近年來，隨著新興業(yè)務(wù)的不斷涌現(xiàn)以及業(yè)務(wù)的全面IP化，業(yè)務(wù)流量急劇增長。根據(jù)思科的VNI（Visual Networking Index）年度預(yù)測，2012—2017年，網(wǎng)絡(luò)流量復(fù)合增長率將達到23%。作為基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)，OTN面臨著巨大的挑戰(zhàn)，系統(tǒng)速率從10Gbps演進到了當(dāng)前的100Gbps。100G在全球范圍內(nèi)已開始規(guī)模部署，中國聯(lián)通在國干已經(jīng)建設(shè)了兩條100Gbps實驗網(wǎng)。目前，業(yè)界在超100G方面也已經(jīng)展開了廣泛的研究，在可以預(yù)見的幾年內(nèi)，400G也將拉開商用的帷幕。

但是，目前尷尬的現(xiàn)狀是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投入和產(chǎn)出之間的剪刀差越來越大，因此，在400G乃至1T的時代，如何提升多載波技術(shù)的頻譜利用效率，以及怎樣通過資源的靈活調(diào)整提升網(wǎng)絡(luò)整體頻譜利用效率就顯得尤為重要。

傳統(tǒng)OTN的特點是剛性帶寬管道，固定速率接口。這與當(dāng)前眾多新業(yè)務(wù)實時變化、具有突發(fā)性的流量模式并不匹配。“剛性”特征不夠靈活，無法根據(jù)流量需求適時進行網(wǎng)絡(luò)資源的動態(tài)調(diào)整，因此，需要更靈活，更開放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，即時調(diào)整，按需分配。SDN（Software Defined Network）的理念是讓軟件來控制網(wǎng)絡(luò)，其主要特征是控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離、邏輯集中控制和開放API。OTN的SDN化將成為400G時代的重要演進趨勢。

基于SDN的OTN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和功能分析

基于SDN架構(gòu)的OTN，通過軟件就可以對光傳輸資源進行動態(tài)調(diào)整，能夠更好地適應(yīng)業(yè)務(wù)的需求，提高網(wǎng)絡(luò)的利用效率?；赟DN的OTN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。

可編程的SDN傳送層

可編程意味著可根據(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。

組件可編程體現(xiàn)在SDO（Software Defined Optical）和Flex Grid（Tunable Mux/Demux， WSS）器件上?；赟DO，可實現(xiàn)頻譜效率可編程和補償算法可編程，頻譜效率可編程意味著子載波復(fù)用方式和調(diào)制方式可變，補償算法可編程意味著損傷補償算法可變以及FEC類型和格式可變。即線路側(cè)可根據(jù)不同的鏈路狀態(tài)選擇不同的頻譜效率和補償算法。通過對帶寬、距離和復(fù)雜度的權(quán)衡，SDO光模塊實現(xiàn)最佳的頻譜利用效率，從而更好地適應(yīng)業(yè)務(wù)和場景的變化。基于Flex Grid，可以實現(xiàn)柵格寬度可編程（N×12.5GHz）和光譜形狀可編程（可編程光濾波），即可以根據(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，靈活可變的柵格可以更好地適應(yīng)400G的需求。

節(jié)點可編程體現(xiàn)在傳送容器大小可編程、交換粒度可編程、光路資源可編程以及節(jié)點規(guī)?？删幊?，即可以實現(xiàn)N×100G/200G/400G傳輸，也能夠基于任意帶寬顆粒度的子載波和信道進行交換，還支持連續(xù)頻譜和非連續(xù)頻譜以及把一個物理節(jié)點虛擬化為多個邏輯節(jié)點，或者把多個物理節(jié)點組合為一個邏輯節(jié)點，從而提供極大的靈活性，實現(xiàn)對業(yè)務(wù)靈活、高效率的承載。

網(wǎng)絡(luò)可編程體現(xiàn)在將一個網(wǎng)絡(luò)根據(jù)不同的用戶需要虛擬出多個的邏輯子網(wǎng)，向不同的客戶提供服務(wù)，并可以根據(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，比如可以實現(xiàn)信道間和信道內(nèi)非線性聯(lián)合補償，提升傳輸性能，也可以進行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。而網(wǎng)絡(luò)層的這種可編程特性需要基于SDN Controller實現(xiàn)。

SDN Controller

Controller可以認(rèn)為是整個SDN系統(tǒng)的大腦，Controller有多種實現(xiàn)方式： 一是SDN和OPENFLOW協(xié)議完全取代ASON及GMPLS和PCE架構(gòu)，打破現(xiàn)有分布式控制模式，取代所有域間域內(nèi)橫向控制技術(shù)和相關(guān)協(xié)議；二是直接使用PCE機制，可將信令等分布式控制功能統(tǒng)一到PCE實現(xiàn)，相關(guān)接口使用PCEP協(xié)議；三是SDN和OPENFLOW協(xié)議兼容ASON及PCE相關(guān)功能，可以利用ASON及PCE的已有成果，使用部分模塊或者功能作為Controller的一個組件，從而平滑地向SDN架構(gòu)演進。

平滑演進的Controller實現(xiàn)方案由現(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)用和部署的必經(jīng)途徑，可以有效維護電信產(chǎn)業(yè)鏈的自身利益。

基于SDN的OTN網(wǎng)絡(luò)價值

基于SDN的OTN，可以實現(xiàn)任意業(yè)務(wù)接入、任意粒度交換、任意帶寬傳輸，可以實時根據(jù)業(yè)務(wù)需求，依據(jù)集中統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)控制和管理，以及全局網(wǎng)絡(luò)視圖，對全局網(wǎng)絡(luò)資源進行動態(tài)調(diào)整與優(yōu)化，實現(xiàn)對設(shè)備與光纖網(wǎng)絡(luò)資源的最大化利用，提高利用效率，減少網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。

基于SDN的OTN，通用硬件架構(gòu)可通過軟件靈活配置，綜合權(quán)衡各種因素選擇最佳傳輸方案，減少了單板類型，從而降低備品備件成本和維護成本，也降低了對工程和維護人員的技術(shù)要求，有利于業(yè)務(wù)的快速開通、部署和后續(xù)的維護。

小結(jié)

在新業(yè)務(wù)流量暴增和流量突發(fā)、流向復(fù)雜化的情況下，傳統(tǒng)OTN網(wǎng)絡(luò)除了面臨巨大的帶寬壓力外，其剛性特征也難以適應(yīng)業(yè)務(wù)的動態(tài)需求?；赟DN的OTN采用IT化、軟件化的思路和架構(gòu)來改變網(wǎng)絡(luò)，大幅提升現(xiàn)有OTN設(shè)備的傳輸效率和能力，靈活地對全局網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化，是傳送平面技術(shù)發(fā)展到400G的必然趨勢。