隨著云計算、移動互聯(lián)、物聯(lián)網等寬帶應用的發(fā)展，以視頻為代表的寬帶業(yè)務以及以大型數(shù)據中心為代表的數(shù)據海量聚合模式驅動著光網絡的發(fā)展。目前業(yè)界掀起了融合信息技術(IT)和網絡新型架構理念的研究勢頭，軟件定義網絡(SDN)技術迅速從數(shù)據網絡領域向光網絡領域延伸，以構建更靈活、高效、低成本、開放的未來光網絡。

構建面向業(yè)務的新一代光網絡體系架構

當前，在全球信息化和ICT行業(yè)發(fā)展變革的浪潮之下，光網絡發(fā)展面臨新的挑戰(zhàn)。

第一，網絡流量快速增長，網絡擴容壓力大;第二，網絡智能化水平不高，運維管理復雜;第三，跨層域管控難度大，無法適應網絡融合發(fā)展的趨勢;第四，網絡相對封閉，新業(yè)務開發(fā)慢，難以滿足應用創(chuàng)新需求。傳統(tǒng)光網絡設備和業(yè)務采用強耦合方式，導致業(yè)務部署復雜，新業(yè)務開發(fā)周期長，無法適應業(yè)務及使用模式的快速變化和創(chuàng)新需求。

軟件定義網絡(SDN)集中化、智能化和開放化的理念為未來光網絡的發(fā)展提供了全新思路。軟件定義光網絡(SDON)是將SDN概念和技術應用于光網絡，構建面向業(yè)務的新一代光網絡體系架構。SDON通過將控制與傳送解耦，屏蔽光網絡物理技術細節(jié)，簡化現(xiàn)有光網絡復雜和私有的控制管理協(xié)議;采用集中控制策略，提高光網絡的智能調度和協(xié)同控制能力;通過開放網絡接口，提供光網絡的可編程能力，滿足未來網絡虛擬化、業(yè)務靈活快捷提供、網絡和業(yè)務創(chuàng)新等發(fā)展需求。與數(shù)據網絡不同，光網絡自身具有集中化管理和面向連接的交換機制等特點，因此光網絡天然具有部分SDN的特征，更易于向SDN方向發(fā)展演進。

軟件定義光網絡架構包含控制、轉發(fā)和應用三個層面?？刂茖邮荢DON的核心，主要實施網絡資源管理、業(yè)務連接控制、路由計算、網絡資源抽象和虛擬化，以及各種基于策略的網絡管控等功能，并向上層應用提供各種網絡服務。考慮到控制器的可擴展性和多域多廠商的組網需求，SDON在控制層中引入了分層控制結構，由協(xié)調層控制器負責跨技術/管理域、跨廠家的協(xié)同。

轉發(fā)層主要承擔光網絡業(yè)務的傳送和交換功能。軟件定義光網絡對光設備可編程能力提出了新的要求，一些靈活可編程的物理層和轉發(fā)技術會逐步引入和應用。如在光傳送網(OTN)設備中增加速率、距離自適應的光收發(fā)和靈活柵格光交換，在分組傳送網(PTN)設備中引入支持Openflow流表的芯片等。近期，由于受到可編程物理層技術和芯片不成熟的限制，SDON設備仍將維持現(xiàn)有的轉發(fā)面不變，通過在設備或網管中增加協(xié)議代理等機制支持SDON。

典型的SDON業(yè)務應用包括按需帶寬業(yè)務(BOD)、光虛擬專用網絡業(yè)務(OVPN)、數(shù)據中心光互連、“IP+光”協(xié)同等。這些應用通過調用控制層提供的北向接口API來對網絡實施操作，提供各種光網絡業(yè)務。

2014年以來，軟件定義光網絡技術持續(xù)升溫，從標準組織到設備廠家和運營商都開始積極參與和推進，呈現(xiàn)出快速發(fā)展態(tài)勢。

SDON標準化工作快速推進，多種技術標準競爭發(fā)展。開放網絡基金會(ONF)于2013年4月成立了光傳送工作組，已完成架構和用例，2015年年初將在Openflow 1.5版本中發(fā)布光網絡協(xié)議擴展。ITU-T SG15 2014年正式立項開發(fā)光傳送網SDN架構標準G.asdtn，將采用就架構組件方法來定義SDTN架構和接口。IETF通過擴展有狀態(tài)PCE方案實現(xiàn)集中化SDN控制器，并計劃在2015年成立光傳送網抽象控制工作組，旨在推進傳送網抽象虛擬化網絡架構和開放網絡接口。光互連論壇(OIF)與ONF于2014年下半年聯(lián)合舉辦了光傳送網SDN互操作性演示，成功實現(xiàn)了基于Openflow和RESTful北向接口的多廠商互操作。我國也積極開展SDON標準化工作，CCSA立項開展了《軟件定義光傳送網總體技術要求》和《軟件定義分組傳送網總體技術要求》等標準制定。

