软件定义光网络（SDON）结合了软件定义网络（SDN）和传送网络。是传送网络管理与控制领域的研究热点。目前，它在分组传送网（PTN）和光传送网（OTN）方面有很多应用。在网络管控架构、信息模型、南北接口等方面已经形成了一系列标准。随着5G网络技术、云专线等管控需求的出现，交互联动的需求传送网管控系统与上层业务协同编排更加清晰。要求与上层业务管控系统实现协同管控和自动化网络切片管控，简化操作。从提高运维效率的角度来看，传输网络管控系统需要具备统一管控、智能运维等新特性。

1、SDON国际国内标准化体系基本完善。

在国际标准化方面，传送网SDON的标准化工作主要由ITU-T、ONF、IETF等几大标准化组织完成。

ITU-T主要关注5G传送网络的管控架构、网络切片管控、L0层到L2层的信息模型等相关内容。目前，在ITU-T管控架构方面，ITU-T已完成G.7701通用控制和ITU-T G.7702传送网SDN管控架构两个规范的制定；在网络信息模型方面，ITU-T G.7711通用信息模型定义了与协议无关的信息模型。 ITU-T G.854.1定义了L1层的网络模型。 ITU-T G.807（G.media）定义了L0层媒体光网络的管理和控制架构。 ITU-T G.876（G.media-mgmt）定义了媒体光网络的管理控制功能和管理模型。 ITU-T G.807和G.876预计将于2019年7月左右完成并获得批准。后续ITU-T Q12/14工作组将重点研究传送网SDN方面的5G管控架构和模型管理和控制，采用虚拟网络（VN）管控模型和客户端服务上下文（Client/Server Context）架构来支持上层网络切片。实现传送网络的切片管理和控制，研究集中控制器架构下的网络恢复技术。

ONF主要关注传送网SDN信息模型相关的工作，主要由网络信息模型（OTIM）工作组开展。制定并发布了TR-512核心信息模型（CIM）、TR-527传输API（TAPI）接口功能规范等相关标准。后续工作将主要围绕网络保护、OAM信息建模、L0层OTSi信息建模等相关工作进行。

IETF主要关注传送网、IP网络和网络虚拟化的控制模型，并定义了基于YANG的网络模型。其TEAS工作组目前正在完善基于ACTN的虚拟网络（VN）控制模型，其流量工程（TE）隧道和TE拓扑模型已基本完成。这些模型可用于独立于协议的面向连接的网络管理和控制。与协议相关的网络控制和模型由CCAMP工作组制定，包括OTN隧道、拓扑、业务模型等。IETF后续将制定网络虚拟化、网络切片、5G管控等标准，并完善相关的IETF YANG模型及其应用。

总体而言，ITU-T、ONF、IETF等国际标准化组织对SDON的标准化工作已基本完成。目前重点是5G控制技术的研究和传送网相关信息模型的完善。在国内标准化工作方面，中国通信标准化协会（CCSA）制定了较为完善的软件定义光网络标准体系，包括通用SDON控制技术、软件定义光传送网络（SDOTN）和软件定义分组传送网络（SPTN）相关系列标准。

2、软件定义光网络（SDON）新研究热点的出现

随着5G技术的到来和云网协同等应用需求的出现，软件定义光网络（SDON）应运而生，出现了一些新的研究热点，包括统一协同管控、多层网络管控、网络切片管理与控制、智能运维、基于控制的设备保护与恢复等。

（1）统一管控成为SDON控制器部署主流方案

从网络的平滑演进到保护现有网络投资，在保证网络控制器的控制功能与传统管理功能具有一致的用户体验的同时，需要对运营商网络进行统一管控。统一管控的主要技术特点包括：利用统一管控平台，实现管理、控制和智能运维的统一部署；使用统一的数据模型，防止不同系统之间的数据冲突，减少数据同步带来的系统性能下降；采用统一的北向接口，提供基于YANG模型的开放接口，实现网络资源的可编程性。在统一管控系统的实际网络部署过程中，网络区域的划分可以根据分布式控制协议的性能需求，限制协议扩散到某个网络区域，减少信令对传输网络资源的消耗，并改善业务保护和恢复。表现。域控制器可以直接与运营商的业务编排器连接，实现控制器的扁平化部署，也可以采用多级网络架构。通过厂商EMS/OMC和域控制器（DC）功能的统一，实现传送网域内资源的统一管控；通过上层资产管理系统和协同编排器与传送网络的多域协同控制器（SC）的统一，实现跨域业务的统一编排。

