軟件定義光網(wǎng)絡（SDON）將軟件定義網(wǎng)絡（SDN）和傳送網(wǎng)絡相互結合，是傳送網(wǎng)管控領域的研究熱點，目前已在分組傳送網(wǎng)絡（PTN）和光傳送網(wǎng)（OTN）中有了諸多應用，并在網(wǎng)絡管控架構、信息模型、南北向接口等方面，形成了一系列的標準。隨著5G網(wǎng)絡技術、云化專線等管控需求的出現(xiàn)，傳送網(wǎng)管控系統(tǒng)和上層業(yè)務協(xié)同編排的交互聯(lián)動需求更加明確，要求能夠和上層業(yè)務管控系統(tǒng)實現(xiàn)協(xié)同管控和自動化網(wǎng)絡切片管控，從簡化運維提高運維效率的角度出發(fā)，需要傳送網(wǎng)管控系統(tǒng)具備統(tǒng)一管控、智能運維等新特征。

一、SDON國際和國內標準化體系基本完善

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

ITU-T主要ITU-T主要關注5G傳送網(wǎng)的管控架構、網(wǎng)絡切片管控、L0層到L2層的信息模型等相關內容。目前ITU-T在管控架構方面，ITU-T已完成G.7701通用管控和ITU-T G.7702傳送網(wǎng)SDN管控架構兩篇規(guī)范制定；在網(wǎng)絡信息模型方面，ITU-T G.7711通用信息模型定義了協(xié)議無關的信息模型，ITU-T G.854.1定義L1層的網(wǎng)絡模型，ITU-T G.807（G.media）定義L0層媒介光網(wǎng)絡的管控架構，ITU-T G.876（G.media-mgmt）對媒介光網(wǎng)絡的管控功能和管控模型進行定義，ITU-T G.807和G.876預計將在2019年7月左右完成制定并通過審議。后續(xù)ITU-T Q12/14工作組在傳送網(wǎng)SDN管控方面，將重點關注5G管控架構和模型的研究，采用虛擬網(wǎng)絡（VN）管控模型和客戶服務上下文（Client/Server Context）架構支持上層網(wǎng)絡切片，實現(xiàn)傳送網(wǎng)的切片管控，同時研究集中式控制器架構下的網(wǎng)絡恢復技術。

ONF主要關注傳送網(wǎng)SDN信息模型相關工作，主要由網(wǎng)絡信息模型（OTIM）工作組進行，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)范等相關標準，后續(xù)主要關注網(wǎng)絡保護、OAM信息建模、L0層OTSi信息建模等相關工作。

IETF主要關注傳送網(wǎng)、IP網(wǎng)絡以及網(wǎng)絡虛擬化的控制模型，定義了基于YANG的網(wǎng)絡模型。其TEAS工作組目前正在完善基于ACTN的虛擬網(wǎng)絡（VN）控制模型，其流量工程（TE）隧道和TE拓撲模型已經(jīng)基本完成，這些模型均可以用于協(xié)議無關的面向連接的網(wǎng)絡管控。和協(xié)議相關的網(wǎng)絡管控及模型在CCAMP工作組制定，包括OTN隧道、拓撲、業(yè)務模型等。IETF后續(xù)將對網(wǎng)絡虛擬化、網(wǎng)絡切片、5G管控等方面開展標準制定共，并對相關的IETF YANG模型及其應用進行完善。

總的來說，ITU-T、ONF、IETF等國際標準化組織對SDON的標準化工作已經(jīng)基本完成，當前聚焦5G管控技術的研究以及傳送網(wǎng)相關信息模型的完善工作。國內標準化工作方面，中國通信標準化協(xié)會（CCSA）已經(jīng)制定了較為完善的軟件定義光網(wǎng)絡標準體系，包括通用的SDON管控技術、軟件定義光傳送網(wǎng)（SDOTN）以及軟件定義分組傳送網(wǎng)（SPTN）相關的系列標準。

二、軟件定義光網(wǎng)絡（SDON）新的研究熱點出現(xiàn)

隨著5G技術到來以及云網(wǎng)協(xié)同等應用需求的出現(xiàn)，軟件定義光網(wǎng)絡（SDON）出現(xiàn)了一些新的研究熱點，包括統(tǒng)一協(xié)同管控、多層網(wǎng)絡管控、網(wǎng)絡切片管控、智能運維、基于控制器的保護恢復等。

（一）統(tǒng)一管控成為SDON控制器部署主流方案

從網(wǎng)絡平滑演進，保護既有網(wǎng)絡投資，同時使得網(wǎng)絡控制器的控制功能和傳統(tǒng)的管理功能具備一致的用戶體驗，運營商網(wǎng)絡存在統(tǒng)一管控的需求。統(tǒng)一管控主要的技術特點包括采用統(tǒng)一的管控平臺，實現(xiàn)管理、控制和智能運維的統(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模型的開放接口，實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的可編程。統(tǒng)一管控系統(tǒng)在實際的網(wǎng)絡部署過程中，網(wǎng)絡區(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)議擴散限定在一定的網(wǎng)絡區(qū)域范圍內部，降低信令對傳送網(wǎng)絡資源消耗，提高業(yè)務保護恢復性能。域控制器可以直接接入運營商業(yè)務協(xié)同編排器，實現(xiàn)控制器的扁平化部署，也可以采用多級的網(wǎng)絡架構。可以通過廠商EMS/OMC和域控制器（DC）的功能統(tǒng)一，實現(xiàn)傳送網(wǎng)域內資源的統(tǒng)一管控；通過上層資管系統(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，實現(xiàn)跨域業(yè)務的統(tǒng)一編排。

