面向SDN的传输网管理系统

TransX

主流传输设备的容量已经由单波10G发展到单波100G，未来10年，除了一些短距场景可以使用单波200G或400G，传输技术难以再获得重大突破。网络成本难以进一步下降。运营商受到网络带宽不足和营收降低的双向挤压，迫切需要向高附加值的产业链上游转移，而将低附加值的末端环节以OTT或者虚商的方式让渡给IT企业，或者至少将基础设施剥离出来，开放给全社会。

在单波100G为主的光传输网中，单根光纤可以传输6400个GE。回想SDH主导的时代，最典型的10G光纤可以提供4032个E1。所以现在的GE基本可以等同于SDH时代的E1，是最合理的基本业务单元。OTN技术既适应当前视频业务为主的流量分布特征，也切合未来5G的低时延大带宽要求。

而最大的问题在于，光传输网没“谱”。首先是带宽资源没谱，对于网络还可以完成多少GE调度，运营商缺少实时的台账，传统网管只能看到物理设备和已经消耗的资源。接下来是业务发放没谱，长途专线的发放时间从一周到几个月不等，面对这种不确定性，企业虽然眼热传输的低时延大带宽特性，却难以将传输专线纳入自己的计划考虑之中。

我们都相信SDN是解决问题的灵丹妙药。然而，光传输网如何向SDN演进，却需要我们仔细思考。光传输网天生就是业务与控制分离的，传输SDN的实现都是在ASON或者PCE的原有路由算法上包裹SDN协议，希望建立一种类似IP网络的自治化调度体系。这种实现忽视了传输网的稀缺性和高可用性要求。可管可控，以可视化的方式，提供有说服力的运维过程，这一基本诉求在短期内不会改变。

“将基于模拟信号的光传输网元素映射成正确的数字模型”，先实现功能虚拟化，才是向SDN演进的突破口。

应该建寻找一套接地气的光传输网建模与运维方案。

作为第三方网管，OSS应该保持开放，在运营商和厂商两个维度上保持中立，通过平滑演进提升网络价值。

大多数的端口都仅仅是一种物理上存在的实体，它们更像是数字电路中的芯片“管脚”，而不符合真正的端口定义。所以任何厂商生产的基于同一传送技术的产品，在OSS的模型体系中都绝对相同。网络规划完成后OSS就能在管理系统建立网络拓扑，不需要等待物理网络部署，因为二者是完全一致的。

基于对光层模型的独特理解，OSS的模型应该非常简洁。每个OADM节点对可以描述成一个圆柱体，其几何特性对应波分系统的频谱空间。超100G SuperChannel或者普通单波WDM业务都可以在垂直于频谱空间的业务平面上完成规划与调度维护。

电层“带宽矢量”模型着力解决电框堆叠的问题。尽管厂商推出的OTN电框交叉容量已经高达10T以上，但是电框堆叠仍然是一种普遍存在的情况，一些大城市的核心节点电框数量可以达到20个上下。多电框使得光传输网的复杂度远远超过了传统拓扑图展示能力。oSS应能够根据业务上下文自动收集关联的电子架，既满足后台算法要求，又保证界面简洁，满足可视化要求。

目前主流厂家的光传输产品，都至少支持WDM、OTN、PTN中的两种或以上的调度特性。OSS应该能够根据设备的板卡部署情况，将设备的各个业务特性抽象成相互正交的多个逻辑节点，每个节点只包含一种调度特性。相同特性的逻辑节点根据对应级别的带宽资源分布，各自组成独立的网络平面。同时，多特性设备的不同信号层次之间是存在互动的，大颗粒承载层信号的业务调度可以投影到小颗粒的上层信号网络上，迭代地构成上层信号的拓扑连接资源，承载层就是上层信号的“带宽资源池”。OSS实时地处理这种投影关系，对用户来说就好像所有层次的拓扑连接都是光纤直驱的。

这种按业务层次重组抽象的处理方式，也更加贴近NFV的定义，尽管不是数通领域那种功能转换。

OSS不应关注厂商接口中的模型定义，厂商只需要提供基本刚性存量信息。类似逻辑端口、子卡、架框槽这些存量模型差异，或者OMS、OTS等路径层次划分、路径起止点等理解差异，都不会成为问题。

信号流图是按站点整体业务功能而非单台设备描述的。信号流图的第一层描述业务分布，第二层描述某个业务方向的硬件组成。所有这些信息，都是自动计算得到的，不需要任何手工调整。对比传统网管信号流图下的“绣花”式管理，可以看到正确的逻辑模型有多重要。

OSS应该非常强调尊重光传输网的固有运维流程，先将手工流程一对一地映射成IT化流程，然后由维护负责人来统筹考虑如何合并运维环节，提升效率。

以SDN语义完成的网络规划，可以根据厂商驱动程序建立与板卡之间的映射关系，甚至可以自动生成部署环节的配置指令。同样地对于业务发放，路由规划到存量信息与配置信息的转换可以自动完成，维护人员只需要进行校验检查，然后一键下发实施，实施过程的原子操作可以逐个跟踪、确认、回滚。OSS还应能够利用光功率、业务状态、告警等在线信息，对现场操作的结果进行自动化校验，主管部门可以观察实施过程，优化响应速度，维护工程师可以现场检查操作结果，实现“一次进站”。对网络的任何改动都能实时同步到规划环节的资料库中，实现闭环，同时消除对纸件和其它离线信息的依赖。

与传统网管只管理业务和存量的方式不同，OSS将网络中的每个潜在带宽资源都进行实例化管理，并用技术手段解决了海量资源实例化管理的效率问题。基于带宽资源实例化，可以实现网络资源切片管理。同时每个资源都有一个独特的授权信息，授权信息存在上下级派生继承关系。因此，同一个物理网络可以虚拟化成多个独立运营的专网。基于光层的虚拟专网在理论上无法被远程攻破，非常适合虚商、政府专网等场景。

网络流量在空间和时间上具有不确定性导致了结构性的管道资源不足；另外，在大数据存储、云计算等应用场景下，企业经常有周期性或突发性低时延、大带宽专线需求。这两种需求场景都需要光传输网实现分钟级的快速响应。应该引入时序调度概念，这种时序调度与其它方案的差别在于，调度指令预先下发给控制器，控制器全部连接到时钟源，实现时间同步，在特定时刻，同一业务链路上的所有控制器一起动作，完成链路建立。这降低了对控制器的性能要求，树莓派就可以当作控制器覆盖200个节点，使得SDN的部署相对于现有OSS几乎没有增加额外成本，而且在调度之前仍然可以进行规划干预，做到了传统网络向SDN平滑演进。控制器的性能和规划干预的强度决定了电路调度的响应速度，如果电路调度的响应速度足够高，那么相当于实现了SDN设定的目标。

普通T－SDN的调度类似演出一场没有剧本的话剧，对演员的临场应变能力要求非常高，时序化的调度方式则像拍电影，每一帧都是预先完成的，但是从观众的视角看，整个画面仍然流畅。