中兴发布SDON白皮书 详解光网络变革技术关键

7/6/2016,随着业务需求的不断变化，网络流量与流向不可控已经成为光网络引入SDN的最大驱动力。正如运营商人士在业内论坛上所说，光传送网引入SDN目前时机已经成熟：光转发平面和控制平面已经具备向SDN过渡的基础，其中，控制器的开源技术正在逐步完善；光转发平面技术已经具备支持SDN的基础，例如超长距离100G/400G、大容量OTN、组网ROADM、多颗粒调度等。
      但同时运营商也提到了引入SDN的现实挑战：“中国现有规模的光网络如何有序演进SDN，是个庞大的工程，不可能一蹴而就，需要保护既有投资，光网络的控制层南北向接口方面需要做出创新，现有设备需要实现平滑演进。”
      显然，产业链企业已经从技术成熟度和现实部署问题上提早做了考虑。其中，中兴通讯提出的软件定义光网络（SDON）整体战略以“智能化、虚拟化、云化服务”几大特点，备受市场关注。据中兴通讯承载网规划部部长魏晓强表示，中兴通讯SDON方案可提供BoD、OVPN、IP+光协同等多种应用，可帮助运营商快速发放业务、按需调整带宽、跨域组大网、简化运维、降低整体建网成本。 
      2016年以及之后，SDN将进入试商用部署和长期演进阶段。为了明确SDON演进过程、关键技术、应用模式，在6月底召开的法国尼斯NGON下一代光网络论坛上，中兴通讯将发布“软件定义光网络技术白皮书”（以下简称白皮书），点明SDON发展中的核心技术问题并给出部署建议。

SDON演进步骤
      经过一系列探索和试点，目前运营商更为关注的是如何逐步将SDN的典型应用场景部署到现网中，解决网络面临的实际问题。
      白皮书提出的SDON演进过程为：从最初的网管集中手工配置，到分布式控制平面（包括PCE），再到未来的集中式软定义光网络。如表1所示。



      白皮书指出，在光网络中，控制平面和PCE在多层多域异构网络路由计算、资源分配以及流量工程信息发现和同步等方面的积累为SDN解决方案打下了平滑演进的技术基础，是光网络朝向新一代SDN架构演进的重要里程碑。如图1所示，控制平面和 PCE架构和SDN控制器架构的实现技术紧密关联。


图 1 控制平面及PCE架构和SDN架构

      目前，PCE技术已经成熟并产品化，中国移动，工信部传输所联合开展了多OTN域的PCE互通测试，验证了光网络PCE集中式控制系统，多域多层多PCE协同的路径计算、资源分配技术，多域业务调度、保护恢复等功能。试验充分证明PCE系统为构建新一代SDN光网络打下了平滑演进的技术基础，是光网络朝向新一代SDN架构演进的重要里程碑。

      SDON关键技术白皮书明确给出了SDON整体架构，由应用层，控制器层和设备层组成，如图2所示。其中接口分为南向和北向接口。当前光网络的SDN解决方案架构逐步成熟，三层基本框架和南北向开放接口的基本模型已经形成，针对不同的应用场景，可在此基础上叠加其他功能层次。


