Page 26 - 网络电信2018年7月刊下

光 通 信
基于软件定义网络的光传送网研究与设计
廖振宇 1，2
1.武汉邮电科学研究院；
2.武汉烽火国际技术有限责任公司
当下，作为骨干传输网络的OTN（光传送网络）建设规模
十分巨大，网络复杂性与网络异构化程度与日俱增。同时，随
着大数据，云计算，VR等新业务的发展，以及可预见的未来5G
商用落地，对网络流量的需求目前呈现爆发式的增长，而且未
来会随着业务需求持续增长，OTN系统单纯扩容的解决方案让运
营商面临严峻的挑战 [1-3] 。同时业务的多样性，业务流量突发性
与路径不可预知性，对光网络的智能化需求越来越高，目前，
对基于固定频谱，固定接口速率的传统静态，刚性光网络进行
改造优化，精简光传送网体系结构和实现以降低成本、简化管
理、提供及时的服务响应和提高资源利用率为目的的技术变革
是对未来光传送网的普遍认知。
软件定义网络的核心思想是逻辑上集中控制平面，实现转
发与控制相分离，开放应用程序接口使网络可编程化 。这一
颠覆传统网络架构的思想，为OTN的演进与发展提供了思路，引
入SDN技术，将有望从根本上创造一个高效智能，动态灵活的骨
干传送网络架构。而控制器是SDN体系架构中的大脑，是实现网
络架构由分布向集中转变以及转控分离的核心所在
一、软件定义光网络的可行性
SDN的提出给电信业提供了无限可能，需要有全新的支
持SDN设计思想的OTN软、硬件系统来满足网络的不断演进和
变革。但SDN技术的落地，不能也不会是孤军直入，摒弃以往
的技术积累，而是新的协议扩展与现有技术的融合，实现网
络的平滑升级 [8-10] 。光网络的智能化发展已被广泛运用的技
术路线有自动交换光网络（ASON）和基于路径计算单元的光
网络（PCE）。自动交换光网络是基于通用多协议标志交换
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摘要：数据流量的爆发式增长与不断涌现的新
业务使现有光传送网络面临严峻的挑战，基于精简
光传送网体系结构，降低成本、简化管理、提供及
时的服务响应和提高资源利用率的目的，本文基于
软件定义网络转控分离，集中控制，开放接口的核
心思想，研究了实现光传送网智能化的技术发展，
并以此论证了软件定义光网络的可行性，设计了基
于软件定义网络的光传送网控制器，并结合现网设
备进行了业务快速开通的测试，测试结果验证了控
制器系统的功能，是软件定义网络向光网络运用的
重要探索。
关键词：软件定义网络；光传送网；软件定义
光网络；控制器
（GMPLS）为光网络引进控制平面，实现了光网络的动态连接
与删除，故障的快速恢复，但ASON是基于分布式架构的网络控
制协议复杂，多域管理困难，难以实现不同厂家的设备互通。
基于路径计算单元的光网络是一种集中控制方案，其将路径计
算与流量控制功能从控制平面中分离出来，成立一个独立的组
件，集中提端到端的路径计算，为多层多域管理困难以及设备
互通提供了有效地解决方案。PCE集中计算的思想与SDN集中控
制的核心思路十分契合，在SDN的网络架构下，可以运用单域控
制器与多域控制器分层部署的方式，实现不同厂商设备的互联
互通，同时将链路自动发现，路由计算路径下发，网络管理等
功能集中到控制器中，如PCE可以实现SDON的部分协议族，同时
ASON更注重与物理层的的自动控制，同样可视为SDON的一种功
[4]
能类型。Open Flow协议为控制器与转发设备之前提供了通信的
标准接口，能实现控制逻辑从转发设备中分离出来，结合PCE，
BGP等标准协议，扩展Open Flow，是软件定义光网络的可行演
进方案 [11-16] 。
[5-7] 。
二、控制器系统部署与软件设计
1、控制器系统部署
本文中SDON网络架构采用分层次的控制器部署方案，单
域控制器单独部署在Controller上，多域控制器和单域控制器
分层部署，多域控制器通过Rest Service模块对外提供北向
的Rest服务。通过OFProtocol协议栈模块对外提供与主控的
南向OF协议接口。为实现可编程性，需通过Web App进行拓扑
查询和业务配置，因此部署在局域网同时部署web server和
Controller Server，可根据标准组织或客户制定的API规范实
网络电信 二零一八年七月