS保障。
3
传输层
负责数据的传输和交换，建立灵活的
光传输层
4
光通路。
实现光信号的自动交换光网络的技术要点
1 WDM技术
光波分复用技术，提高带宽利用率。
自动交换光网络
04
ASON的挑战与未来发展
技术成熟度和互通性
技术成熟度
随着技术的不断进步，自动交换光网络（ASON）技术逐渐成熟，但仍需进一步优化和 完善。
互通性
不同厂商的ASON设备之间的互通性仍需加强，以实现更加灵活的网络连接和资源调度。
标准化和开放性
要点一
标准化
制定统一的ASON标准，确保不同厂商的设备能够相互兼 容和协同工作。
持。
ASON在数据中心和云计算中的发展前景
随着数据中心和云计算的快速发展，ASON将能够为其提供高效、可靠、低延迟和 高带宽的数据传输服务。
ASON的智能化和自动化能力将有助于提高数据中心和云计算的性能和可靠性，满 足不断增长的数据处理和存储需求。
ASON在数据中心和云计算中的发展前景广阔，将为其提供更加优质的网络连接服 务，促进其快速发展。
降低运营成本
ASON的自动化和智能化特性减少了人工干预，降低了运 营成本。
提高网络资源利用率
ASON能够智能地调度和分配网络资源，提高了资源利用 率。
提高网络可靠性
ASON的分布式恢复和重路由机制提高了网络的可靠性。
ASON的工作原理和架构
工作原理
ASON通过自动发现网络中的资源和拓扑结构，并根据业务需求和网络状况动 态建立光路径。它利用GMPLS协议实现资源的动态调度和控制。
型。
ASON在物联网和工业互联网中的应用前景
随着物联网和工业互联网的快速 发展，ASON将能够为其提供稳 定、可靠、低延迟和高带宽的数
据传输服务。
ASON的智能调度和自动化配置 能力将有助于提高物联网和工业 互联网的效率和可靠性，促进其
快速发展。
ASON在物联网和工业互联网中 的应用前景广阔，将为各行业的 智能化和数字化转型提供有力支
现代交换原理与通信网技术——第10章 光交换
以下是几种主要的光开关器件： (1)半导体光放大器 半导体光放大器可以对输入的光信号进行放大，并且 可以利用一种叫偏置电信号的器件来控制对光信号的 放大倍数。当偏置电信号的值为0时，输入的光信号不 能从光放大器的输出端输出，相当于电开关的断开； 当偏置电信号的值不为0时，输入的光信号可以从输出 端输出，相当于电开关的接通。结构如图10.3所示。
图10.4 耦合波导开关结构图
(3) 硅衬底平面光波导开关 这种开关包含两个3dB的定向耦合器和两个长度相等的 波导臂，利用镀在Mach－Zehnder干涉仪波导臂上的 金属薄膜加热器形成相位延时器，通过控制两臂的相 位差来控制光信号的接通和断开。它的原理是利用在 硅介质波导内的热－电效应，平时偏压为零时，开关 处于交叉连接状态，但是当波导臂被加热后，开关切 换到平行的连接状态。如图10.5所示。
交换矩阵完成光信号在空间上的选路工作。交换矩阵要 能够完成基于分组级的信号处理。实现高速的信号处理 是交换矩阵的一个关键问题。交换矩阵必须在两个相继 分组到达的时间间隔内完成重新配置和交换。例如，在 一个10Gbit/s系统中，如果分组长度为125Byte （1kbit），一个分组要完全离开输入端口到达交换矩阵 需要大约100ns。两个分组之间的间隔也非常短，所以 交换矩阵重新配置和交换的时间必须是纳秒级的。
10.2.3 波分 频分光交换 波分/频分光交换 波分交换是根据光信号的波长来进行通路选择的交换 方式。其基本原理是对于波分复用信号使用不同的波 长来区别各路原始信号，通过改变输入光信号的波长， 把某个波长的光信号变换成另一个波长的光信号输出， 即实现波长互换，从而实现对各路原始信号的交换。 波分光交换模块由波长复用器/去复用器、波长选择空 间开关和波长变换器（波长开关）组成。 如图10.9所 示。
自动交换光网络
ASON主要特点