產業(yè)關注度提高，運營商成為積極推動者。SDON打破了傳統(tǒng)光網絡垂直一體和封閉的產業(yè)格局，網絡智能向新引入的控制器層面集中，形成了新的光網絡產業(yè)生態(tài)。2013年以來，國內外主流設備廠家紛紛推出傳送網SDN的樣機，并開展演示和試驗，預計2015年將推出商用產品。運營商普遍看好光網絡SDN的前景，2014年西班牙電信與華為聯(lián)合完成了業(yè)界首個基于SDN架構的“IP+光”多層協(xié)同測試。中國電信2014年組織了國內首個光傳送網SDN互操作性測試，重點關注利用SDN技術解決OTN多域多廠家互聯(lián)互通問題。中國移動提出了Super PTN概念，在PTN中引入SDN技術滿足集客業(yè)務端到端業(yè)務調度和業(yè)務開放需求，已聯(lián)合多家設備、軟件和芯片廠商推動產品研發(fā)。

抓住軟件定義光網絡的發(fā)展機遇

當前，軟件定義光網絡處于發(fā)展初期，技術標準尚不成熟，光網絡引入SDN仍面臨諸多挑戰(zhàn)。

——多種接口協(xié)議并存，標準化難度大。目前，光網絡控制器南向接口存在Openflow、GMPLS/PCEP、網管協(xié)議等多種協(xié)議選擇。隨著層次化控制結構的引入，控制器層間接口將成為標準化重點。目前，各標準化組織還沒有完善的控制器層間接口協(xié)議規(guī)范，不同運營商從自身需求出發(fā)，制定了不同的協(xié)議和信息模型，可能導致未來存在多種接口標準，影響產業(yè)發(fā)展。

——技術成熟度不高，產業(yè)鏈尚待完善。SDON集中控制帶來了新的擴展性和安全性問題。目前廠商研發(fā)的SDON控制器，僅在實驗室和小規(guī)模網絡中試驗，大規(guī)模組網下的集中控制性能仍有待驗證。在安全方面，集中控制使得控制器本身的可靠性和安全風險大大提高，需要建立起一整套隔離、防護和備份機制來確保其安全穩(wěn)定運行，目前相關的研究工作還處于起步階段。此外，由于轉發(fā)層可編程的芯片和光器件技術產業(yè)尚不成熟，也制約了SDON產業(yè)的快速發(fā)展。

——維護管理體制面臨巨大變革挑戰(zhàn)。軟件定義光網絡是對傳統(tǒng)光網絡架構和組網方式的重大變革，將給運營商的維護體制帶來巨大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)光網絡中，業(yè)務連接都是預先規(guī)劃和下發(fā)的，網絡基本處于預設的靜態(tài)，網絡運維主要關注告警和性能維護。而SDON要求根據業(yè)務應用需求實時動態(tài)調度業(yè)務連接，隨時調整和優(yōu)化網絡資源，這將使現(xiàn)有維護規(guī)程、業(yè)務發(fā)放流程等產生重大變化。傳統(tǒng)光網絡由設備制造商提供全部網絡元素，網絡出現(xiàn)任何問題，由廠商網管定位，廠商技術人員負責解決。而控制功能從設備中分離之后，網絡的硬件和軟件來自不同廠商，出現(xiàn)故障如何定位和解決，將是網絡維護管理面臨的棘手問題，也對維護人員素質提出了很高的要求。運營商光網絡維護體制的變革將是SDON成敗的關鍵。

我國擁有全球最大的光通信市場，同時也是光通信產業(yè)大國，應特別重視SDN技術發(fā)展可能給我國光通信產業(yè)帶來的變革和機遇。當前，我國SDON的技術標準和產業(yè)與國際處于同步水平，我們必須抓住SDON發(fā)展初期的重要機遇，使其成為我國光通信領域保持優(yōu)勢地位和占領新的技術制高點的重要切入點。

——重視和加強軟件定義光網絡的標準化研究和推進。當前各大國際標準組織在光網絡SDN領域的研究和標準化工作尚處于初期階段。鑒于標準在支撐自主創(chuàng)新和引領產業(yè)發(fā)展方面的重要作用，我國應加大光網絡SDN領域標準的研究和推動力度，在國際標準中發(fā)揮引領作用。

——支持和推動光網絡SDN技術研發(fā)及產業(yè)化。光網絡SDN將給光通信產業(yè)鏈帶來重大變革，我國應積極應對SDN帶來的機遇和挑戰(zhàn)，加強國家科技專項資金在光網絡SDN領域的投入，通過設立國家科技項目等形式，支持開展軟件定義光網絡架構和關鍵技術研發(fā)及產業(yè)化，促進我國軟件定義光網絡技術發(fā)展走向世界前列。

——積極構建一個各方協(xié)作的SDON產業(yè)生態(tài)。光網絡SDN發(fā)展，形成了新的產業(yè)生態(tài)，需要產業(yè)鏈各方的共同推進。建議通過產業(yè)聯(lián)盟等方式，鼓勵和促進產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)開展交流和合作創(chuàng)新，鼓勵產學研用相結合的開發(fā)聯(lián)合體，推動我國SDON技術和應用水平的提高。

在整個信息通信發(fā)展浪潮的推動下，光網絡的開放化、軟件化趨勢勢不可擋。根據光網絡本身的技術特點和網絡現(xiàn)狀，軟件定義光網絡的發(fā)展將是一個長期的過程。近期，SDON實現(xiàn)光網絡現(xiàn)有管控系統(tǒng)的擴展和北向接口開放，中長期將逐步實現(xiàn)轉發(fā)層的開放和標準化。