軟件定義光網(wǎng)絡(luò)（SDON）將軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）和傳送網(wǎng)絡(luò)相互結(jié)合，是傳送網(wǎng)管控領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，目前已在分組傳送網(wǎng)絡(luò)（PTN）和光傳送網(wǎng)（OTN）中有了諸多應(yīng)用，并在網(wǎng)絡(luò)管控架構(gòu)、信息模型、南北向接口等方面，形成了一系列的標(biāo)準(zhǔn)。隨著5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、云化專(zhuān)線(xiàn)等管控需求的出現(xiàn)，傳送網(wǎng)管控系統(tǒng)和上層業(yè)務(wù)協(xié)同編排的交互聯(lián)動(dòng)需求更加明確，要求能夠和上層業(yè)務(wù)管控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)協(xié)同管控和自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)切片管控，從簡(jiǎn)化運(yùn)維提高運(yùn)維效率的角度出發(fā)，需要傳送網(wǎng)管控系統(tǒng)具備統(tǒng)一管控、智能運(yùn)維等新特征。

一、SDON國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化體系基本完善

在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化方面，傳送網(wǎng)SDON的標(biāo)準(zhǔn)化工作主要由ITU-T、ONF、IETF等幾大標(biāo)準(zhǔn)化組織完成。

ITU-T主要ITU-T主要關(guān)注5G傳送網(wǎng)的管控架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)切片管控、L0層到L2層的信息模型等相關(guān)內(nèi)容。目前ITU-T在管控架構(gòu)方面，ITU-T已完成G.7701通用管控和ITU-T G.7702傳送網(wǎng)SDN管控架構(gòu)兩篇規(guī)范制定；在網(wǎng)絡(luò)信息模型方面，ITU-T G.7711通用信息模型定義了協(xié)議無(wú)關(guān)的信息模型，ITU-T G.854.1定義L1層的網(wǎng)絡(luò)模型，ITU-T G.807（G.media）定義L0層媒介光網(wǎng)絡(luò)的管控架構(gòu)，ITU-T G.876（G.media-mgmt）對(duì)媒介光網(wǎng)絡(luò)的管控功能和管控模型進(jìn)行定義，ITU-T G.807和G.876預(yù)計(jì)將在2019年7月左右完成制定并通過(guò)審議。后續(xù)ITU-T Q12/14工作組在傳送網(wǎng)SDN管控方面，將重點(diǎn)關(guān)注5G管控架構(gòu)和模型的研究，采用虛擬網(wǎng)絡(luò)（VN）管控模型和客戶(hù)服務(wù)上下文（Client/Server Context）架構(gòu)支持上層網(wǎng)絡(luò)切片，實(shí)現(xiàn)傳送網(wǎng)的切片管控，同時(shí)研究集中式控制器架構(gòu)下的網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)技術(shù)。

ONF主要關(guān)注傳送網(wǎng)SDN信息模型相關(guān)工作，主要由網(wǎng)絡(luò)信息模型（OTIM）工作組進(jìn)行，已經(jīng)制定發(fā)布TR-512核心信息模型（CIM）、TR-527 傳送API（TAPI）接口功能規(guī)范等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)主要關(guān)注網(wǎng)絡(luò)保護(hù)、OAM信息建模、L0層OTSi信息建模等相關(guān)工作。

IETF主要關(guān)注傳送網(wǎng)、IP網(wǎng)絡(luò)以及網(wǎng)絡(luò)虛擬化的控制模型，定義了基于YANG的網(wǎng)絡(luò)模型。其TEAS工作組目前正在完善基于ACTN的虛擬網(wǎng)絡(luò)（VN）控制模型，其流量工程（TE）隧道和TE拓?fù)淠Ｐ鸵呀?jīng)基本完成，這些模型均可以用于協(xié)議無(wú)關(guān)的面向連接的網(wǎng)絡(luò)管控。和協(xié)議相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)管控及模型在CCAMP工作組制定，包括OTN隧道、拓?fù)?、業(yè)務(wù)模型等。IETF后續(xù)將對(duì)網(wǎng)絡(luò)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)切片、5G管控等方面開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)制定共，并對(duì)相關(guān)的IETF YANG模型及其應(yīng)用進(jìn)行完善。