ASON除集成了传统光传送的主要特点外，还具备以下突出优点： （1）直接在光层上按需提供服务，能够适应络拓扑的改变，通过公共的控制平面加速服务，根据络和相关服 务的需要改变络大小，提供各种服务等级和保护机制。 （2）具备实时的流量工程控制，允许将络资源动态地分配给路由，能够对络资源、业务流量进行更加智能化 的配置，根据数据流量类型实现数据业务的分类。 （3）具有智能化控制特点，能够动态、自动地完成端到端光通道的建立、拆除和修改，具备链路管理、连接 进入控制和业务优先级管理等功能，具备不同粒度的快速交换能力。 （4）具备自动资源发现功能，为络的高效和快速提供了方便。 （5）具备优良的络生存性，实现对络的强大保护和故障修复 能力。 （6）将光资源与数据业务分布自动在一起，可以形成一个响应快和成本相对较低的光传送，并与所传送客户 层信号的比特率和协议相对独立，可支持多种客户层信号。 （7）可以提供新的业务类型。
使用数据通信通道DCC的邻居发现过程为：
1、发送时：各个节点将含有自身节点ID以及发送消息端口的ID放入Hello消息中。含有这一消息的IP数据包 被发往组播“224.0.0.1”，并通过DCC发出。
2、接收时：各个接收到Hello消息的节点将收到信息与本端逻辑链路标识符之间建立映射。随后，它将接收 到的节点ID、端口ID值添加到其发出的Hello消息中。
MPLS原来是用于分组交换络的，GMPLS对MPLS做了扩展。GMLPS的接口交换能力支持分组交换、时分交换、 波长交换和端口或光纤交换。不同的交换方式具有不同类型的标签，分组络中使用显式的标签，其它交换类型络 使用隐式标签，时分交换络以时隙为标签，波长交换络已波长为标签，端口或光纤交换络中则以端口号为标签。 在GMPLS中，定义了一套分布式控制协议，包括链路管理、拓扑和资源发现及信令三大功能。
第10章 光交换(交换原理与技术课件)
与电分组交换相似，光分组交换也是一种存储转发式的交 换，不过存储转发的基本数据单元是光分组(Optical Packet)。光 分组由分组首部、载荷域和保护时间三部分组成。
在光分组交换结点中必须设有光分组的缓冲存储器，用以解 决两个或两个以上的分组同时或接近同时到达同一输出端口而引 起的“输出冲突”问题。
的光滤波器会给光信
号带来一定的损伤， 从而会影响系统的传 输性能。
ODMX WDM信号
OMUX WDM信号
分出 λ s 插入
本地设备
9
交换技术
OADM的实现方法及其工作原理(续)
第9章 以太网交换
• 基于光纤MZI和FBG的OADM
基于光纤马赫－曾德尔干涉仪(MZI)和光纤布喇格 光栅(FBG)构成的全光纤型OADM如下图所示。
(a) 1× 1
断 型 和 1×2 的 传 导 型 两 种 。 1
基本的空分光交换单元是
1× 1
2
1× 1
3
1×2和2×2光开关。
(c) 1×2
2
1
3
V
1
2
3
(b) 1 × 2
1 1× 2
2
4
3
(d) 2×2
13
交换技术
光交叉连接设备(OXC) （续）
第 10 章
光交换
• 空分光交换---举例
基于空分光交换基本单元，通过集成，可以构成更 大规模的空分交换矩阵或交换网络。
第10章 光交换(交换原理与技术课件 ）
交换技术
关于光交换
第 10 章
光交换
目前广泛应用的光网络是基于波分复用(WDM)与波长选路 (WR)的光承载网络(OTN)。OTN中采用的交换技术为光路交 换。光分插复用设备(OADM)和光交叉连接设备(OXC)是两种 光路交换设备。本章将在讲述WDM和OTN的基本原理之后， 着重讨论OADM和OXC的工作原理与关键技术。最后介绍光 分组交换和突发交换的概念。
在光分组交换结点中必须设有光分组的缓冲存储器，用以解 决两个或两个以上的分组同时或接近同时到达同一输出端口而引 起的“输出冲突”问题。
的光滤波器会给光信
号带来一定的损伤， 从而会影响系统的传 输性能。
ODMX WDM信号
OMUX WDM信号
分出 λ s 插入
本地设备
9
交换技术
OADM的实现方法及其工作原理(续)
第9章 以太网交换
• 基于光纤MZI和FBG的OADM
基于光纤马赫－曾德尔干涉仪(MZI)和光纤布喇格 光栅(FBG)构成的全光纤型OADM如下图所示。