图 2 SDN光网络解决方案整体架构

       其中，“弹性光网络传输层”是SDON架构的核心之一。其核心思想在于借助灵活栅格分配的光通道设计思想，通过采用高性能的可编程光路选择滤波集成组件技术，支持网状网中不同间隔和码型信号的灵活交换处理。
      SDN光网络控制器主要进行路由计算，资源分配和统一的连接控制，可以拥有全局的网络视图、转发状态控制、全网的资源信息和利用率信息，可以基于预先设定的网络策略，负载均衡策略，进行统一的计算和连接命令下发，控制网络的流量和转发，可以很好地负载均衡等相关策略。
      在运营商尤为关注的南北向接口方面，白皮书指出，SDON架构的控制器与APP或上层控制器之间的接口为北向接口CVNI，控制器与设备侧的接口为南向接口CDPI。北向接口API的提供应该是开放的、灵活的，扩展性强的，能满足不同用户不同的开放需求，主要实现网络配置、管理、应用等功能，接口协议根据应用层需求可支持OPENFLOW协议、PCEP协议或Restful接口等。
       南向接口主要实现光网络相关的连接建立、拆除和维护端到端光/电层连接的能力等，接口协议可使用OPENFLOW协议、PCEP协议或SNMP协议等。随着SDN的发展和应用的广泛，南北向接口功能将进一步完善，接口将更加开放，相关协议也将逐步标准化。
      对于SDN光网络和传统光网络的互通，白皮书指出，SDN光网络的一个基本思想是多种异构网络的统一控制，现网的控制模式有多种，如传统网管控制的网络，部署了分布式控制平面（GMPLS）的网络，新建的SDN光网络需要考虑和这些传统网络的互通，实现跨多层异构网络的端到端连接自动建立。
      SDON的应用价值与演进之路白皮书还重点提到了SDON的两大应用价值，一是作为服务层，在全局统一控制调度下，能感知不同的业务特性，支持更精细化的管控，通过在时间维度和空间维度采用不同的调度策略，提升承载的效率和质量；二是从智能管道自身经营的角度出发，通过虚拟化等技术，支持OVPN等增值功能，充分挖掘光网络管道资源利用价值。
      在演进之路上，SDN光网络体现出很大的创新性，也有很强的驱动力。在具体的应用中，可能不同的场景存在具体的需求，需要产业链推出针对特定场景的阶段性解决方案和技术。
      白皮书还提出了SDON在未来的应用中会面临多方面的技术和非技术挑战：作为一个以软件为主导的网络架构，主要挑战来自于软件集中控制和管理的扩展性，软件的复杂性和有效性挑战，还有安全性等问题：作为一个开放的系统，在统一控制上的主要挑战有，不同硬件厂家设备及管理的可迁移性，从现有的硬件平台向虚拟化网络的平滑演进、和传统网络的兼容性和长期共存的挑战等。

中兴通讯的SDON实践
      发布SDON白皮书之前，中兴通讯已在光网络的SDN引入上做了大量的探索和实践。
      自2014年开始中兴与三大运营商进行了SDON实验室和现网测试，进一步提升了中兴9700等设备对SDON的支持。目前运营商对SDON的部署是基于现网的设备，目的是解决现实问题，在保护已有网络投资基础上关注光网络的资源管理和使用效率的提高。
      其中，2015年7月到9月中兴和中国电信共同完成了面向BOD和VTS典型业务场景等测试，包括实验室测试和两个省市的现网测试，取得了预期效果。根据创新周期规律，中兴提出，SDN会首先在局部场景、小范围试验验证，这是对光网络已有软件功能在SDN架构下进行的重构和验证。在于运营商的合作试点中，中兴通讯作为单域控制器和设备提供厂商，参与完成了跨厂商跨多个路由域组网场景下的ODUk和二层以太网业务的建立、删除、查询功能，VTS业务保护和恢复功能，以及业务按需带宽调整BOD功能和二层以太网业务性能信息统计等各项测试，给未来商用部署提供了很大的参考价值。
      同时，中兴在与运营商的合作中不断完善了SDON的架构，使其模块功能更清晰，在南北向接口上也根据运营商规范和ONF的相关标准逐步进行了完善，且提交了多项SDON提议被国际标准组织采纳。“鉴于传输设备不同厂家设备间的差异，在传送和控制平面实现上，SDON分阶段来实现同厂家设备控制器管理，异厂家设备通过高层协同器统一管理的分部实现更合理。”中兴通讯副总裁朱永兴表示。
      2016年以及之后，SDN将进入试商用部署和长期演进阶段，中兴通讯表示，将逐步把SDN的典型应用场景部署到现网中，解决运营商面临的实际问题。

来源通信世界周刊