未來(lái)SDN或成為OTN網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)的趨勢

        【訊石光通訊咨詢(xún)網(wǎng)】在2013年6月于北京舉行的第十三屆中國光網(wǎng)絡(luò )研討會(huì )上，來(lái)自中興通訊的專(zhuān)家王會(huì )濤發(fā)表了題為《OTN網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)的思考》的演講，為大家帶來(lái)了關(guān)于OTN網(wǎng)絡(luò )的演進(jìn)歷史。

光傳送網(wǎng)絡(luò )回顧

        通信網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展由PDH進(jìn)化到SDH，再發(fā)展到OTN，未來(lái)會(huì )怎樣發(fā)展呢？如今電信的新業(yè)務(wù)引入模式需要滿(mǎn)足快速上市的需求，因此主要有兩種模式。一種是周期以年計的電信/網(wǎng)絡(luò )模式，另一種則是周期以月/周計的互聯(lián)網(wǎng)/IT模式。通過(guò)CT與IT的相互滲透和學(xué)習，作為互聯(lián)網(wǎng)基礎的通信網(wǎng)絡(luò )需要支持快速響應和交付的能力。

        而網(wǎng)絡(luò )向軟件化方向演進(jìn)需要滿(mǎn)足四個(gè)基本條件：資源快速指配、接入靈活協(xié)同、質(zhì)量按需保障和降低日常開(kāi)支和固定資產(chǎn)的投入。

        軟件定義網(wǎng)絡(luò )通常情況下軟硬件解耦，硬件管性能，軟件管功能，利用軟件來(lái)提升效率創(chuàng )造價(jià)值。同時(shí)還需要應對業(yè)務(wù)的快速變化和新功能開(kāi)發(fā)成本上升的挑戰，軟硬件解耦接口開(kāi)放更有利于業(yè)務(wù)創(chuàng )新，降低總運營(yíng)成本，也是網(wǎng)絡(luò )軟件化的前提條件。

SDN的驅動(dòng)力和基本特征

        軟件定義網(wǎng)絡(luò )(Software Defined Network, SDN )的應用范圍廣泛，能夠幫助IDC（互聯(lián)網(wǎng)數據中心）運營(yíng)商需要更好地控制網(wǎng)絡(luò )并降低總成本；企業(yè)網(wǎng)絡(luò )需統一安全控制，高效運維及適配應用；內容提供商需要控制或協(xié)同網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現應用保障；電信運營(yíng)商需整合基礎設施及應用，開(kāi)源，節流。同時(shí)，SDN的特征明顯，能控制平面和轉發(fā)平面分離，減少相互影響和制約硬件和軟件分離，各自專(zhuān)注于特長(cháng)，獨立演進(jìn)發(fā)展；邏輯上集中控制，更易實(shí)現全局優(yōu)化，便于運維物理上分布，保證網(wǎng)絡(luò )的可靠性；開(kāi)放的接口和資源便于第三方開(kāi)發(fā)，實(shí)現業(yè)務(wù)創(chuàng )新開(kāi)放易于標準化進(jìn)程，方便多方互通。

        本質(zhì)上，SDN是采用IT化、軟件化的思路和架構來(lái)改變通信網(wǎng)絡(luò )，是一個(gè)IT和CT產(chǎn)業(yè)整合的過(guò)程，能夠控制轉發(fā)分離、控制邏輯集中，并具有網(wǎng)絡(luò )能力開(kāi)放。

        據了解，OTN光傳送網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展趨勢趨向于更靈活、更開(kāi)放、更高效的方式。最初OTN的“管理+傳送”模式屬于簡(jiǎn)單的環(huán)形鏈型組網(wǎng)，采用集中的管理模式手工靜態(tài)配置，網(wǎng)絡(luò )組成結構比較僵化和固定，難以適應具有很強突發(fā)性的數據業(yè)務(wù)需求。發(fā)展到“管理+傳送+控制(GMPLS/PCE)”階段的特征為，復雜的MESH組網(wǎng)，光電兩層調度可重配置；與連接相關(guān)的配置管理功能從管理平面分離；分布式控制PCE集中計算路徑和資源分配；業(yè)務(wù)快速開(kāi)通，服務(wù)分級，動(dòng)態(tài)保護恢復。發(fā)展到“SDN/Openflow”階段的特征為：可編程的光組件、光節點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò )；集中控制，統一調度和優(yōu)化；開(kāi)放的接口，支持第三方管控；高效、靈活和開(kāi)放讓光網(wǎng)絡(luò )更好地支持上層應用。

        光傳送網(wǎng)絡(luò )架構逐漸演變成SDN。當前的光網(wǎng)絡(luò )特征：傳送網(wǎng)絡(luò )與分布式的控制平面集成、基于網(wǎng)管配置或信令建立連接、管理、控制和規劃軟件并存、大部分采用私有接口，而開(kāi)放的SDN的特征為：軟件定義架構，支持網(wǎng)絡(luò )能力開(kāi)放和第三方管控，支持異構網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)、管理控制、路徑計算等功能與設備解耦，集中于SDN控制器中、開(kāi)放的南向/北向接口。

        控制平面與SDN控制器相比，控制平面的特征為：GMPLS協(xié)議分布于運行各節點(diǎn)的控制平面上、PCE統一集中路徑計算和資源分配、基于信令進(jìn)行連接建立、自定義私有接口；而SDN控制器的特征為：轉發(fā)面節點(diǎn)能力和網(wǎng)絡(luò )資源向控制器開(kāi)放、集中的控制器與轉發(fā)面分離基于統一的流表進(jìn)行轉發(fā)和動(dòng)作、開(kāi)放的南向接口SBI。

