光接入網演進趨勢展望：軟件定義的光接入網

顧仁濤

（北京郵電大學 北京100876）

1 引言

快速增長的新型網絡業務和層出不窮的網絡應用場景不斷對現有網絡架構造成沖擊。4K高清視頻、移動設備高速下載等對固定網絡和移動網絡都提出了更高的帶寬需求，物聯網、云計算、能源互聯網等新型網絡應用場景則要求泛在、開放、靈活的網絡環境。作為用戶接入網絡資源的“入口”，接入網所面臨的網絡帶寬壓力和管控壓力尤為巨大。同時，相較于已經探索開放化和軟件定義化的傳送網和數據中心網絡，接入網受自身網絡架構復雜、成本敏感等因素限制，逐漸成為全程全網優化中最為薄弱的一環。為應對日益增長的高帶寬、多業務、新場景、易運維等需求，構建高速、高效的接入網體系，使其具有靈活性、開放性、智能性，進而實現全程全網的流量優化和業務提供，將成為未來發展的必然趨勢和亟待探索的重要課題。

總體來看，接入網在當前及未來發展中主要面臨以下3個方面的挑戰。

（1）接入帶寬需求強烈，移動接入增長迅速

思科網絡可視化網絡指數（VNI）顯示，至2018年，全球網絡數據流量將比2013年增長3倍，而在2014-2019年，全球移動數據流量將有10倍增長[1,2]。愛立信2015年ICT產業發展趨勢報告中也指出，未來移動電話、移動PC等設備上的數據流量增長將遠超過語音需求。移動接入如Wi-Fi熱點和蜂窩網絡均需與固定網絡對接，移動數據流量增長必然帶來固定接入帶寬需求的新一輪增長。為了保證數據傳輸質量，未來接入網發展應以提升網絡容量為根本前提。

（2）光纖通信容量受限，網絡效率亟待提升

雖然以PON（passive optical network，無源光網絡）為代表的光網絡接入技術已經在各種接入場景中廣泛部署，且以波分復用、頻分復用為主要方向的PON擴容技術不斷被提出[3,4]，但接入網本身的成本敏感特性以及光纖傳輸容量的限制[5]，單純地使用頻分復用或空分復用方法用于擴展PON系統的容量將難以為繼。為保持接入網發展的可持續性，未來接入網發展應以提升帶寬效率為優化方向。

（3）異構接入廣泛存在，網絡管控相互獨立

接入技術種類繁多，傳統的DSL（digital subscriber line，數字用戶線路）、HFC（hybrid fiber-coaxial，混合光纖同軸電纜）、PON、Wi-Fi、3G/4G等有線/無線接入技術由來已久，且分別適用于不同接入場景，造成了不同網絡技術之間以及同種網絡技術之內的網絡資源管控機制相互獨立、可擴展性差等問題。而新近出現的C-RAN（cloud radio access network）[6]、OLT上移/池化、BBU虛擬化、云化網絡等構思充分體現了未來匯聚接入側所面臨的固定移動融合、異構異質融合的潛在方向，這一方向與未來的5G網絡設計中全網統一高速接入平臺思想不謀而合。未來接入網發展應以網絡資源靈活可控制、網絡架構靈活可擴展為主要目標。

因此，以高速帶寬接入、高效資源利用、支持異構資源管控為目標的光接入網將是未來光接入網的重要演進趨勢。

2 光接入網演進歷程

如圖1所示，自20世紀90年代以來，以無源光網絡技術為代表的光接入網已經經過了從單波長到多波長的發展階段，在此過程中，用戶接入帶寬、接入覆蓋范圍、業務承載種類、網絡安全策略等核心參數都有了不同程度的提升。

（1）單波長PON系統

自1995年FSAN（full service access network，全業務接入網絡）工作組開始FTTH（fiber to the home，光纖到戶）工作以來，下行傳輸速率在622 Mbit/s～2.448 Gbit/s的APON、BPON、EPON、GPON標準相繼被提出，ITU-T G.983.X、G.984.x協議族以及IEEE 802.3ah分別對上述技術進行了標準規范。從最初的支持POTS（plain old telephone service，模擬電話業務）、ISDN（integrated service for digital network，綜合業務數字網）業務到后期的語音、視頻業務，PON系統考慮了多種接入業務支持、安全策略優化，并初步形成了具有一定傳輸效率、大分光比的接入系統架構。在此基礎之上，通過數據傳輸速率的提升，10 Gbit/s PON系統如10 Gbit/s EPON，XG PON等也在單波長PON系統中實現了對用戶帶寬和業務需求的良好支持。同時，10 Gbit/s EPON與XG PON均可向下兼容，能夠滿足現有PON設備的平滑演進需求，具有成本優勢及技術可行性。