總的來(lái)說(shuō)，ITU-T、ONF、IETF等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)SDON的標(biāo)準(zhǔn)化工作已經(jīng)基本完成，當(dāng)前聚焦5G管控技術(shù)的研究以及傳送網(wǎng)相關(guān)信息模型的完善工作。國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化工作方面，中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（CCSA）已經(jīng)制定了較為完善的軟件定義光網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)體系，包括通用的SDON管控技術(shù)、軟件定義光傳送網(wǎng)（SDOTN）以及軟件定義分組傳送網(wǎng)（SPTN）相關(guān)的系列標(biāo)準(zhǔn)。

二、軟件定義光網(wǎng)絡(luò)（SDON）新的研究熱點(diǎn)出現(xiàn)

隨著5G技術(shù)到來(lái)以及云網(wǎng)協(xié)同等應(yīng)用需求的出現(xiàn)，軟件定義光網(wǎng)絡(luò)（SDON）出現(xiàn)了一些新的研究熱點(diǎn)，包括統(tǒng)一協(xié)同管控、多層網(wǎng)絡(luò)管控、網(wǎng)絡(luò)切片管控、智能運(yùn)維、基于控制器的保護(hù)恢復(fù)等。

（一）統(tǒng)一管控成為SDON控制器部署主流方案

從網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)，保護(hù)既有網(wǎng)絡(luò)投資，同時(shí)使得網(wǎng)絡(luò)控制器的控制功能和傳統(tǒng)的管理功能具備一致的用戶(hù)體驗(yàn)，運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)存在統(tǒng)一管控的需求。統(tǒng)一管控主要的技術(shù)特點(diǎn)包括采用統(tǒng)一的管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)管理、控制和智能運(yùn)維的統(tǒng)一部署；采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，防止不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)沖突，減少數(shù)據(jù)同步帶來(lái)的系統(tǒng)性能劣化；采用統(tǒng)一的北向接口，提供基于YANG模型的開(kāi)放接口，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的可編程。統(tǒng)一管控系統(tǒng)在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)部署過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的劃分可以基于分布式控制協(xié)議的性能需求，將協(xié)議擴(kuò)散限定在一定的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域范圍內(nèi)部，降低信令對(duì)傳送網(wǎng)絡(luò)資源消耗，提高業(yè)務(wù)保護(hù)恢復(fù)性能。域控制器可以直接接入運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)協(xié)同編排器，實(shí)現(xiàn)控制器的扁平化部署，也可以采用多級(jí)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)?？梢酝ㄟ^(guò)廠商EMS/OMC和域控制器（DC）的功能統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)傳送網(wǎng)域內(nèi)資源的統(tǒng)一管控；通過(guò)上層資管系統(tǒng)、協(xié)同編排器同傳送網(wǎng)多域協(xié)同控制器（SC）的統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)跨域業(yè)務(wù)的統(tǒng)一編排。

（二）SDON需要解決多層網(wǎng)絡(luò)管控問(wèn)題

下一代傳送網(wǎng)支持多個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次，包括L0層到L3層的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在不同的域內(nèi)可能采用不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)層次，或者在同一的網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)具備多個(gè)層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)層次，軟件定義光網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備多層、多域的網(wǎng)絡(luò)管控功能。

多層多域的網(wǎng)絡(luò)的管控可采用統(tǒng)一的多層管控網(wǎng)絡(luò)模型，在通用模型架構(gòu)下，通過(guò)對(duì)模型的裁剪和擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)。ITU-T G.7711/ONF TR512定義了通用的網(wǎng)絡(luò)信息模型，IETF也在統(tǒng)一的模型架構(gòu)下定義和技術(shù)無(wú)關(guān)的TE網(wǎng)絡(luò)模型以及IP網(wǎng)絡(luò)模型，ETH、ODU、L3VPN、光層等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的信息建模模型可以在上述模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行，進(jìn)行裁剪和擴(kuò)展，定義運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)一的北向接口信息模型。

此外，傳送網(wǎng)管控系統(tǒng)應(yīng)具備多層網(wǎng)絡(luò)資源的規(guī)劃和優(yōu)化功能，實(shí)現(xiàn)多層網(wǎng)絡(luò)資源的最優(yōu)配置。對(duì)于面向連接的業(yè)務(wù)路由策略，可采用統(tǒng)一的包括面向連接的業(yè)務(wù)路由策略和約束條件，包括L0層光通道、L1層ODU/FlexE通道、L2層ETH業(yè)務(wù)、L3層SR-TP隧道等，可以采用統(tǒng)一的路由計(jì)算策略和路由約束策略，如最小跳數(shù)、最小代價(jià)、最小時(shí)延、負(fù)載均衡、路徑分離/包含/排斥網(wǎng)絡(luò)資源、鏈路保護(hù)類(lèi)型約束等。對(duì)于L3層無(wú)連接的路由策略，如SR-BE等，可以采用SDN的集中式路由發(fā)布或分布式BGP路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)自動(dòng)化的路由分配。