(a) 1× 1
断 型 和 1×2 的 传 导 型 两 种 。 1
基本的空分光交换单元是
1× 1
2
1× 1
3
1×2和2×2光开关。
(c) 1×2
2
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V
1
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3
(b) 1 × 2
1 1× 2
2
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3
(d) 2×2
13
交换技术
光交叉连接设备(OXC) （续）
第 10 章
光交换
• 空分光交换---举例
基于空分光交换基本单元，通过集成，可以构成更 大规模的空分交换矩阵或交换网络。
第10章 光交换(交换原理与技术课件 ）
交换技术
关于光交换
第 10 章
光交换
目前广泛应用的光网络是基于波分复用(WDM)与波长选路 (WR)的光承载网络(OTN)。OTN中采用的交换技术为光路交 换。光分插复用设备(OADM)和光交叉连接设备(OXC)是两种 光路交换设备。本章将在讲述WDM和OTN的基本原理之后， 着重讨论OADM和OXC的工作原理与关键技术。最后介绍光 分组交换和突发交换的概念。
自动交换光网络介绍
通信前沿自动交换光网络(ASON)为了适应当今网络高速发展的要求，人们已经对“智能”的实现需要从电层转变到光层这一趋势达成了共识。
近些年来，在光网络领域中出现的两大技术使电子交换设备动态向光网络申请宽带宽资源成为了可能，也使人们渐渐看到了光网络光明的发展前景。
首先，经过多年的广泛研究，WDM 技术在光网络中日趋成熟，全光交叉连接设备(OXC: Optical Cross Connects)和全光分插复用设备(OADM: Optical Add-Drop Multiplexer)已经达到了实用的程度。
随着OXC 和OADM 的发展，光信号可以根据其波长直接在光网络中路由，而不需要进行光-电-光的转换，这样便省去了节点处的电子交换设备。
其次，效仿IP 路由器和ATM 交换设备的工作方式，并考虑到在光网络中，路由的选择与光传输距离、备用路由和原路由分集等因素有着直接关系，对其进行了改进，使客户终端可以在任何时间任何地点动态申请占用或申请撤销一个带宽资源。
这种智能光传输网络被用于提供带宽服务(BODS: Bandwidth on Demand Service)。
之所以称这种光传输网络具有“智能”，是因为它利用了现有的Internet 网络控制协议 (例如GMPLS: Generalized Multiple Protocol Label Switching 和OSPF: Open Shortest Path First)控制光信息通道的建立和拆除，而不需要人工的参与。
自动交换光网络(ASON)存在以下几方面优势：能够快速、高质量的为用户提供各种带宽服务与应用：自动交换光网络使得业务供应商可以在几分钟甚至几秒钟内迅速的为用户提供一个波长通道，实现“光拨号”。
还可以基于ASON 技术开发“波长批发”、“波长出租”及“光VPN”(虚拟专用网：Virtual Private Network) 等各种业务，有效的将光纤的物理带宽转化为最终用户带宽，从而使得网络运营商能够迅速开通各种增值业务。
第10章 自动交换光网络
10.1.1 ASON概述
ASON的特性在于，从传统的传输节点 设备和管理系统中抽象分离出了控制平面， 首次在传输网络中引入了信令的概念，同时 将数据网和传输网管理的优点融合在一起， 进而实现了实时动态网络管理。
10.1.1 ASON概述
ASON的特点
4
1
2
3
控制为主的 工作方式
分布式 智能
多层统一 与协调
整个网络包括 3 个平面，即控制平 面、管理平面以及传送平面，通过 数据通信网（ DCN ）联系着 3 大平 面， DCN是负责实现控制信令消息 和管理信息传送的信令网络。
