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科普:到底什么是 SDON?

2020/7/2 12:11:14來源:鮮棗課堂作者:小棗君責編:懶貓評論:

大家好,我是小棗君。

之前我曾經多次和大家科普過 SDN,也就是 Software?Defined?Network(軟件定義網絡)。

我們知道,SDN 是數據網絡的未來發展趨勢。它通過將傳統網絡節點(交換機、路由器)的控制和轉發功能分離,把控制功能集中,實現了對整個網絡的統一管理和調度,提升了網絡的效率和靈活性。

image.png

SDN 的架構

那么,我們不禁會想,SDN 是對數據通信網絡的重構,我們現在處于光通信的時代,包括 5G 在內的電信網絡,傳送網基本上已經是全光網絡了,那光網絡是不是也可以支持 SDN 技術呢?

答案是肯定的。

這種將 SDN 引入到光傳送網(OTN),實現光網絡可編程化的技術,就是 SDON(軟件定義光網絡)

從原理和架構上來說,SDON 和 SDN 非常類似。

SDON 也是將網絡節點的控制平面和轉發平面分離,然后引入控制器的概念,將網管功能合入控制器,實現對整個光網絡的集中管控和統一調度。

SDON 架構圖

雖然 SDON 和 SDN 看上去很像,但 SDN 畢竟是針對 IP 網絡提出的,缺少對底層光網絡的支持。光層和電層屬性完全不同,兩者不存在一一對應的關系。

因此,SDON 無法直接照搬 SDN 的技術,而是要在 SDN 的基礎上,進行擴展。

IP 層(電層) 和光層,相互獨立

SDON 的關鍵技術

從整體上來說,SDON 的三個關鍵技術環節,分別是:可編程光層技術、SDON 控制器和光網虛擬化技術。

我們從底層往上,一個一個來看。

首先,是可編程光層技術。

想要實現光層的軟件定義、可編程,前提條件就是光層器件必須要足夠 “靈活”。也就是說,最底層的光模塊和光器件,部分性能參數可以修改,不能 “寫死”。

實際上,隨著光通信技術的快速發展,如今,我們的光模塊與器件基本都已具備了可編程能力。光收發機的波長、輸入輸出功率、調制格式、信號速率、前向糾錯碼 (FEC)類型選擇,以及光放大器的增益調整范圍等等,這些參數都可以實現在線調節。

此外,靈活柵格技術的出現,打破了傳統波長通道固定柵格的限制。ROADM 技術,打破了傳統波長通道 50GHz、100GHz 的間隔劃分。

所有這些先決條件,最終實現了光路交換的可編程。以往不可變動的光路,已經發展成為物理性能可感知、可調節的動態系統。這樣的光層,才能夠被 SDON 控制器靈活調度。

我們再來看看 SDON 控制器。

如果說光層可編程是 SDON 的神經末梢,那么,SDON 控制器就是 SDON 的大腦。

在 SDON 的網絡架構中,光網絡性能參數的控制權被交給 SDON 控制器,由 SDON 控制器來實現全局控制,對各個參數進行調整,使網絡性能達到最優。

隨著 5G 和數據中心的快速發展,傳輸網面臨的用戶需求和應用場景也越來越復雜。針對不同的需求和場景,傳輸網需要有不同的 QoS、時延、帶寬等指標,存在很多種搭配模式。

光網絡想要靈活應對這些需求,就必須引入具備業務編排能力的 SDON 控制器。

最后再看看光網絡虛擬化。

SDON 架構體系的核心理念,是對光網絡進行虛擬化。

光網絡虛擬化,說白了,就是在一整套物理光網絡底層資源的基礎上,創建多個獨立的虛擬光網絡。

物理層變成若干個虛擬的抽象層,用戶通過開放可編程的接口,對抽象層進行控制。

用戶控制網絡,可以是采用 App 的方式。底層物理網絡的復雜操作,完全被屏蔽,用戶可以像搭積木一樣,輕松完成光網絡資源的調用和部署。

這就是 SDON 的奧義—— “應用帶動網絡”、“軟件定義網絡”。

SDON 的優勢

最后我們來說說 SDON 在實際應用中到底會帶來哪些優勢。

簡單來說,SDON 的優勢包括三個方面,分別是:

1、提升運維效率,降低運維成本

2、業務快速開通,支持預約開通

3、動態路徑保護,通道靈活減配

我們逐一來看。

第一個,提升運維效率,降低運維成本。

這個優勢是顯而易見的。SDON 技術將控制和轉發分離之后,把底層的網管能力收攏集中,實現了光網絡從 “人工靜態網管配置”向 “實時動態智能控制”的演進。

這就好像是交通指揮,以前必須每個路口站一名交警,現在,所有的路口都有交警指揮中心統一控制了。效率必然提升,成本必然下降。

第二,業務快速開通,支持預約開通。

除了運維之后,SDON 也提升了業務開通的速度。

其實,如果只是靠人工來開通的話,也快不了多少,關鍵是 SDON 控制器可以引入 AI 來幫忙。

帶 AI 的 SDON 控制器,可以根據當前網絡的拓撲結構(包括速率、帶寬等參數),結合業務需求,在收到業務開通請求后,通過智能計算,很快給出可用路由,讓業務得以快速開通。

SDON 還可以根據日志分析,建立類似業務的配置庫,在新開業務時,直接調用或參考這些配置。這當然比人工決策要快得多。

業務套餐也不是一成不變的。在業務的使用過程中,SDON 還支持對帶寬進行 “自動調整”,這樣也可以節約資源,降低成本。

所謂預約開通更容易理解了,就是事先把配置都做好了,在指定的時間段,實現業務自動上線。

第三個,動態路徑保護,通道靈活減配。

引入 SDON 之后,光網絡的運行狀態被全面監控。當網絡的某個節點或通路出現問題時,SDON 可以馬上規劃出新的路線,在 50ms 內實現路徑切換,減小對業務的影響。

有的時候,網絡并沒有完全中斷,只是發生了性能劣化(例如光纖老化)。在這種情況下,SDON 也不需要重新換路,而是基于網絡可編程,對光網絡參數進行修改,例如修改調制方式等,通過降低網絡性能(例如降低速率),實現另一種形式的動態路徑保護。

SDON 的好處還有很多,以上只是其中一部分。

在 SDON 的架構下,整個光網絡變得更像一個整體。光資源變成一個資源池,量化、統計更加方便,開通、運維更加智能。用戶用得開心,運營商的投資也得到了保護,CAPEX 進一步降低,皆大歡喜。

正因為 SDON 擁有明顯的優勢,所以正逐漸成為行業的主流發展方向。

光傳輸網絡的 SDN 化,經歷了 2014 年的概念驗證、2015 年的現場試驗,目前正處于早期商用階段。國內外陸續已有運營商進行了 SDON 的商用。就在不久前,天津聯通聯合中興通訊成功部署了 SDON 業務,實現了大型城市核心匯聚業務效率的大幅提升。相信后續還會有更多的光網絡實現向 SDON 的轉型。

好啦,今天關于 SDON 的介紹就到這里。感謝大家的耐心閱讀,我們下期再見!

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