對(duì)于多層路由策略的協(xié)同，首先應(yīng)在不同的網(wǎng)絡(luò)層次之間傳遞路由參數(shù)，如服務(wù)層的路由代價(jià)、SRLG等參數(shù)，可以傳遞到客戶(hù)層，服務(wù)層的鏈路路由代價(jià)參數(shù)可以用于客戶(hù)層的路由計(jì)算。其次，多個(gè)層次的路由聯(lián)合優(yōu)化應(yīng)定義多層聯(lián)合路由優(yōu)化目標(biāo)、策略及約束條件等，實(shí)現(xiàn)多層的路由優(yōu)化。

（三）自動(dòng)化全周期運(yùn)維是網(wǎng)絡(luò)切片管控的基本需求

5G承載網(wǎng)絡(luò)切片需求逐步明確，需要針對(duì)eMBB、uRLLC、mMTC等不同的業(yè)務(wù)類(lèi)型提供承載網(wǎng)絡(luò)的切片，網(wǎng)絡(luò)切片的管控成為管控系統(tǒng)的重要內(nèi)容。首先，對(duì)于切片管控架構(gòu)而言，目前承載網(wǎng)絡(luò)管控架構(gòu)、信息模型、接口交互流程支持切片網(wǎng)絡(luò)管控功能；其次網(wǎng)絡(luò)切片需要智能規(guī)劃，網(wǎng)絡(luò)切片管控具備網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化的特征，承載網(wǎng)管控系統(tǒng)應(yīng)引入新的切片規(guī)劃和優(yōu)化部署功能；對(duì)于切片管控流程，自動(dòng)化部署和監(jiān)控是5G網(wǎng)絡(luò)切片的基本需求，應(yīng)形成切片資源的發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)建、運(yùn)維的閉環(huán)流程，實(shí)現(xiàn)切片網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化部署和運(yùn)維，承載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持手工切片功能；最后應(yīng)基于上層控制器和編排系統(tǒng)的需求，基于各個(gè)層網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)多層網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行切片管控，基于上層網(wǎng)絡(luò)的切片需求以及承載網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特征實(shí)現(xiàn)本層切片網(wǎng)絡(luò)管控。

（四）智能運(yùn)維為SDON技術(shù)帶來(lái)新的特征

人工智能（AI）技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)管控帶來(lái)新的特征，通過(guò)對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)的大數(shù)據(jù)分析，引入機(jī)器學(xué)習(xí)能力，可以實(shí)現(xiàn)以業(yè)務(wù)為中心的智能排障、基于AI的智能故障分析、智能故障自愈、基于業(yè)務(wù)性能監(jiān)測(cè)的規(guī)劃優(yōu)化等智能化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維能力。網(wǎng)絡(luò)智能運(yùn)維功能應(yīng)支持網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維全生命周期的自動(dòng)化、閉環(huán)、智能運(yùn)維。在多廠商、多區(qū)域、多技術(shù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，應(yīng)定義統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，提取承載網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)行為的分析。此外，應(yīng)定義行為模型，如制定故障處理模板、流量預(yù)警模型等，指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的智能運(yùn)維。

三、小結(jié)

隨著5G技術(shù)的到來(lái)以及云化專(zhuān)線(xiàn)等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求的出現(xiàn)，軟件定義光網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了諸多新的研究熱點(diǎn)。從標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)狀來(lái)看，國(guó)際和國(guó)內(nèi)均已形成了軟件定義光網(wǎng)絡(luò)較為完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，下一步的研究熱點(diǎn)將是多層網(wǎng)絡(luò)管控架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)切片管控、多層網(wǎng)絡(luò)信息模型、基于控制器的保護(hù)恢復(fù)等。軟件定義光網(wǎng)絡(luò)（SDON）將向著統(tǒng)一協(xié)同管理、智能運(yùn)維等趨勢(shì)演進(jìn)，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)的智能管控能力和運(yùn)維效率。

來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院