圖1 光接入網中無源光網絡技術演進

（2）多波長PON系統

FASN在2010年發起NG PON2（next generation passive optical network 2）項目計劃并啟動相關技術方案的研討會，根據FASN發布的白皮書要求，不同廠商提出了基于TWDM（time and wavelength division multiplexing，波 分 復用）、DWDM（dense wavelength division multiplexing，密集波分復用）、OFDM（orthogonal frequency-division multiplexing，正交頻分復用）等不同的NG PON2技術方案。2012年啟動的ITU-T NG PON2技術標準工作組于近期正式發布了NG PON2 PMD層 規 范G.989.2，TWDM PON技 術 作 為NG PON2的首選方案，應支持系統單OLT PON端口大于40 Gbit/s，支持1∶256的分光比?？紤]到技術及成本問題，不同接入場景下傳輸速率、距離和分光比將可靈活調整。同時，一系列研究表明，TWDM PON以及WDM PON系統可部署于移動網絡中作為回傳網基礎設施，甚至可用于移動前傳網絡[7,8]。

（3）軟件定義PON系統

在開展NG PON2相關標準研究工作以來，關于OFDM PON技術和UDWDM（ultra dense wavelength division multiplexing，超密集波分復用）PON技術的研究層出不窮，然而此類技術的首要解決目標為提升接入網的接入速率?？紤]到當前NG PON2標準中規定的可用波長資源（可用譜寬需考慮PON系統共存問題）較為有限以及OFDM/UDWDM系統的成本及技術約束，在多波長系統上進行相應的效率優化將是解決帶寬問題的關鍵。同時，集中式控制、數 控 分 離、靈 活 管 控 的 如SDN（software defined networking，軟件定義網絡）的思想雖然已在ASON中具備雛形，但在PON中仍未有廣泛實踐。而將上述特性應用到PON中，融合多層新型可調光器件，將不僅僅可實現光接入網流量的優化調度，也可通過構建統一開放的集中式管控平臺，有效融合時域、波域、頻域資源；完成調制格式、光功率乃至拓撲結構的變化，提升網絡可用性，降低網絡能耗；構建可控、可靠、可持續的未來接入系統。

3 軟件定義的光接入網總體架構和特性

SDN[9]思想將數據層和控制層分離，并可在控制層上對網元管控進行虛擬化，使用集中式的控制器通過標準的南向接口協議完成與網元的通信。在大規模網絡環境中，SDN可通過位于云端或數據中心的多個控制器完成統一管控。軟件定義接入網的相關研究已經展開，在軟件定義的統一框架下，ETSI NFV小組正在研究接入網絡的虛擬化，其中包括將DSL接入復用器（DSLAM）的復雜處理移動到網絡端并支持多租戶架構；ITU-T的光纖與銅纜接入標準化管理小組及ITU-T SG11/Q4 Q.SBAN項目正在研究軟件定義寬帶接入網絡（SBAN）的工作方案和相關信令；寬帶論壇（BBF）也活躍在接入網的SDN和NFV方面[10,11]?？偟膩碚f，軟件定義接入網普遍的部署方案如圖2所示。

圖2 軟件定義接入網的抽象化部署方案

在該軟件定義接入網方案中，不同的網元設備通過統一的接口實現對網絡虛擬化的支持，同時，一個或多個控制器也可完成不同業務的快速定制與管控。該架構可統一支持不同的接入方式?？紤]到PON技術在光接入網技術中的重要地位和廣泛應用場景，軟件定義光接入網也可參考上述方案進行設計。

