光网络的路由协议是由IP路由协议扩展而来。IP网络是基于分组交换的无连接网络，而光网络是面向连接的电路交换网络，因此光网络的路由功能具有不同于IP网络路由的特点。IP路由协议包括控制平面和数据平面两大部分，只有IP路由协议的控制平面才适用于光网络，IP路由的数据包传送功能和光网络并不相关。IP网络中，路由协议和数据平面的转发过程关系密切，一旦出现故障，就必会有用户受到影响；光网络中的控制平面与数据平面是分开的，路由协议出现故障不会影响已经建立的连接，拓朴或资源状态出现问题时，只会影响新连接的建立。IP网络中所有节点都必须知道整个网络的拓朴，而在光网络中，路由的计算是由源节点完成的，只需要源节点拥有正确的网络拓朴信息即可。

ASON路由协议使用扩展了的OSPF路由协议，它仍采用OSPF的扩散和同步机制，但提供了更丰富的链路状态信息，如资源的可用性、物理层分离信息等；同时它也提供了对控制网和传送网分离的支持，使得OSPF协议可以应用于非IP网络中（ATM、SDH等）。IETF将OSPF协议扩展为GMPLS OSPF-TE协议，用于实现单域路由。扩展OSPF与传统OSPF的比较见下表。

OSPF采用Dijkstra提出的“最短路径算法”，用“洪泛法”向域内节点发送路由信息。成员链路具有以下属性：最大带宽、未预留带宽、最大最小连接带宽、链路保护类型、共享风险链路组（SRLG）信息和接口交换能力描述符。由于OSPF域有可扩展性，某个OSPF域可由多个域组成，单OSPF域路由应当向跨域扩展。一种方案是严格的层次配置，每个域（包括骨干域，骨干域由所在域的域边界节点ABN构成）分配一个IP地址，除了经过骨干域以外，从某域中某节点到另一域中某节点的路径不会穿过其他中间域。另一种方案是一条骨干域中的路径可能包含有多条穿过中间域的路径。在OSPF协议中，每个节点都会生成LSA，并将其泛洪到域内所有节点。ABN创建它所在域（非骨干域）的摘要信息，并把摘要信息泛洪到骨干域中。