未来SDN或成为OTN网络演进的趋势

        【讯石光通讯咨询网】在2013年6月于北京举行的第十三届中国光网络研讨会上，来自中兴通讯的专家王会涛发表了题为《OTN网络演进的思考》的演讲，为大家带来了关于OTN网络的演进历史。

光传送网络回顾

        通信网络的发展由PDH进化到SDH，再发展到OTN，未来会怎样发展呢？如今电信的新业务引入模式需要满足快速上市的需求，因此主要有两种模式。一种是周期以年计的电信/网络模式，另一种则是周期以月/周计的互联网/IT模式。通过CT与IT的相互渗透和学习，作为互联网基础的通信网络需要支持快速响应和交付的能力。

        而网络向软件化方向演进需要满足四个基本条件：资源快速指配、接入灵活协同、质量按需保障和降低日常开支和固定资产的投入。

        软件定义网络通常情况下软硬件解耦，硬件管性能，软件管功能，利用软件来提升效率创造价值。同时还需要应对业务的快速变化和新功能开发成本上升的挑战，软硬件解耦接口开放更有利于业务创新，降低总运营成本，也是网络软件化的前提条件。

SDN的驱动力和基本特征

        软件定义网络(Software Defined Network, SDN )的应用范围广泛，能够帮助IDC（互联网数据中心）运营商需要更好地控制网络并降低总成本；企业网络需统一安全控制，高效运维及适配应用；内容提供商需要控制或协同网络，实现应用保障；电信运营商需整合基础设施及应用，开源，节流。同时，SDN的特征明显，能控制平面和转发平面分离，减少相互影响和制约硬件和软件分离，各自专注于特长，独立演进发展；逻辑上集中控制，更易实现全局优化，便于运维物理上分布，保证网络的可靠性；开放的接口和资源便于第三方开发，实现业务创新开放易于标准化进程，方便多方互通。

        本质上，SDN是采用IT化、软件化的思路和架构来改变通信网络，是一个IT和CT产业整合的过程，能够控制转发分离、控制逻辑集中，并具有网络能力开放。

        据了解，OTN光传送网络的发展趋势趋向于更灵活、更开放、更高效的方式。最初OTN的“管理+传送”模式属于简单的环形链型组网，采用集中的管理模式手工静态配置，网络组成结构比较僵化和固定，难以适应具有很强突发性的数据业务需求。发展到“管理+传送+控制(GMPLS/PCE)”阶段的特征为，复杂的MESH组网，光电两层调度可重配置；与连接相关的配置管理功能从管理平面分离；分布式控制PCE集中计算路径和资源分配；业务快速开通，服务分级，动态保护恢复。发展到“SDN/Openflow”阶段的特征为：可编程的光组件、光节点和网络；集中控制，统一调度和优化；开放的接口，支持第三方管控；高效、灵活和开放让光网络更好地支持上层应用。

        光传送网络架构逐渐演变成SDN。当前的光网络特征：传送网络与分布式的控制平面集成、基于网管配置或信令建立连接、管理、控制和规划软件并存、大部分采用私有接口，而开放的SDN的特征为：软件定义架构，支持网络能力开放和第三方管控，支持异构网络互联、管理控制、路径计算等功能与设备解耦，集中于SDN控制器中、开放的南向/北向接口。

        控制平面与SDN控制器相比，控制平面的特征为：GMPLS协议分布于运行各节点的控制平面上、PCE统一集中路径计算和资源分配、基于信令进行连接建立、自定义私有接口；而SDN控制器的特征为：转发面节点能力和网络资源向控制器开放、集中的控制器与转发面分离基于统一的流表进行转发和动作、开放的南向接口SBI。

        其中，控制平面/PCE架构进一步开放接口并集中管控，可以向SDN架构平滑演进。

控制平面向SDN控制器演进思路

        控制平面向SDN控制器平滑演进主要能够扩展现有功能，并新增功能模块。OTN传送平面技术演进为可编程光传送网络。

        与传统的光网络不同，超100G时代的OTN光传送网络引入了多载波光传输技术、Flexible Grid技术和更强的相干DSP处理能力，从而具备可配置/编程特性，而可编程意味着可以根据需要而改变，传送层的可编程能力和特征是以组件的可编程能力为基础，从而使得节点设备具备灵活的可编程特性，并将这些可编程能力向上层开放，使得整个光传送网络具备更强的软件定义特征，提升光网络整体性能和资源利用率，支持更多的光网络应用。

        组件可编程的SDO(软件定义光模块)，线路侧根据不同的链路状态选择不同的频谱效率和补偿算法，其中频谱效率可编程的Nyquist/O-OFDM/e-OFDM可变，16QAM/QPSK/BPSK可变；而补偿算法可编程的损伤补偿算法可变，以及FEC类型和格式可变。

        另外，组件可编程的Flexible Grid器件(Tunable mux/demux, WSS)，根据不同的信号谱宽和级联数量选择不同栅格宽度和滤波形状，有N*12.5GHz的栅格宽度可编程和可编程光滤波的光谱形状可编程。

        网络可编程的应用分三大类，第一类，虚拟带宽专线（BoD）根据用户需求选择满足要求的连接；第二类，传送即服务（TaaS），将一个网络根据不同的用户需要虚拟出多个不同的逻辑子网，向不同的客户提供服务；第三类，根据全网频谱资源利用情况和线路损伤进行资源调配与优化，实现信道间和信道内非线性联合补偿，提升传输性能，实现基于频谱资源的路由算法和频谱碎片整理，提升频谱利用率，并能全面感知传输损伤，为优化提供依据。

        OTN网络演进的趋势，从传送层到控制层再到应用层。其中，传送层主要有可编程光组件，可编程光节点，可编程光传送网络通用转发设备、标准化网元控制代理、开放接口；控制层主要有SDN架构网络操作系统，网络资源和模型抽象，南北向接口开放，网络东西向扩展，以及PCE平滑演进和过渡；应用层主要有网络能力开放，第三方管理和规划，即时服务提供，虚拟网络运营，以及异厂家异构网互联优化。

        总体而言，OTN网络演进的趋势特点可归结为，以组件的可编程特性为基础，构建可编程的节点，通过集中的控制器和灵活多样的上层应用，构建智能、开放、高效的软件定义可编程光传送网络。

SDN是未来OTN发展趋势

        SDN是采用IT化、软件化的思路和架构来改变网络，本质上是IT和CT产业整合的过程，IT技术应用到CT上，必然会产生很多新技术课题，也会给电信业带来新的价值和活力。结合光网络技术自身的发展趋势和能力，传送平面可编程、管理控制软定义是未来OTN发展趋势。

        可编程光传送网络可以大幅提升现有OTN设备的传输效率和能力，是传送平面技术发展到超100G的必然趋势，可更好地支持SDN网络架构，通过FlexOTN等技术，可以实现OTN设备及网络的平滑升级和兼容。

        SDN控制器可由现有控制平面/PCE基础上进一步开放接口和集中管控逐步演进实现，是控制平面的增强而非替代，这也是SDN在光传送网领域的应用和部署的共识和必由途径，可以有效维护电信产业链的自身利益。