3.1 軟件定義的光接入網總體架構

如圖3所示為基于多波長系統的軟件定義接入網系統整體架構，主要包括支持軟件定義的靈活ONU（optical network unit,光網絡單元）、OLT（optical line terminal，光線路終端）、ODN（optical distribution network,光配線網）及集中式控制器。在用戶側包括以PON為支撐的有線與無線兩種接入方式，根據網絡規模，ONU通過可調ODN與OLT池相連，OLT池通過路由器連接至BRAS（broadband remote access server，寬帶遠程接入服務器）以支持基本的鑒權功能，并最終通過BRAS與骨干網相連。

圖3 未來光接入網構想

通過SDN思想的引入，本架構在多波長PON系統上加入了SDN控制器，并與OLT、路由器、BRAS等設備直接相連，負責監聽設備的狀態，獲得下層設備的基本信息，生成虛擬拓撲，提供網絡全局視圖；同時，在虛擬拓撲的基礎上，收集下層設備的反饋信息，實時了解同一時間不同用戶的不同需求，以此進行多維、多域資源動態分配及靈活調度，避免網絡資源浪費、提升網絡效率；控制層同時可提供全網功能模塊引擎功能，為上層應用開發提供控制接口。除此之外，控制器還可以通過與BRAS之間的通信，將用戶的鑒權功能轉移到SDN控制器端，因此SDN控制器就能夠統計用戶流量使用情況進行收費，減輕BRAS的壓力。其中由于ONU數目過多，SDN控制器不與ONU直接相連，而是在OLT與ONU的基本通信功能上，通過控制OLT來間接控制ONU，形成虛擬連接。

另外，基于靈活分配流量、節能等需求，本架構中提出OLT池化構想，將多個OLT集中到一起，使多個OLT共享電源、背板等硬件資源，共同提供波長、頻譜等帶寬資源，便于上層控制器集中化管理；同時，控制器也可以靈活調度OLT連接不同用戶，并為用戶合理分配帶寬。為此，OLT需要支持動態光功率調節、可變調制解調、可調諧收發，相應的ONU側也需要支持可變調制解調，應用無色技術支持無差別地接入各個設備。ODN為了適應OLT池化，需要實現靈活調度波長、光路，與OLT功能相匹配。OLT池化后將極大發揮大群化效應優勢，克服流量潮汐現象對接入側的影響，并支持移動環境下的業務連續提供。

總體來說，該架構面向未來接入網的靈活可變性需求，提供統一管控平臺，屏蔽底層網元差異，簡化人為操作管理，使全網資源分配更智能、更合理。

3.2 軟件定義的光接入網特性

從技術發展和業務需求來看，軟件定義的光接入網將有以下特性。

（1）靈活性

在軟件定義光接入網中，集中式控制器可以對全網多層次資源進行靈活編程（包括波長資源、調制格式、網絡拓撲、轉發規則等），如可在控制層對光層資源調用，將空閑ONU原有的波長頻譜資源進行重新分配，也可在數據層對流量流向和大小做基于流表的精細化靈活調控。同時，全網設備各功能可以軟件定義的方式實現縮放，通過底層硬件抽象以支持網絡設備功能虛擬化，進行網絡功能靈活定義，提升網絡管理效能與智能。

（2）智能管控

將SDN引入接入網后，通過集中式的控制器，向下通過開放的接口協議與OLT等設備相連，向上連接網絡管控系統，了解全網資源信息，支持全網帶寬資源分配，實現集中控制視圖下的OLT-ONU連接關系靈活可控、OLT資源共享關系可控，OLT、ONU功能及準入狀態可控（同時，基本的計費功能可通過軟件定義化部分轉移至OLT側，在保證兼容PPP鑒權的同時減輕BRAS的壓力）；支持異構網絡及技術兼容可控；多層資源（光層、數據層）智能可控；業務部署開通靈活可控（如智能檢測業務是否能開通，在開通時智能配置中間設備/步驟）等需求，且在此基礎上簡化運維。

（3）開放性

為向需求不同的接入用戶（如家庭與企業）統一提供服務，未來接入網應實現平臺化且具有開放性。平臺化及開放性主要體現在控制層對底層進行抽象與虛擬化，生成功能引擎，并向上層提供應用開發接口，開放應用開發，接入用戶提出接入需求，SDN控制器按需調度資源提供服務，實現用戶接入無差別，形成統一而開放的接入平臺。