管理信息传送 信令信息传送 数据通信网（DCN）
CCI：连接控制接口 LNx：层网络x NMI-A：网络管理A接口 NMI-T：网络管理T接口
管理平面 指配 请求 指配 请求 指配 请求
连接 终端点
A
网元
网元 传送平面 永久连接（PC）
网元
B
连接 终端点
图10.3 ASON中的永久连接
10.1.2 ASON体系结构
软永久连接(SPC)的建立是由管理平面和控制平面共同完成。这种连 接的建立方式介于PC和SC之间，它是一种分段的混合连接方式。在 SPC 中，用户到网络的部分由管理平面直接配置，而网络部分的连 接通过管理平面向控制平面发起请求，然后由控制平面完成。
图10.2 管理/控制和传送资源的关系
10.1.2 ASON体系结构
ASON的3个接口
ASON网络的接口是网络中不同的功能实体之间的连接 渠道，它规范化了两者之间的通信规则。在ASON网络体系 结构中，控制平面和传送平面之间通过连接控制接口(CCI) 相连，而管理平面则通过网络管理接口A（NMI-A）和网络 管理接口T（NMI-T）分别与控制平面及传送平面相连。3个 平面通过3个接口实现信息的交互。
自动交换光网络
2020/3/20
自动交换光网络(ASON)是一种光传送 网络的组网新技术，是构建下一代光网络 的核心技术之一，目前已经成为“智能光 网络”的代名词。
ASON直接在光纤网络上引入了以IP为 核心的智能控制技术，被誉为是传送网概 念的重大突破，代表了光通信网络技术新 的发展阶段和未来的演进方向。
2020/3/20
2020/3/20
10.1.4 ASON智能光传送节点技 术
面向广域网络的智能光传送节点设备应满足如下需求：
大容量、无阻塞的交叉连接结构，突破现有光传输系统 在交换容量和端口数目上的限制，能够实现快速的、远距离 的端到端的连接提供，满足带宽网络业务需求。
面向城域网络的智能光传送节点应满足如下需求：
ASON业务提供 能力强大，业务 种类丰富，能在 光层直接实现动 态业务分配，可 根据业务需要提 供带宽，也可根 据客户信号的业 务等级获得所需 要的保护等级。
10.1.1 ASON概述
ASON的优势
1
2
3
4
超宽带业务和非标 准带宽业务
超宽带业务可
以提供大于光波的 宽度，非标准的带 宽业务可使IP映射 到合适的SDH的带 宽，提高SDH网络 的带宽利用率。
现和设备中标准功能 模块之间的交互。
图10.2 管理/控制和传送资源的关系
2020/3/20
10.1.2 ASON体系结构
ASON的3个接口
ASON网络的接口是网络中不同的功能实体之间的连接 渠道，它规范化了两者之间的通信规则。在ASON网络体系 结构中，控制平面和传送平面之间通过连接控制接口(CCI) 相连，而管理平面则通过网络管理接口A（NMI-A）和网络 管理接口T（NMI-T）分别与控制平面及传送平面相连。3个 平面通过3个接口实现信息的交互。
自动交换光网络(ASON)是一种光传送 网络的组网新技术，是构建下一代光网络 的核心技术之一，目前已经成为“智能光 网络”的代名词。
ASON直接在光纤网络上引入了以IP为 核心的智能控制技术，被誉为是传送网概 念的重大突破，代表了光通信网络技术新 的发展阶段和未来的演进方向。
2020/3/20
2020/3/20
10.1.4 ASON智能光传送节点技 术
面向广域网络的智能光传送节点设备应满足如下需求：
大容量、无阻塞的交叉连接结构，突破现有光传输系统 在交换容量和端口数目上的限制，能够实现快速的、远距离 的端到端的连接提供，满足带宽网络业务需求。
面向城域网络的智能光传送节点应满足如下需求：
ASON业务提供 能力强大，业务 种类丰富，能在 光层直接实现动 态业务分配，可 根据业务需要提 供带宽，也可根 据客户信号的业 务等级获得所需 要的保护等级。
10.1.1 ASON概述
ASON的优势
1
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4
