廖启名 吴卫东 姚公
北京电信规划设计院有限公司，广州 510510
摘要：传送网历经四十多年发展，经历了PDH、SDH/MSTP、WDM/OTN、PeOTN的技术发展和代际革新。伴随国内三大运营商相继开启ROADM/OXC、200G/400G、光网自动化管控系统的商用部署，中国已经全面迈入全光网2.0时代，由此也为行业创新应用的孵化创造了更多可能性。随着日与俱增的对高质量、差异化业务连接的需求膨胀，PeOTN技术开始广泛应用。本文着重探讨SDN控制技术在联通的发展演进及SD-OTN的后续演进等问题。
关键词：SDN；PE-OTN；SD-OTN；目标组网；网络演进
一、引言
OTN网络在开放和解耦方面也在持续创新发展，得益于集中控制的优势，控制平面的存在使得网络的部署和配置更加智能和简化，支持编程的SDN控制平面使得网络更加智能，更加灵活和易于拓展。广东联通与时俱进，把握传输网络技术发展方向，将以大湾区为核心，全省整合部署一张端到端全光网，高起点的SD-OTN政企精品网，
二、SDN控制技术在联通的发展
在SDN架构中，控制平面是逻辑集中的，通过协议将控制信息下发至底层的数据平面去执行。所以，控制平面被称为SDN的大脑，指挥整个数据网络的运行。
中国联通SD-OTN进行全局优化，控制平面整体架构包括应用层、协同器以及厂家控制器。应用层主要为全局优化应用，主要包括路径计算、流量优化、带宽优化以及保护优化等方面。路经计算模块根据收到的路径计算请求信息计算最佳路径；带宽优化模块主要是在为了合理进行网络优化设计；流量优化模块根据网络状态信息进行全局流量负载优化。保护优化模块主要包括为任意节点之间业务确定多条备用路由。协同器主要实现业务智能、灵活、快速的跨域跨层，建立中国联通拟利用SDN丰富OSS和NMS全局管理能力；实现业务模板化快速开通和调整；引入SDN业务编排器，采用统一的API接口实现多业务的协同与编排，提升OTN/WDM网络对于上层业务的感知能力，实现智能、灵活、可靠的控制层Restful北向协议通用业务编排器(Orchestrator)统一北向API接口跨层跨域传送；基于SDN技术提升OTN网络的传送效率，提高OTN管道的冗余带宽利用率，提升与UTN、IP网络协同能力，实现端到端业务的快速开通，全局网络资源有效配置和智能优化。
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2015年伊始中国联通开始SD-OTN控制平面的开发工作，历经SD-OTN协同编排器开发（采用统一的面向应用层API接口实现多业务的协同与编排）、 基于SDN的OTN精品网的全局优化APP的研发，结合联通实际需求，推动全局优化APP落地、基于SDN实现OTN网络灵活的路由选择、按需带宽调度、智能保护恢复策略等功能、基于SDN实现OTN对上层业务感知的智能传送网络，实现多网智能融合，协同传送、推动基于Uni-MPLS技术的UTN和Pe-OTN网络融合，最终实现城域端到端一张网承载的目标。
在多厂家之间基于SDN的OTN协同器的研发工作中，中国联通统一了多厂家的北向接口信息模型，实现跨厂家的业务协同下发，完成多厂家的控制器共同编排；完成了中兴、华为的实验室对接，在OTN精品网试验中部署了华为控制器、协同器及应用，实现全SDN化的网络运营。
最终在业务承载层面SD-OTN实现广域IP+光智能DCI承载，即基于SDN技术的统一流表打造IP和光控制层面的协同，IP层智能选路，光层动态Bypass，实现数据中心用户无感知的端到端智能传送，客户需求和业务调整通过IP和光跨层无缝对接承载来实现；城域Uni-MPLS端到端：转发层面基于MPLS标签，利用SDN技术实现UTN动态标签和Pe-OTN静态标签统一，端到端的BFD检测及扩展OAM，实现城域网络融合分组传送。
三、广东联通基于SDN控制器技术的SD-OTN网络部署方案
广东联通SD-OTN融合省市光缆将全省现有OTN节点协同优化调整，进行MESH化组网，建设100G OTN省市一张全光网MESH化物理OTN网络，实现全程端到端SDN管理。利用干线和本地光缆纤芯资源，SD-OTN建设覆盖共533个节点，其核心节点50多个、汇聚节点400+、客户IDC等节点40多个，构建面向2B政企专网，提升基础网络能力，大量CPE采购进行重点行业传输预覆盖，敏捷开通。
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1）网络架构--融合省市资源、逐步MESH化：基于全省现有OTN节点，打造一张网，基于现有光缆路由及局房条件组网，重点按政企业务优先级，对光缆有条件分步向MESH演进；
2）设备平台--光电协同、一步到位：光层为组网+大网承载，统一型号；电层主要为政企承载，以功耗为考量选型；原全省核心节点+广深东佛汇聚启用ROADM、广深各2个超核启用OXC；所有段落配置OMSP，主备路由配置EOTDR，光谱分析功通板件、支持SDN、ASON。
3）业务板件--统一型号、按需配置：大网光层配置1*100G和10*10G支线合一板件，配置点对点独享波道；政企业务在电层以4-6个节点的环路模型，单个环路配置独享波道，配置1*100G混合线板和16*any（STM1/4/16/64）SDH板卡。