（4）可擴展性

傳統光接入網的資源管理功能固化，缺乏可調性，不能實時滿足業務動態變化的需求，可擴展性較差，不利于在現有網絡中加入新設備、開通新業務及技術升級。在軟件定義光接入網的統一管理下，通過可編程光層技術提供的統一接口及應用層提供的應用，可實現帶寬資源、設備功能、接入技術的可擴展及業務升級與創新等，能夠很方便地擴展各種業務應用和網絡運營功能。

（5）低能耗

低能耗的綠色接入網是接入網發展的必然趨勢，降低能耗則需充分利用多維資源，通過OLT池化、共用電源和背板等硬件資源，可達到節能目的；此外，池化的大群化效應使得上層能對設備進行集中化控制，靈活調用底層資源，合理分配，減少不必要的浪費，以實現節能。

（6）移動性

當前網絡對通信的移動性支撐仍不理想，當移動終端高速移動時，網絡帶寬需求可能在極短時間內出現迅速增大后又快速降低，這不僅需要無線資源的調整，更需要有線網絡的配合。未來移動網絡中back/front haul（回傳/前傳）已經作為未來接入網PON的主要應用場景之一，這就要求PON需要支持網絡資源對無線業務的實時“因需而動”。在軟件定義光接入網中，控制器對帶寬資源的分配具有靈活的管控能力，當某一時刻需要極大帶寬時，控制器能夠快速為對應的基站分配資源，從而使得移動終端即便在高速移動和大規模數量的情況下依然具有良好的通信質量。

此外，由于接入網的平臺化和開放化，設備開發統一化、簡便化會帶來設備成本降低，上層應用開放也將節約開發和運維支出，這對于整個接入網絡的CAPAX和OPEX降低均有幫助；在數據層面，數據傳輸的安全性可用網絡編碼等部分解決，但控制器的安全問題仍需進行考慮；由于光層上的設計除增加靈活性外，相比傳統設備并沒有太大的變化，主要的可靠性問題將來于控制層（包括集中式帶來的風險、管控分離帶來的風險等），通過保留傳統的MPCP，OLT的可靠性可得到一定提升。

總的來說，在上述架構中，OLT、ODN、ONU均可軟件定義，三者根據部署方式不同可通過虛擬化映射的方式進行集中式管理，提供虛擬化支持，也可以通過直接連接控制器的方式進行專有配置，實現軟件定義接入網預期目標。

4 軟件定義的光接入網關鍵技術

為了實現軟件定義接入網，需要分別在以下幾個層面進行關鍵技術研究。

4.1 L1：靈活可編程光層技術

靈活可編程光層技術作為搭建光接入網內基礎設施的基本支撐，主要包含靈活、可調的光器件技術。如圖4所示，在可調器件的支持方面，應實現的功能包括以下幾方面。

圖4 靈活可編程光層技術

（1）可調光收發器技術

可調光收發器（flexible transponder）技術應支持高速、可靠的波長粒度及彈性頻譜粒度可調，提供波長、頻譜資源的靈活性支撐。傳統的TDM PON系統使用波長數目單一，波長最高10 Gbit/s速率已經難以滿足帶寬需求，同時也無法提供可編程參數以支持資源靈活調度。而在未來TWDM、WDM場景下，接入系統有可觀的波長頻譜資源可供調用，因此，可調光收發器技術作為可編程光層的基礎技術應研究支持中心波長可變、載波數目可變、柵格可變的可調諧激光器，以支撐控制層調度，實現光層波長及頻譜資源的有效利用。

（2）可變調制格式技術

可變調制格式（flexible modulation format）技術應主要在數字信號處理（digital signal processor，DSP）技術基礎上實現不同調制格式的靈活切換，在OLT與ONU側共同使用。DSP的應用打破了傳統的調制格式與芯片類型強耦合的關系，可靈活提供不同調制格式的支持，并因此帶來傳送速率的變化。可變調制格式技術作為光層器件的另一個基礎技術，可以通過對不同場景下的數據調制格式進行調整，完成對有效傳輸距離、數據傳輸質量、數據傳輸速率的動態調整，并間接影響光功率預算，控制PON能量消耗，為控制層實現流量高效調度提供可編程支持。

