未來SDN或成為OTN網(wǎng)絡(luò)演進的趨勢

        【訊石光通訊咨詢網(wǎng)】在2013年6月于北京舉行的第十三屆中國光網(wǎng)絡(luò)研討會上，來自中興通訊的專家王會濤發(fā)表了題為《OTN網(wǎng)絡(luò)演進的思考》的演講，為大家?guī)砹岁P(guān)于OTN網(wǎng)絡(luò)的演進歷史。

光傳送網(wǎng)絡(luò)回顧

        通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展由PDH進化到SDH，再發(fā)展到OTN，未來會怎樣發(fā)展呢？如今電信的新業(yè)務(wù)引入模式需要滿足快速上市的需求，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CT與IT的相互滲透和學(xué)習(xí)，作為互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的通信網(wǎng)絡(luò)需要支持快速響應(yīng)和交付的能力。

        而網(wǎng)絡(luò)向軟件化方向演進需要滿足四個基本條件：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，利用軟件來提升效率創(chuàng)造價值。同時還需要應(yīng)對業(yè)務(wù)的快速變化和新功能開發(fā)成本上升的挑戰(zhàn)，軟硬件解耦接口開放更有利于業(yè)務(wù)創(chuàng)新，降低總運營成本，也是網(wǎng)絡(luò)軟件化的前提條件。

SDN的驅(qū)動力和基本特征

        軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network, SDN )的應(yīng)用范圍廣泛，能夠幫助IDC（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心）運營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(tǒng)一安全控制，高效運維及適配應(yīng)用；內(nèi)容提供商需要控制或協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)應(yīng)用保障；電信運營商需整合基礎(chǔ)設(shè)施及應(yīng)用，開源，節(jié)流。同時，SDN的特征明顯，能控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面分離，減少相互影響和制約硬件和軟件分離，各自專注于特長，獨立演進發(fā)展；邏輯上集中控制，更易實現(xiàn)全局優(yōu)化，便于運維物理上分布，保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性；開放的接口和資源便于第三方開發(fā)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)創(chuàng)新開放易于標(biāo)準(zhǔn)化進程，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(gòu)來改變通信網(wǎng)絡(luò)，是一個IT和CT產(chǎn)業(yè)整合的過程，能夠控制轉(zhuǎn)發(fā)分離、控制邏輯集中，并具有網(wǎng)絡(luò)能力開放。

        據(jù)了解，OTN光傳送網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢趨向于更靈活、更開放、更高效的方式。最初OTN的“管理+傳送”模式屬于簡單的環(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(jié)構(gòu)比較僵化和固定，難以適應(yīng)具有很強突發(fā)性的數(shù)據(jù)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(fù)雜的MESH組網(wǎng)，光電兩層調(diào)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)快速開通，服務(wù)分級，動態(tài)保護恢復(fù)。發(fā)展到“SDN/Openflow”階段的特征為：可編程的光組件、光節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)；集中控制，統(tǒng)一調(diào)度和優(yōu)化；開放的接口，支持第三方管控；高效、靈活和開放讓光網(wǎng)絡(luò)更好地支持上層應(yīng)用。

        光傳送網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)逐漸演變成SDN。當(dāng)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(guī)劃軟件并存、大部分采用私有接口，而開放的SDN的特征為：軟件定義架構(gòu)，支持網(wǎng)絡(luò)能力開放和第三方管控，支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、管理控制、路徑計算等功能與設(shè)備解耦，集中于SDN控制器中、開放的南向/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(jié)點的控制平面上、PCE統(tǒng)一集中路徑計算和資源分配、基于信令進行連接建立、自定義私有接口；而SDN控制器的特征為：轉(zhuǎn)發(fā)面節(jié)點能力和網(wǎng)絡(luò)資源向控制器開放、集中的控制器與轉(zhuǎn)發(fā)面分離基于統(tǒng)一的流表進行轉(zhuǎn)發(fā)和動作、開放的南向接口SBI。

        其中，控制平面/PCE架構(gòu)進一步開放接口并集中管控，可以向SDN架構(gòu)平滑演進。

控制平面向SDN控制器演進思路

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

        與傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)不同，超100G時代的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，而可編程意味著可以根據(jù)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(chǔ)，從而使得節(jié)點設(shè)備具備靈活的可編程特性，并將這些可編程能力向上層開放，使得整個光傳送網(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(yīng)用。

        組件可編程的SDO(軟件定義光模塊)，線路側(cè)根據(jù)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類型和格式可變。

        另外，組件可編程的Flexible Grid器件(Tunable mux/demux, WSS)，根據(jù)不同的信號譜寬和級聯(lián)數(shù)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(yīng)用分三大類，第一類，虛擬帶寬專線（BoD）根據(jù)用戶需求選擇滿足要求的連接；第二類，傳送即服務(wù)（TaaS），將一個網(wǎng)絡(luò)根據(jù)不同的用戶需要虛擬出多個不同的邏輯子網(wǎng)，向不同的客戶提供服務(wù)；第三類，根據(jù)全網(wǎng)頻譜資源利用情況和線路損傷進行資源調(diào)配與優(yōu)化，實現(xiàn)信道間和信道內(nèi)非線性聯(lián)合補償，提升傳輸性能，實現(xiàn)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(jù)。

        OTN網(wǎng)絡(luò)演進的趨勢，從傳送層到控制層再到應(yīng)用層。其中，傳送層主要有可編程光組件，可編程光節(jié)點，可編程光傳送網(wǎng)絡(luò)通用轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)元控制代理、開放接口；控制層主要有SDN架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)資源和模型抽象，南北向接口開放，網(wǎng)絡(luò)東西向擴展，以及PCE平滑演進和過渡；應(yīng)用層主要有網(wǎng)絡(luò)能力開放，第三方管理和規(guī)劃，即時服務(wù)提供，虛擬網(wǎng)絡(luò)運營，以及異廠家異構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)優(yōu)化。

        總體而言，OTN網(wǎng)絡(luò)演進的趨勢特點可歸結(jié)為，以組件的可編程特性為基礎(chǔ)，構(gòu)建可編程的節(jié)點，通過集中的控制器和靈活多樣的上層應(yīng)用，構(gòu)建智能、開放、高效的軟件定義可編程光傳送網(wǎng)絡(luò)。

SDN是未來OTN發(fā)展趨勢

        SDN是采用IT化、軟件化的思路和架構(gòu)來改變網(wǎng)絡(luò)，本質(zhì)上是IT和CT產(chǎn)業(yè)整合的過程，IT技術(shù)應(yīng)用到CT上，必然會產(chǎn)生很多新技術(shù)課題，也會給電信業(yè)帶來新的價值和活力。結(jié)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OTN發(fā)展趨勢。

        可編程光傳送網(wǎng)絡(luò)可以大幅提升現(xiàn)有OTN設(shè)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(gòu)，通過FlexOTN等技術(shù)，可以實現(xiàn)OTN設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的平滑升級和兼容。

        SDN控制器可由現(xiàn)有控制平面/PCE基礎(chǔ)上進一步開放接口和集中管控逐步演進實現(xiàn)，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(yīng)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。