（二）SDON需要解決多層網(wǎng)絡管控問題

下一代傳送網(wǎng)支持多個網(wǎng)絡層次，包括L0層到L3層的網(wǎng)絡技術，在不同的域內可能采用不同的網(wǎng)絡技術層次，或者在同一的網(wǎng)絡域內具備多個層網(wǎng)絡技術層次，軟件定義光網(wǎng)絡應具備多層、多域的網(wǎng)絡管控功能。

多層多域的網(wǎng)絡的管控可采用統(tǒng)一的多層管控網(wǎng)絡模型，在通用模型架構下，通過對模型的裁剪和擴展實現(xiàn)。ITU-T G.7711/ONF TR512定義了通用的網(wǎng)絡信息模型，IETF也在統(tǒng)一的模型架構下定義和技術無關的TE網(wǎng)絡模型以及IP網(wǎng)絡模型，ETH、ODU、L3VPN、光層等網(wǎng)絡技術的信息建模模型可以在上述模型的基礎上進行，進行裁剪和擴展，定義運營商統(tǒng)一的北向接口信息模型。

此外，傳送網(wǎng)管控系統(tǒng)應具備多層網(wǎng)絡資源的規(guī)劃和優(yōu)化功能，實現(xiàn)多層網(wǎng)絡資源的最優(yōu)配置。對于面向連接的業(yè)務路由策略，可采用統(tǒng)一的包括面向連接的業(yè)務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、L3層SR-TP隧道等，可以采用統(tǒng)一的路由計算策略和路由約束策略，如最小跳數(shù)、最小代價、最小時延、負載均衡、路徑分離/包含/排斥網(wǎng)絡資源、鏈路保護類型約束等。對于L3層無連接的路由策略，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)議實現(xiàn)動態(tài)自動化的路由分配。

對于多層路由策略的協(xié)同，首先應在不同的網(wǎng)絡層次之間傳遞路由參數(shù)，如服務層的路由代價、SRLG等參數(shù)，可以傳遞到客戶層，服務層的鏈路路由代價參數(shù)可以用于客戶層的路由計算。其次，多個層次的路由聯(lián)合優(yōu)化應定義多層聯(lián)合路由優(yōu)化目標、策略及約束條件等，實現(xiàn)多層的路由優(yōu)化。

（三）自動化全周期運維是網(wǎng)絡切片管控的基本需求

5G承載網(wǎng)絡切片需求逐步明確，需要針對eMBB、uRLLC、mMTC等不同的業(yè)務類型提供承載網(wǎng)絡的切片，網(wǎng)絡切片的管控成為管控系統(tǒng)的重要內容。首先，對于切片管控架構而言，目前承載網(wǎng)絡管控架構、信息模型、接口交互流程支持切片網(wǎng)絡管控功能；其次網(wǎng)絡切片需要智能規(guī)劃，網(wǎng)絡切片管控具備網(wǎng)絡規(guī)劃和優(yōu)化的特征，承載網(wǎng)管控系統(tǒng)應引入新的切片規(guī)劃和優(yōu)化部署功能；對于切片管控流程，自動化部署和監(jiān)控是5G網(wǎng)絡切片的基本需求，應形成切片資源的發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)建、運維的閉環(huán)流程，實現(xiàn)切片網(wǎng)絡的自動化部署和運維，承載網(wǎng)絡應支持手工切片功能；最后應基于上層控制器和編排系統(tǒng)的需求，基于各個層網(wǎng)絡的技術特點，對多層網(wǎng)絡資源進行切片管控，基于上層網(wǎng)絡的切片需求以及承載網(wǎng)絡的技術特征實現(xiàn)本層切片網(wǎng)絡管控。

（四）智能運維為SDON技術帶來新的特征

人工智能（AI）技術為網(wǎng)絡管控帶來新的特征，通過對承載網(wǎng)絡的大數(shù)據(jù)分析，引入機器學習能力，可以實現(xiàn)以業(yè)務為中心的智能排障、基于AI的智能故障分析、智能故障自愈、基于業(yè)務性能監(jiān)測的規(guī)劃優(yōu)化等智能化網(wǎng)絡運維能力。網(wǎng)絡智能運維功能應支持網(wǎng)絡運維全生命周期的自動化、閉環(huán)、智能運維。在多廠商、多區(qū)域、多技術網(wǎng)絡環(huán)境下，應定義統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，提取承載網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)，以便進行網(wǎng)絡行為的分析。此外，應定義行為模型，如制定故障處理模板、流量預警模型等，指導網(wǎng)絡的智能運維。

三、小結

隨著5G技術的到來以及云化專線等網(wǎng)絡應用需求的出現(xiàn)，軟件定義光網(wǎng)絡帶來了諸多新的研究熱點。從標準化的現(xiàn)狀來看，國際和國內均已形成了軟件定義光網(wǎng)絡較為完善的標準體系，下一步的研究熱點將是多層網(wǎng)絡管控架構、網(wǎng)絡切片管控、多層網(wǎng)絡信息模型、基于控制器的保護恢復等。軟件定義光網(wǎng)絡（SDON）將向著統(tǒng)一協(xié)同管理、智能運維等趨勢演進，進一步提高網(wǎng)絡的智能管控能力和運維效率。

來源：中國信息通信研究院