（3）靈活ODN技術

靈活ODN（flexible ODN）技術應在復雜ODN情況下提供有源/準有源ODN器件（WSS、OXC）可調支持。面對OLT集中部署及池化需求以及長距離、廣覆蓋PON系統發展趨勢，ODN池化、有源化具有實際意義：在ODN中增加有源器件以增加PON結構的多樣性，以此增加PON的生存能力；采用可調波長選擇器WSS和光開關組，進行波長分配和光路切換，可有效調度波長資源和ONU資源，實現帶寬利用率提升和節能效果。

（4）可調無色ONU技術

可調無色ONU（tunable colorless ONU）技術應支持不同波長/頻譜的光信號接收以及可變調制格式支持。為接收OLT側不同波長及調制格式信號，ONU應在保持低成本的前提下支持接收波長可調、調制格式可調，提供接入系統的資源優化支撐。

4.2 L2：精細化流表轉發技術

精細化流量疏導技術應在現有PON系統主從式管理協議（OMCI、MPCP等）的基本控制功能上實現L2～L7的精細化流表轉發支持。傳統的主從式管理協議完成基本的PON ONU注冊、測距、DBA（dynamic bandwidth allocation）等基本配置，并具有良好的實時性和可靠性，如果讓控制器直接控制，會導致時延增加等一系列問題，因此在軟件定義接入網中還需要保留基本的主從式管理協議以保證PON系統正常運行，而其他數據層控制均交由集中式控制器完成；但是，傳統的動態帶寬分配機制只局限在單個OLT內部，缺乏多個OLT之間的帶寬靈活配置。這種OLT內部的動態帶寬分配機制并不能滿足整個未來光接入網OLT集群化帶寬靈活配置需求。如圖5所示，軟件定義接入網的數據層精細化流量疏導關鍵技術可包括高速率硬件流表匹配、按流表的線速轉發及對等流量高效傳輸技術。

（1）OLT主從式管理協議適配及優化技術

圖5 精細化流表轉發技術

現有PON系統應用主從式管理協議（OMCI、MPCP）定義OLT與ONU之間的控制機制，以協調數據的有效發送和接收。此類主從式管理協議主要處理ONU的發現和注冊，多個ONU之間上行傳輸資源的分配、動態帶寬的分配，統計復用的ONU本地擁塞狀態的匯報等。在軟件定義光接入網框架中，應保留傳統主從式管理協議其中OLT設備控制ONU發送時隙的分配，ONU的自動發現和加入，通過南向接口向控制器報告不同ONU的擁塞情況以便動態分配帶寬，優化PON系統內部的帶寬分配。同時，根據對數據流定義的帶寬和QoS策略，由控制器根據DBA算法，對系統可用的帶寬進行實時的動態分配，對帶寬進行復用和收斂。另外，對單個PON系統內的帶寬測算，需要考慮該PON系統內所有ONU所產生的流量是否滿足系統要求，對DBA算法進行優化。

（2）多OLT間的精細化流量疏導技術

OLT設備應支持流表，專注于流量精細化、高速率、基于流表的線速轉發（覆蓋流表內轉發、丟棄、增加標簽等多個action），按照控制器要求進行多個OLT之間的流量疏導，根據控制器通過安全通道下發的service-flow table匹配業務以及執行相應的QoS策略，并進行本地資源管理，便于和控制器的資源管理進行銜接。具體處理過程為，當數據分組到來時，OLT設備查找流表匹配項（包括MAC源目的 地 址、IP源 目 的 地 址、VLAN標 簽、OLT入 端 口 信 息、LLID、group ID、優先級等其他數據分組信息），根據流表做出相應的處理，執行相應的指令集（轉發、丟棄、匹配下一個流表等），將無法識別的業務上報給控制器，控制器通過下發相應指令控制OLT的轉發，同時在控制器發送請求的情況下，OLT通過packet-in消息將連接到OLT的設備的拓撲鏈接情況及鏈路占用情況上報給控制器，與上層應用進行協作控制，便于控制器掌握全局拓撲情況，對底層硬件進行抽象，形成全局控制視圖以實現基于軟件定義的多個OLT之間的流量疏導以及新業務的布放等。