4）保护方式--大网光层保护、政企光电保护：大网业务光层保护，主备电路需求须分配到不同OTN节点，不同方向，不同光缆；政企业务提供OMSP光层保护+SNCP电层保护，对于业务等级高的具备条件的可启用ASON保护。
5）管控方式--智能管理、集中管控：EMS和SDN控制器按照异局址主备（1+1）各配置2套，集中放置，全省21地市+省干设置22套反拉终端。
6）政企业务接入--优先增量、存量逐步迁移：新增政企业务优先采用Pe-OTN承载。现网部分具备条件的业务，也可采用Pe-OTN承载；核心汇聚层采用Pe-OTN承载，接入层可利旧现有MSTP，也可新增CPE；本期全省设置1000端CPE设备用于末端接入，上行采用SDH（2.5G/10G方式）；接入侧采用FE/GE光电接口。
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四、SD-OTN网络后续演进研究
1.Pe-OTN向SDN演进的重要性
在Pe-OTN组网里，要想有效完成对多协议多业务的分组处置，网络中路由器负荷性能会逐渐提升并干扰路由速率。而现阶段OTN利用的是在分布式网络里，设备的控制和转发紧耦合机制来工作。但SDN技术渐渐在互联网中的运用，其重点方向是精简设施层的性能，进而提高互联网的功效。鉴于以上不足，可把Pe-OTN 和SDN技术相融合，实现演进，从而获得有效的处理对策。
2.Pe-OTN组网应用情境向SDN的演进方案研究
大客户专业环境中，SDN控制器经过南向接口协议，对总体组网的 Pe-OTN设施展开统一控制，并且经过北向接口释放API完成大客户业务的不同增值应用。物理层的Pe-OTN设施重点负责数据业务转发性工作，其之前担负的控制性能可迁移至 SDN控制器里完成。从而大幅降低Pe-OTN设备的控制面压力。另外SDN控制器融合了拓扑发现和计算机技术的告诉运算等优点，能迅速完成路线优化、故障问题定点。并且Pe-OTN网络里增加SDN控制器并不会干扰总体互联网中其余互联网部分的结构与性能，进而能在无损原有网络性的提下实现统一控制以及合理的网络资源调度。因此添加SDN控制器之后，Pe-OTN的性能和效率能显著提高，同时还能减少相应的投入成本。
3 SD-OTN向网络云化演进
容器云技术的推广改变了传统的以虚拟化技术实现IaaS资源的交付，业务系统基于虚拟资源实现业务部署，和业务开通能力。容器技术打破以往只交付虚拟资源的流程，将业务系统直接封装到容器镜像内部，直接实现业务能力的交付。随着容器技术在互联网行业的展开，电信运营商从基础IDC资源到上层业务能力资源开放相比较于其他互联网企业有着无可比拟的优势，主要体现在IDC资源交付管理、运维质量管理、客户体验提升、市场运维支撑、云管理平台等诸多方面。
与此同时，伴随着SDN技术的广泛应用，电信运营商的网络资源如何更好地支撑电信运营商的业务发展需求，如何更快速地实现资源整合，如何将电信资源作为能力开放出去，从而为新的业务应用上线提供很好的网络支撑以应对目前快速发展的互联网化应用需求是目前电信运营商积极探索的领域。
基于容器云SDN技术实现云网一体化在跨数据中心调度、整合资源、快速迭代开发以及应用快速部署等方面有很大的优势，是现阶段该领域比较热点的研究方向。未来的演进道路应该从容器化的角度，研究面向电信运营商的现有容器技术和SDN架构如何实现基于容器云 SDN云网一体化部署，同时实现数据中心资源的整合以及业务应用的快速上线。
4.广东联通 SD-OTN网络演进方向建议
推进全省一体化 100G OTN 网络建设，积极部署PeOTN加速替换MSTP老旧设备，加快SDN功能部署，推进承载网数字化转型和能力开放；扩大PeOTN覆盖，实现政企专线承载网络转型升级；积极开展新技术试验，网络能力与技术演进齐头并进；积极推动简化网络简化。
完成自研协同器部署，实现业务端到端快速开通，实现云网业务统一编排；OTN-A和OTN-U设备、标准型设备解耦，部署自研CPE管控平台，实现接入层网络开放组网；结合业务需求，开展综合业务接入点层面接入型OTN精准覆盖，推进MSTP存量业务迁转；积极跟踪OSU等下一代OTN技术演进及OXC技术成熟度，适时引入；推进10G WDM及MSTP网络退网。
夯实完善政企精品SD-OTN网络 ，打造全光底座；以政企精品SD-OTN为基础，实现网络简化，盘活全网基础网络资源；完善OMSP保护，省内增加协同器部署，实现网业协同；接入层延伸覆盖，提升竞争力；打造一体化协同的智能高效SD-OTN全光网。
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同时，积极进行新技术引入：随着SDH退网，OTN需要兼顾SDH 的功能，正在向承载业务颗粒更小、承载效率更高 的方向演进，适时引入OSU技术。业务量大的核心节点部署电层集群，补强SD-OTN网络。
小结：本文通过对中国联通SD-OTN的发展历程并结合广东联通基于SDN控制器技术的SD-OTN网络部署方案案例，具体论述了Pe-OTN向SDN演进的重要性，Pe-OTN组网应用在不同场景下向SDN的演进方向，SD-OTN向网络云化演进的路径，提出了广东联通 SD-OTN网络演进方向建议，可以看出，本文针对SD-OTN规划分析方法符合网络建设的方向性、合理性、经济性，对中国联通SD-OTN传送网络规划建设具有一定的借鉴意义。
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