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软件定义光网络研究进展与创新应用探讨.pdf
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软件定义光网络研究进展与创新应用探讨
摘要:以软件定义网络(SDN)控制平面技术为特征
的软件定义光网络(SDON)代表着未来传送网演进趋势,是
新型超大容量光网络实现高度智能化的重要发展方向。认为
通过在光层引入基于软件定义组网的控制平面解决方案,利
用软件编程的方式对光网络的结构和功能进行动态定制,完
成光网络设备配置、传输参数调整和带宽灵活分配,能够更
好地适应新型光网络智能化发展的要求。认为开发软件定义
光网络创新应用成为 SDON 领域新的研究热点。
关键词: 软件定义光网络; 网络和业务编排; 虚拟
化; 创新应用
近年来,软件定义网络(SDN)发展迅猛,作为一种创
新体系架构的 SDN 与其他技术相融合构成“SDN+”,是当前
网络演进的重要方向[1-5]。基于“SDN+光”的软件定义光网
络(SDON),通过在光层引入 SDN 控制平面解决方案,能够
更好地适应新型超大容量光网络智能化发展的要求。SDON
可以根据用户或运营商的需求,利用软件编程的方式对光网
络的结构和功能进行动态订制,完成光网络设备配置、调制
格式适配和带宽灵活分配,达到光层资源虚拟化与按需提供
的目的。网络可编程和虚拟化是 SDON 技术发展的主要趋势,
并由此带来业务编排、网络安全性和可监测性等一系列挑战
与研究课题。我们总结了国际学术界关于 SDON 技术的最新
研究进展,分析探讨了几种典型的 SDON 创新应用。
1 软件定义光网络的研究
进展
软件定义光网络技术得到国际上主要发达国家的重视,
先后设立了一系列科研项目开展相关的基础性创新研究工
作。我们总结了欧盟第 7 个科技框架计划 FP7 以及后续的地
平线 2020 科研计划中信息通信技术方向关于软件定义光网
络的重要研究进展。
1.1 IDEALIST 架构
针对传送网由传统波分复用系统向光层灵活栅格组网
的发展趋势,欧盟 FP7 计划于 2012 年 11 月启动了“工业驱
动面向业务与传送网的弹性自适应波长基础架构(IDEALIST)”
项目[6],共有 23 家单位参加,研究周期为 3 年,总经费约
800 万欧元。
如图 1 所示,IDEALIST 项目致力于设计开发一种创新的
传送解决方案,在具备多域和多技术控制平面的弹性化光网
络架构基础上,实现自适应的网络与业务交互,支持 3D 视
频、云计算等新的宽带应用,满足未来核心网大容量和高动
态的性能需求。IDEALIST 面临的主要挑战是如何实现对可变
带宽传输与交换、智能控制平面等弹性光网络关键技术的标
准化和工业化运用。IDEALIST 项目研究内容包括:支持灵活
自适应传输以及单信道 100 Gbit/s 以上速率交换的数据平面
节点结构和传送系统;面向多域、多层和多供应商弹性网络
的控制平面协议扩展;IP 和弹性光层协同的动态网络资源分
配;具备对弹性光网络离线规划和在线重优化能力的多层网
络优化工具。
IDEALIST 项目控制平面的研究重点,是设计实现一种面
向大容量弹性光网络节点与传送系统的运营级控制管理系
统。IDEALIST 所提出的网络控制架构体现了分布式与集中式
的协同,其分布式智能采用通用多协议标签交换(GMPLS)
协议,主要针对实时响应、故障生存性等动态连接需求;集
中式智能应用了 SDN 技术,在项目中定义为自适应网络管理
器(ANM),一方面通过连接规划工具实现网络优化功能,
另一方面提供与应用层的交互能力。如图 2 所示,ANM 使用
基于应用的网络操作(ABNO)模型构建,在项目中结合弹性
化需求重点规范了 PCE、指配管理器、VNTM、OAM 处理器
等标准单元接口功能的实现细节。
1.2 DISCUS 架构
欧盟 FP7 计划于 2012 年 11 月启动了“支持所有用户与
业务无限带宽供应的分布式核心(DISCUS)[7]”项目,该项
目研究周期为 3 年,总预算超过 1 000 万欧元。
DISCUS 目标是设计和展示一种完整的端到端网络架构,
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春哥111
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