（3）對等流量高效傳輸技術

面對無源光網絡中對等通信流量日益增長的問題，軟件定義光接入網應支持對等流量高效傳輸機制。通過統一的控制器及API，對該類流量采用網絡編碼（對等流量識別、編碼ONU配對、編碼）的策略，以有效提升數據中心內部網絡的下行吞吐量，降低誤符號率，提升糾錯能力及網絡的頑健性；同時還可以通過減少OLT的下行發送時間來實現節能。

4.3 L3：控制層虛擬化技術

在軟件定義接入網架構中，控制層作為SDN的核心，是連接底層設備和上層應用的橋梁，也是控制全局的關鍵。如圖6所示，控制層虛擬化技術應包括底層抽象技術、數據層及光層資源虛擬化，提供功能引擎，以承接上層應用，作為應用層開發平臺。

圖6 控制層虛擬化技術

（1）數據層及光層資源虛擬化技術

在軟件定義光接入網架構中，控制層收集OLT流量信息、ONU帶寬分配信息、波長資源信息、調制格式信息、OLT-ONU連接關系信息及其他可編程信息，同時，也收集與控制層相連的BRAS鑒權、計費信息和流量信息。通過對全局信息的收集和處理，完成下層抽象，并按需生成全局邏輯拓撲，形成控制視圖、流量視圖、頻譜資源視圖等，供網絡管理員管理調度使用。虛擬化后的資源在控制層上具有一致性，相當于控制層屏蔽了底層設備的差異性，這也為應用層編寫應用提供了基礎。

（2）控制平臺功能引擎技術

控制平臺在控制層抽象及虛擬化基礎上整理匯總多維度資源，提供功能模塊的引擎功能，為應用層程序提供統一接口?；竟δ芤姘ㄏ聦訝顟B信息庫、拓撲發現模塊、流量統計模塊、鑒權認證模塊、分組監測模塊、數據層及光層配置模塊、故障診斷模塊、跨域協議整合模塊等；向上提供動態優化網絡資源，如按需帶寬分配（波長、頻譜、調制格式等）等功能支持，高度可重構鏈路和轉發技術支持，自動故障和性能診斷和重新配置支持，簡化運營商管控難度支持等。此外，伴隨接入網結構、規模、業務的復雜化，引擎功能也可進行相應擴充。

4.4 其他關鍵技術

（1）開放式應用層（管理層）

依托于上述3個層面的關鍵技術，在控制層之上可支持開放式應用開發：軟件定義光接入網架構中的應用層，支持在網絡功能虛擬化的基礎上設計實現管理層/控制層系統級應用，利用上述可編程的物理層及數據層信息的抽象化/虛擬化及控制層提供的功能引擎，以軟件定義的方式靈活實現多維資源優化、防火墻、QoS、多業務承載管理、多層次調度與維護、多租戶支持，異構PON系統的SDN支持（如多種PON模式共存、融合調度等），實現最優融合管控策略應用的快速執行。

在典型的多租戶環境下，每個服務提供商可請求數據或控制操作，此類操作翻譯并通過集中式控制器和抽象層執行下達。同時多租戶的控制和管理系統將經由用戶認證/請求管理等控制器功能將接入網絡抽象劃分成多個邏輯接入網絡。通過標準化的通用接口共享數據和控制功能，不同服務商實現對網絡不同的管控。同樣，在多業務/應用場景下，不同的業務類型均可以靈活提供：互聯網接入、城域以太網接入（企業連接）、基于云計算的服務、辦公室局域網服務等。軟件定義PON架構—應用管理層如圖7所示。

圖7 軟件定義PON架構—應用管理層

（2）標準南向接口技術

除上述關鍵技術外，還需提供標準南向接口支持：在OLT、ONU以及可調ODN中，應專門部署或使用專有接口實現對SDN標準南向接口（如OpenFlow）的支持，即SDN代理，完成協議數據的接收、翻譯以及設備信息上報等功能。