超宽带业务和非标 准带宽业务
超宽带业务可
以提供大于光波的 宽度，非标准的带 宽业务可使IP映射 到合适的SDH的带 宽，提高SDH网络 的带宽利用率。
现和设备中标准功能 模块之间的交互。
图10.2 管理/控制和传送资源的关系
2020/3/20
10.1.2 ASON体系结构
ASON的3个接口
ASON网络的接口是网络中不同的功能实体之间的连接 渠道，它规范化了两者之间的通信规则。在ASON网络体系 结构中，控制平面和传送平面之间通过连接控制接口(CCI) 相连，而管理平面则通过网络管理接口A（NMI-A）和网络 管理接口T（NMI-T）分别与控制平面及传送平面相连。3个 平面通过3个接口实现信息的交互。
现代交换技术 第十章 光交换
在同一光纤通道中，将一种波长的光信号转换为另一种波长的光信号。
耦合波导光开关
10.2 光交换器件
• 波长转换器是一种能把带有信号的光波从一个波长输入转换为另 一个波长输入的器件。
• 波长转换器是解决相同波长争用同一个端口时的信息阻塞的关键。 • 光存储器是光交换网中时分型交换模块的重要部件。 光纤时延线光存储器 双稳态激光二极管光存储器 • 在光纤通信中，通信信息由LED或LD发出的光波所携带，光波就 是载波，把信息加载到光波上的过程就是调制。 • 光调制器是实现从电信号到光信号转换的器件。
10.4 光交换系统
• 光交叉连接有三种实现方式: 光纤交叉连接：以一根光纤上所有波长的总容量为基础进行的交叉 连接。 波长交叉连接：将一根光纤上的任何波长交叉连接到使用相同波长 的另一根光纤上。 波长变换交叉连接：将任何输入光纤上的任何波长交叉连接到任何 输出光纤上。
10.4 光交换系统
• 自动光交换网络ASON体系结构主要体现在具有鲜明特色的三个平 面、三种接口和三类连接方式上。
10.5 自动光交换网络
• ASON的三个平面为控制平面、管理平面、传送平面：
控制平面是ASON最具特色的核心部分，主要完成路由控制、连接及链 路资源管理、协议处理和其它策略控制功能。
传送平面由一系列的传送实体组成，为业务的传送提供端到端的单向 或双向传输通道。 管理平面负责对传送平面和控制平面进行管理。
• 光分组交换能在细粒度上实现光交换/选路，极大地提高了光网络的灵活性和贷 款利用率: 输入接口 对输入信号进行定时、检测、同步、识别，以便进行后续的处理 和交换。 控制单元 负责处理、更新信头信息，保持节点转发表，并将新的信头传送 给输出接口。
10.4 光交换系统
耦合波导光开关
10.2 光交换器件
• 波长转换器是一种能把带有信号的光波从一个波长输入转换为另 一个波长输入的器件。
• 波长转换器是解决相同波长争用同一个端口时的信息阻塞的关键。 • 光存储器是光交换网中时分型交换模块的重要部件。 光纤时延线光存储器 双稳态激光二极管光存储器 • 在光纤通信中，通信信息由LED或LD发出的光波所携带，光波就 是载波，把信息加载到光波上的过程就是调制。 • 光调制器是实现从电信号到光信号转换的器件。
10.4 光交换系统
• 光交叉连接有三种实现方式: 光纤交叉连接：以一根光纤上所有波长的总容量为基础进行的交叉 连接。 波长交叉连接：将一根光纤上的任何波长交叉连接到使用相同波长 的另一根光纤上。 波长变换交叉连接：将任何输入光纤上的任何波长交叉连接到任何 输出光纤上。
10.4 光交换系统
• 自动光交换网络ASON体系结构主要体现在具有鲜明特色的三个平 面、三种接口和三类连接方式上。
10.5 自动光交换网络
• ASON的三个平面为控制平面、管理平面、传送平面：
控制平面是ASON最具特色的核心部分，主要完成路由控制、连接及链 路资源管理、协议处理和其它策略控制功能。
传送平面由一系列的传送实体组成，为业务的传送提供端到端的单向 或双向传输通道。 管理平面负责对传送平面和控制平面进行管理。
• 光分组交换能在细粒度上实现光交换/选路，极大地提高了光网络的灵活性和贷 款利用率: 输入接口 对输入信号进行定时、检测、同步、识别，以便进行后续的处理 和交换。 控制单元 负责处理、更新信头信息，保持节点转发表，并将新的信头传送 给输出接口。
