软件定义光网络技术与应用

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。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。

1.2软件编程的光路灵活交换技术

从业务需求上看，光网络应具备动态灵活地提供不同传输速率、不同带宽粒度的信号交换能力。波分复用系统中单波长40G、100G等传输接口已经不能满足当前路由器丰富的应用需要，支持子波长级别和超波长级别的交换能力成为实现多业务接人灵活性的迫切要求。传统基于固定波长间隔的可重构光分插复用(ROADM)技术只能提供波长通道的调度处理，难以满足各类业务不同的通信速率和带宽需求。

波长间隔无关的可编程ROADM技术在全光交换过程中的应用打破了传统波长通道50 GHz、100 GHz的间隔划分，可支持全光汇聚与疏导，为实现高谱效率、速率灵活的光路配置和带宽管理提供了全新思路。发展软件编程的光路交换技术，满足灵活栅格分配的要求，提出大容量、多维度、多方向的全光分插复用节点方案，设计具备方向无关、波长无关、竞争无关和栅格无关等特征的高度可重构节点交换结构，并通过采用高性能的可编程光路选择滤波集成组件等技术，支持网状网中不同间隔和码型信号的灵活交换处理。

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