5 軟件定義的光接入網應用案例

根據接入網標準化進展和當前網絡應用需求，本文主要以多波長PON系統為研究對象，著重分析了軟件定義無源光網絡的可能應用案例。

5.1 具有潮汐變化的住宅區/商業區

在集中住宅區內，正常工作日中，白天由于工作等原因用戶量較少，因而所需帶寬資源較低，而晚上以及周末，用戶量急劇增長，所需帶寬增加；如附近有商業區，則可能呈現相反的流量需求。傳統的PON靈活性較差，雖然能夠進行一定的動態帶寬分配，但整體資源利用率較低。通過引入軟件定義接入網，在白天用戶量較小的時候，可以通過靈活的虛擬劃分接入網絡和OLT-ONU動態關系調整，將用戶集中到較少的OLT波長資源上，提高帶寬資源利用率，降低能耗；同時節省的波長資源可以為鄰近的商業區提供服務。而在晚上以及周末，為商業區服務的波長資源可以調整給住宅區，實現整體的靈活調度滿足用戶需求，提高網絡資源利用率。

5.2 高速移動下的業務接入

伴隨國家高速鐵路（以下簡稱高鐵）基礎設施的建設，選擇高鐵已成為常見的出行方式。高鐵上的乘客具有移動速度快的特點，這使得用戶頻繁切換基站，且切換到的基站會出現短暫的業務量高峰期，回傳部分也就需要能夠實時適應這種業務量變化。原有PON接入控制機制以及帶寬調度算法割裂了不同OLT之間的關系，無法適應這種高速切換。而如果將軟件定義接入網用于回傳網絡，通過控制器可以靈活調配池化OLT的資源，實現每個基站的使用波長和連接關系的實時調度，快速提供相應的回傳容量，支持突發性大流量的流動，滿足大量用戶集中移動場景下的帶寬需求。

5.3 民營寬帶接入小區

開放寬帶接入市場后，會出現各種民營企業投資建設寬帶接入網基礎設施，對于一個新建小區，內部網絡設施由投資商自行建立，并租用運營商線路接入寬帶網絡。傳統租用方式往往只提供一個接口，與一家運營商達成協議，資費固定，小區內的用戶也無法自主選擇運營商。光接入網引入SDN思想后，通過控制層虛擬化技術，生成虛擬拓撲，能夠清楚了解到用戶分布情況，由此投資商可以與多家運營商達成協議，在SDN控制器的控制下，智能選擇OLT出口，按居民需求連接到不同運營商線路來接入帶寬網絡；投資商后期也可以通過虛擬接入網的抽象拓撲和相關信息對小區內的網絡進行管理與維護。此外，在軟件定義光接入網控制平臺功能引擎技術的支持下，SDN控制器能夠統計用戶的出口流量信息，實現鑒權計費功能，投資商可依此收費。

5.4 政企專線

由于政企業務對網絡線路的嚴格要求，政企專線的部署和管理運維往往比較困難，開通的時間也因此較長，比如業務開通和帶寬調整可能需要數天。如果部署了軟件定義光接入網，由于采用數據層及光層資源虛擬化技術和控制平臺功能引擎技術，運營商可以在控制層方便地調度資源完成業務部署、分配線路和帶寬，與軟件定義分組傳送網（SPTN）等網絡協同管理，可以實現業務在全網業務的“一鍵開通/調整”。此外，運營商還可以為用戶提供定制的開放接口，支持一定程度上的用戶業務自定義，提升用戶滿意度。

6 結束語

以EPON、GPON以及10 Gbit/s E/G PON為代表的光接入網技術的廣泛部署，難以滿足日益增長的帶寬需求，而下一代無源光網絡接入技術盡管可以利用波分復用（WDM）、混合時分—波分復用（TWDM）乃至超密集波分復用（UDWDM）手段持續提升接入帶寬，但在成本限制的條件下，光纖的傳輸容量很快將逼近極限。因此，只有網絡效率的提升，尤其是接入側網絡效率的提升，才能支撐整體網絡的可持續發展。然而，當前接入網普遍存在的網絡架構固定、升級維護困難、管控接口眾多、資源調度復雜、優化方式單一、資源利用率低等問題，大大影響了接入網網絡資源的有效管理與利用。將SDN思想引入光接入網中，通過構建統一開放的集中式管控平臺，完成底層網元抽象，有效調用時域、波域、頻域資源，提升網絡可用性，構建可控、可靠、可持續的接入系統，完成多租戶、多業務的靈活開通與部署；高效應對高帶寬、多業務、新場景、易運維需求。提升接入網靈活性、開放性、智能性，構建高速、高效的軟件定義光接入網體系，對于實現未來全程全網的靈活管控具有重要意義。

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