10.4 光交换系统
《自动交换光网络》PPT课件
10.1.4 ASON智能光传送节点技术
物波理带适适配配层层：：对将输波入带输信出号光解信复号用放，大并、逐链个路波级长功进率行调功整率平衡及复用
多粒度光波光纤长交交交叉换叉连连节接接点层层完：：完成完成成对光波光纤长纤级通的端道交级口叉的级连交、接叉不连接同、光分纤插中复用双、向保任护意恢复光波带级、 波长级、光数波纤长字适适V配配C层(层虚：：容将完多器成波D)级长WD信等M号不要分求同割的颗为特若粒定干度波波长带带生，宽成对光，波支信带持号信虚号的波进交长行通叉功道率连的管接波理和智能 控制功能的波带实交现叉。连多接层长粒：变度成换光以以交波及带电换为再节单生点位处的的理交功叉能连模接型如下图所示。
NMI-A
整个网络包括3个平面，即控制平
面、管理平面以及传送平面，通过 数 据 通 信 网 （ DCN ） 联 系 着 3 大 平 面，DCN是负责实现控制信令消息 和管理信息传送的信令网络。
CP TP层网络管理 资源
管理
管理
LN1 LN2
LN3
传递平面（TP）
NMI-T
管理平面（MP）
管理信息传送 信令信息传送
按需带宽业务 根据用户SLA
要求，通过“点击 ”方式方便的使用 户配置自己的带宽 、持续时间和保护 恢复等级等。
动态虚拟环配置和端 到端电路配置业务
电路和交换保护
环的动态调整，提供 根据用户的流量大小 、方向动态调整的功 能，以适应数据业务 的流量动态变化，改 善拥塞情况，提高数 据网络的QoS。
虚拟光网络业务 虚拟光网络可
沿着计算好的连接路径进行统一指配，最终完成通路的建立。在这 种方式下，ASON网络能很好的兼容传统光网络，实现两者的互联。
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到管理系统
MO
到管理系统
监控 配置
原子功能 （拓扑模型）
MO
MIBiblioteka 内部设备 接口传送资源
MI：管理信息 MO：被管理对象
最下面的部分是物
理传送资源，表示真
正的物理设备。这些 实物在ITU-T的标准 G . 805中被称为原子
功能。被管理对象 (MO)表示管理系统看 到的设备映射。MO
通过设备内部的管理 信息(MI)参考点来实
NMI-A
整个网络包括3个平面，即控制平
面、管理平面以及传送平面，通过 数 据 通 信 网 （ DCN ） 联 系 着 3 大 平 面，DCN是负责实现控制信令消息 和管理信息传送的信令网络。
CP TP层网络管理 资源
管理
管理
LN1 LN2
LN3
传递平面（TP）
NMI-T
管理平面（MP）
管理信息传送 信令信息传送
•永久连接（PC，Permanent Connection）
•软永久连接（SPC，Soft Permanent Connection
•交换连接（SC，Switched Connection）
10.1.2 ASON体系结构
控制平面(CP) 管理平面(MP) 传递平面(TP)
ASON 体系结构
永久连接(PC) 软永久连接(SPC)
交换连接(SC)
连接控制接口(CCI) 网络管理A接口 (NMI-A) 网络管理T接口 (NMI-T)
10.1.2 ASON体系结构
LN1 LN2
LN3
控制平面（CP）
4 面向业务
自动控制取代 管理成为ASON 最主要的工作
方式，处理速
度快、实时化，
与数据业务相 适应。
1）采用分布式 动态方式建立连 接，各节点自主 执行信令、路由 和资源分配； 2）ASON设备 可自动发现物理
上、逻辑上与之 有关系的网元。
网络层次细化 为多种粒度， 但多层的控制 却是统一的， 通过公共的控 制平面来协调 各层的工作， 可帮助ASON 实现自动化的 功能。
CCI：连接控制接口 LNx：层网络x NMI-A：网络管理A接口 NMI-T：网络管理T接口
数据通信网（DCN）