        其中，控制平面/PCE架構進(jìn)一步開(kāi)放接口并集中管控，可以向SDN架構平滑演進(jìn)。

控制平面向SDN控制器演進(jìn)思路

        控制平面向SDN控制器平滑演進(jìn)主要能夠擴展現有功能，并新增功能模塊。OTN傳送平面技術(shù)演進(jìn)為可編程光傳送網(wǎng)絡(luò )。

        與傳統的光網(wǎng)絡(luò )不同，超100G時(shí)代的OTN光傳送網(wǎng)絡(luò )引入了多載波光傳輸技術(shù)、Flexible Grid技術(shù)和更強的相干DSP處理能力，從而具備可配置/編程特性，而可編程意味著(zhù)可以根據需要而改變，傳送層的可編程能力和特征是以組件的可編程能力為基礎，從而使得節點(diǎn)設備具備靈活的可編程特性，并將這些可編程能力向上層開(kāi)放，使得整個(gè)光傳送網(wǎng)絡(luò )具備更強的軟件定義特征，提升光網(wǎng)絡(luò )整體性能和資源利用率，支持更多的光網(wǎng)絡(luò )應用。

        組件可編程的SDO(軟件定義光模塊)，線(xiàn)路側根據不同的鏈路狀態(tài)選擇不同的頻譜效率和補償算法，其中頻譜效率可編程的Nyquist/O-OFDM/e-OFDM可變，16QAM/QPSK/BPSK可變；而補償算法可編程的損傷補償算法可變，以及FEC類(lèi)型和格式可變。

        另外，組件可編程的Flexible Grid器件(Tunable mux/demux, WSS)，根據不同的信號譜寬和級聯(lián)數量選擇不同柵格寬度和濾波形狀，有N*12.5GHz的柵格寬度可編程和可編程光濾波的光譜形狀可編程。

        網(wǎng)絡(luò )可編程的應用分三大類(lèi)，第一類(lèi)，虛擬帶寬專(zhuān)線(xiàn)（BoD）根據用戶(hù)需求選擇滿(mǎn)足要求的連接；第二類(lèi)，傳送即服務(wù)（TaaS），將一個(gè)網(wǎng)絡(luò )根據不同的用戶(hù)需要虛擬出多個(gè)不同的邏輯子網(wǎng)，向不同的客戶(hù)提供服務(wù)；第三類(lèi)，根據全網(wǎng)頻譜資源利用情況和線(xiàn)路損傷進(jìn)行資源調配與優(yōu)化，實(shí)現信道間和信道內非線(xiàn)性聯(lián)合補償，提升傳輸性能，實(shí)現基于頻譜資源的路由算法和頻譜碎片整理，提升頻譜利用率，并能全面感知傳輸損傷，為優(yōu)化提供依據。

        OTN網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)的趨勢，從傳送層到控制層再到應用層。其中，傳送層主要有可編程光組件，可編程光節點(diǎn)，可編程光傳送網(wǎng)絡(luò )通用轉發(fā)設備、標準化網(wǎng)元控制代理、開(kāi)放接口；控制層主要有SDN架構網(wǎng)絡(luò )操作系統，網(wǎng)絡(luò )資源和模型抽象，南北向接口開(kāi)放，網(wǎng)絡(luò )東西向擴展，以及PCE平滑演進(jìn)和過(guò)渡；應用層主要有網(wǎng)絡(luò )能力開(kāi)放，第三方管理和規劃，即時(shí)服務(wù)提供，虛擬網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)，以及異廠(chǎng)家異構網(wǎng)互聯(lián)優(yōu)化。

        總體而言，OTN網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)的趨勢特點(diǎn)可歸結為，以組件的可編程特性為基礎，構建可編程的節點(diǎn)，通過(guò)集中的控制器和靈活多樣的上層應用，構建智能、開(kāi)放、高效的軟件定義可編程光傳送網(wǎng)絡(luò )。

SDN是未來(lái)OTN發(fā)展趨勢

        SDN是采用IT化、軟件化的思路和架構來(lái)改變網(wǎng)絡(luò )，本質(zhì)上是IT和CT產(chǎn)業(yè)整合的過(guò)程，IT技術(shù)應用到CT上，必然會(huì )產(chǎn)生很多新技術(shù)課題，也會(huì )給電信業(yè)帶來(lái)新的價(jià)值和活力。結合光網(wǎng)絡(luò )技術(shù)自身的發(fā)展趨勢和能力，傳送平面可編程、管理控制軟定義是未來(lái)OTN發(fā)展趨勢。

        可編程光傳送網(wǎng)絡(luò )可以大幅提升現有OTN設備的傳輸效率和能力，是傳送平面技術(shù)發(fā)展到超100G的必然趨勢，可更好地支持SDN網(wǎng)絡(luò )架構，通過(guò)FlexOTN等技術(shù)，可以實(shí)現OTN設備及網(wǎng)絡(luò )的平滑升級和兼容。

        SDN控制器可由現有控制平面/PCE基礎上進(jìn)一步開(kāi)放接口和集中管控逐步演進(jìn)實(shí)現，是控制平面的增強而非替代，這也是SDN在光傳送網(wǎng)領(lǐng)域的應用和部署的共識和必由途徑，可以有效維護電信產(chǎn)業(yè)鏈的自身利益。