（2）SDON需要解决多层网络管控问题

下一代传送网络支持多个网络层，包括从L0到L3的网络技术。不同的域中可以使用不同的网络技术级别，或者同一网络域中可以存在多个网络技术级别。软件定义光网络应具有多层、多域的网络管理和控制功能。

多层、多域网络的管控可以采用统一的多层管控网络模型，可以通过在通用模型架构下对模型进行剪裁和扩展来实现。 ITU-T G.7711/ONF TR512定义了通用网络信息模型。 IETF还定义了统一模型架构下技术无关的TE网络模型和IP网络模型，包括ETH、ODU、L3VPN、光层等网络技术。信息建模模型可以基于上述模型进行裁剪和扩展，为运营商定义统一的北向接口信息模型。

此外，传输网络管控系统应具备多层网络资源的规划和优化功能，实现多层网络资源的优化配置。对于面向连接的业务路由策略，可以采用统一的面向连接的业务路由策略和约束，包括L0层光通道、L1层ODU/FlexE通道、L2层ETH业务、L3层SR-TP隧道等。采用统一的路由计算策略和路由约束策略，如最小跳数、最小成本、最小延迟、负载均衡、网络资源的路径分离/包含/排除、链路保护类型约束等。对于L3层无连接路由策略，如SR-BE、SDN的集中式路由发布或分布式BGP路由协议都可以实现动态、自动化的路由分发。

为了协调多层路由策略，首先应在不同网络层之间传递路由参数，如服务层的路由代价、SRLG等参数，可以传递给客户层，链路路由代价参数为服务层可供客户端使用。层路由计算。其次，多层路由联合优化应定义多层联合路由优化目标、策略和约束，以实现多层路由优化。

（3）自动化全周期运维是网络切片管控的基本要求

5G承载网切片需求逐渐清晰。需要针对eMBB、uRLLC、mMTC等不同业务类型提供承载网络切片。网络切片的管控已成为管控系统的重要组成部分。首先，对于切片管控架构，现有的承载网管控架构、信息模型、接口交互流程都支持切片网管控功能；其次，网络切片需要智能规划，网络切片管控具有网络规划和优化的特点。承载网管控系统应引入新的切片规划和优化部署功能；对于切片管控流程来说，自动化部署和监控是5G网络切片的基本要求。形成切片资源发现、创建、运营的闭环流程，实现切片网络的自动化部署和运营。维度上，承载网应支持手动切片功能；最后，根据上层控制器和编排系统的要求、各层网络的技术特点、上层网络的切片要求和承载网的技术，对多层网络资源进行管理和控制。功能可在这一层实现切片网络管理和控制。

(4)智能运维为SDON技术带来新特性

人工智能（AI）技术给网络管理和控制带来了新的特点。通过对承载网的大数据分析并引入机器学习能力，可以实现以业务为中心的智能故障排除、基于AI的智能故障分析、智能故障自动化。基于业务性能监控的修复、规划优化等智能网络运维能力。智能网络运维功能应支持整个网络运维生命周期的自动化、闭环、智能化运维。在多厂商、多地域、多技术的网络环境中，需要定义统一的数据模型，从承载网络中提取数据，分析网络行为。此外，还应定义行为模型，如故障处理模板、流量预警模型等，指导网络的智能运维。

三、总结

随着5G技术的到来以及云专线等网络应用需求的出现，软件定义光网络带来了许多新的研究热点。从目前的标准化现状来看，国际国内已经形成了较为完善的软件定义光网络标准体系。下一步的研究热点将是多层网络管控架构、网络切片管控、多层网络信息模型、基于控制器的保护与恢复等。软件定义光网络（SDON）将向统一协同演进管理、智能化运维等趋势，进一步提高网络的智能化管控能力和运维效率。

关于作者

徐云斌，北京邮电大学工学博士，中国信息通信研究院技术与标准研究所总工程师。主要从事智能光网络管理与控制器技术研究。

联系方式：xuyunbin@caict.ac.cn

孟海军现就职于中国信息通信研究院技术与标准研究所宽带网络研究室。

联系方式：menghaijun@caict.ac.cn

赵星现就职于中国信息通信研究院技术与标准研究所宽带网络研究室。

联系方式：zhaoxing@caict.ac.cn

校对员|陈莉、杉杉

编辑|凌霄

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