图10.1 自动交换光网络(ASON)体系结构
10.1.2 ASON体系结构
与现有光网络相比，ASON增加了控制平面，通 过使用接口、协议和信令系统，可动态地交换光网络 的拓扑信息、路由信息和其他控制信息，实现了光通 道的动态建立和拆除，以及网络资源的动态分配。
现和设备中标准功能 模块之间的交互。
图10.2 管理/控制和传送资源的关系
10.1.2 ASON体系结构
ASON的3个接口
ASON网络的接口是网络中不同的功能实体之间的连接 渠道，它规范化了两者之间的通信规则。在ASON网络体系 结构中，控制平面和传送平面之间通过连接控制接口(CCI) 相连，而管理平面则通过网络管理接口A（NMI-A）和网络 管理接口T（NMI-T）分别与控制平面及传送平面相连。3个 平面通过3个接口实现信息的交互。
10.1.1 ASON概述
▪ 由来：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。
▪ 定义：通过能提供自动发现和动态连接建
立功能的分布式(或部分分布式)控制平面， 在OTN或SDH网络之上，实现动态的、基 于信令和策略驱动控制的一种网络。
10.1.2 ASON体系结构
ASON的3种连接
ASON网络体系结构是一种客户/服务器关系结构（即重叠网络 模型），其显著特点是客户网络和提供商网络之间有着很明显的边 界，它们之间不需要共享拓扑信息。客户方通过向网络提供方发送 连接请求，可在网络中动态地建立一条业务通道。
在ASON网络中，根据不同的连接需求以及连接请求对象的不同， 提供了3种类型的连接：
10.1.1 ASON概述
ASON的特性在于，从传统的传输节点 设备和管理系统中抽象分离出了控制平面， 首次在传输网络中引入了信令的概念，同时 将数据网和传输网管理的优点融合在一起， 进而实现了实时动态网络管理。
10.1.1 ASON概述
ASON的特点
1
控制为主的 工作方式
2
分布式 智能
3
多层统一 与协调
按需带宽业务 根据用户SLA
要求，通过“点击 ”方式方便的使用 户配置自己的带宽 、持续时间和保护 恢复等级等。
动态虚拟环配置和端 到端电路配置业务
电路和交换保护
环的动态调整，提供 根据用户的流量大小 、方向动态调整的功 能，以适应数据业务 的流量动态变化，改 善拥塞情况，提高数 据网络的QoS。
虚拟光网络业务 虚拟光网络可
以使客户充分利用 全配置的光网络， 并且不需要额外的 通信花销。
10.1.2 ASON体系结构
与传统光传送网相比， ASON突破性 地引入了更加智能化的控制平面，从而使 光网络能够在信令的控制下完成网络连接 的自动建立、资源的自动发现等过程。
ASON体系结构主要表现在具有ASON 特色的3个平面、3个接口以及所支持的3种 连接类型上。
ASON业务提供 能力强大，业务 种类丰富，能在 光层直接实现动 态业务分配，可 根据业务需要提 供带宽，也可根 据客户信号的业 务等级获得所需 要的保护等级。
10.1.1 ASON概述
ASON的优势
1
2
3
4
超宽带业务和非标 准带宽业务
超宽带业务可
以提供大于光波的 宽度，非标准的带 宽业务可使IP映射 到合适的SDH的带 宽，提高SDH网络 的带宽利用率。
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，构成 了一种集中管理与分布智能相结合、面向运营者的维 护管理需求与面向用户的动态服务需求相结合的综合 化的光网络管理方案。
10.1.2 ASON体系结构
控制平面 组件
第10章
自动交换光网络
ASON：Automatic switch optical network
自动交换光网络(ASON)是一种光传送 网络的组网新技术，是构建下一代光网络 的核心技术之一，目前已经成为“智能光 网络”的代名词。
ASON直接在光纤网络上引入了以IP为 核心的智能控制技术，被誉为是传送网概 念的重大突破，代表了光通信网络技术新 的发展阶段和未来的演进方向。