SDN：软件定义光网络技术与应用

　　为了应对上述两项需求，扩展现有ASON/GMPLS 是一种可能的做法。由于需要引入业务感知、损伤分析、层域协同、资源虚拟等新的策略与规则，ASON/GMPLS 控制" 胖平面"化的趋势更加明显，由此导致网络控制功能越来越复杂。如果能够把将部分智能性进一步从控制平面中剥离出来，这样将有利于提高光网络的整体资源利用效率，并增强更为灵活的业务提供能力。

　　软件定义网络（SDN）的出现为解决以上难题提供了一种行之有效的实现方案。美国斯坦福大学于2007年率先提出并开发了SDN/OpenFlow交换结构模型，可通过开放的流表支持用户对网络功能行为进行控制，为支持互联网创新研究建立了实验途径[2]。在InfoWorld 于2011 年11 月公布的将影响未来10 年的10 项新技术中，SDN 排名第二。SDN 技术具有可编程能力的优点，能够很好地适应光网络统一、灵活、集成的控制需求。软件定义光网络的架构实现了由控制功能与传送功能的紧耦合到控制功能与运营功能的紧耦合、以连接过程为核心的闭合控制到以组网过程为核心的开放控制的模式转变，代表了未来光网络技术新的发展方向。

　　1 软件定义光网络关键技术

　　如上所述，SDN 技术是对光网络智能化的延伸与增强，代表光网络的控制平面由单纯的交换智能向同时考虑传输智能、业务智能的综合方向发展。为了适应这一角色的变革，未来软件定义光网络需要攻克软件驱动的光路传输调节、软件编程的光路灵活交换、软件扩展的光路自动联网等3 项关键技术。

　　1.1 软件驱动的光路传输调节技术

　　在传统ASON/GMPLS 方案中，主要关注的是光路连接属性，即如何控制节点开关单元的状态，实现由源节点到宿节点之间端到端光路的智能建拆过程。其假设前提为"光通道的信号质量都是有保障的，所有链路和信道都具有标准的传输特性"。该方案只是满足了光路连接性的动态需求，对物理属性的动态调整与控制没有给出具体的解决方式。换句话说，ASON/GMPLS 控制平面只是控制了光层开关的动作，而不包括其他可性能调节的光传送系统设备。然而实际光网络中物理损伤决定了信号传输质量，在选路和资源分配过程中都不能忽略，损伤感知（IA）技术成为重要研究内容之一。

　　IA 技术提出以后，人们开始更多关注光路自身的物理属性。在基于IA 的选路和资源分配算法中，即使可以找到一条符合连接需要的光路系统，如果其物理损伤的积累已不能满足信号传输性能要求，同样该路由不能被网络所接受使用。可见，IA 技术不仅需要解决当前光路选择的可能性问题（指在拓扑上能够找到合适的路径并分配可用资源），还要满足可行性的要求（指光路的物理损伤不影响到信号传输质量）。

　　随着软件定义光学的发展，光纤通信系统中的模块与器件性能具备了可调谐能力[3]。光收发机的波长、输入输出功率、调制格式、信号速率、前向纠错码（FEC）类型选择等，以及光放大器的增益调整范围等参数都可以实现在线调节。光路已经发展成为物理性能可感知、可调节的动态系统。例如，我们可以根据需要改变光路的调制格式和编码列类型，以延长光信号的传输距离，或者减少占用的频谱资源。