阿朗AON睿智光網(wǎng)絡(luò)：超越光 引領(lǐng)云
來源：C114
摘要： 最近，基于云模式的靈活的業(yè)務(wù)需求又為光傳輸網(wǎng)絡(luò)帶來了新的挑戰(zhàn)：更高的網(wǎng)絡(luò)靈活性和自動性來動態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)資源以響應(yīng)高層應(yīng)用的需求。阿爾卡特朗訊AON睿智光網(wǎng)絡(luò)能夠使得IT和運(yùn)營商在征服這些挑戰(zhàn)的同時(shí)加速部署云業(yè)務(wù)、移動業(yè)務(wù)和視頻密集型業(yè)務(wù)。
Abstract：
Key words :
自從數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)后，連續(xù)數(shù)十年，無休無止的網(wǎng)絡(luò)流量增長促使光傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到前所未有的規(guī)模和速率：現(xiàn)在的100G以及將來的200G和400G。最近，基于云模式的靈活的業(yè)務(wù)需求又為光傳輸網(wǎng)絡(luò)帶來了新的挑戰(zhàn)：更高的網(wǎng)絡(luò)靈活性和自動性來動態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)資源以響應(yīng)高層應(yīng)用的需求。阿爾卡特朗訊AON睿智光網(wǎng)絡(luò)能夠使得IT和運(yùn)營商在征服這些挑戰(zhàn)的同時(shí)加速部署云業(yè)務(wù)、移動業(yè)務(wù)和視頻密集型業(yè)務(wù)。通過把阿爾卡特朗訊高性能相干傳輸、高管理性的零接觸光網(wǎng)絡(luò)和多層業(yè)務(wù)交換能力融合在一個(gè)統(tǒng)一平臺上，該網(wǎng)絡(luò)能過滿足各種組網(wǎng)要求和應(yīng)用環(huán)境；而集中或分布式的網(wǎng)絡(luò)智能和虛擬能夠保證網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)適應(yīng)甚至預(yù)判各類新興業(yè)務(wù)的動態(tài)需求。不僅僅是作為傳輸資源，還是云基礎(chǔ)設(shè)施中實(shí)現(xiàn)最終用戶和云端應(yīng)用和內(nèi)容無縫連接的不可或缺的重要組成部分，阿爾卡特朗訊AON睿智光網(wǎng)絡(luò)都能夠讓運(yùn)營商充分發(fā)掘其傳輸網(wǎng)絡(luò)的潛力。阿朗AON睿智光網(wǎng)絡(luò)，超越光，引領(lǐng)云！
新挑戰(zhàn)：承載云業(yè)務(wù)
在今天的高移動、即刻連接和時(shí)刻在線的用戶環(huán)境下，云端的應(yīng)用和內(nèi)容都要以按需分配的方式傳輸給多個(gè)最終用戶。因此，光傳輸網(wǎng)絡(luò)在帶寬變得更具擴(kuò)展性的同時(shí)，必須在帶寬的分配方式上變得更具靈活性和可消費(fèi)性，而后者恰恰是云業(yè)務(wù)的特質(zhì)優(yōu)勢和需求。運(yùn)營商需要構(gòu)建具有以下特質(zhì)的光傳輸網(wǎng)絡(luò)來承載云業(yè)務(wù)。
高擴(kuò)展性
光電技術(shù)的重大發(fā)展允許更高的容量和傳輸規(guī)模。各類創(chuàng)新諸如相干接收、算法、CMOS技術(shù)小型化和數(shù)模轉(zhuǎn)換取樣速率以及綜合調(diào)制模式的引進(jìn)使得在更小體積和功耗上實(shí)現(xiàn)更高的帶寬擴(kuò)展性成為可能，而掌握這些新興技術(shù)的協(xié)同作用今天就能夠：
以單波道100G實(shí)現(xiàn)8.8Tbps的超級網(wǎng)絡(luò)容量，并實(shí)現(xiàn)200G，400G以及超400G的平滑演進(jìn)
避免光纖資源的提前耗盡或光傳輸設(shè)備的疊加
使得運(yùn)營模式得到極大的簡化和流水化以應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)流量的增長
實(shí)現(xiàn)T比特級多層交換組網(wǎng)滿足云業(yè)務(wù)的承載需求
除了高擴(kuò)展性，未來的光傳輸網(wǎng)絡(luò)還需要變得更加靈活來應(yīng)對不可預(yù)知的動態(tài)流量。它需要能夠遠(yuǎn)程對客戶端口進(jìn)行編程來支持不斷增加的各種協(xié)議，并根據(jù)發(fā)送端和接收端的信息，波長容量、服務(wù)水平協(xié)議（SLA）等動態(tài)配置業(yè)務(wù)路由。此外，未來的光傳輸網(wǎng)絡(luò)還需更具自動化，包括自我監(jiān)控、自我診斷、自我修復(fù)、自我恢復(fù)、自我優(yōu)化、以及更加具有自我意識。通過引入更多的網(wǎng)絡(luò)智能，更具自動化的光傳輸網(wǎng)絡(luò)更夠變得更具靈活性進(jìn)而成為實(shí)現(xiàn)云承載的關(guān)鍵因素。
高多樣性
能夠在任意方向和任意顏色實(shí)時(shí)熟練的操控波長能夠使得在云時(shí)代部署各類新興業(yè)務(wù)時(shí)獲得無可比擬的靈活性。當(dāng)前的ROADM技術(shù)可謂是具有可配置性和靈活性，但仍然缺乏完全的方向獨(dú)立性來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的虛擬化。而現(xiàn)在，像是無色無向無競爭的靈活光譜ROADM （CDC-F ROADM）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日趨完善能夠使得未來的光傳輸網(wǎng)絡(luò)變成真正的云承載網(wǎng)絡(luò)。
一個(gè)能夠快速相應(yīng)各類業(yè)務(wù)和應(yīng)用的靈活的光傳輸平臺能夠：
通過靈活的資源分配來響應(yīng)云業(yè)務(wù)的動態(tài)需求
通過網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化來簡化網(wǎng)絡(luò)控制，從而從復(fù)雜的細(xì)節(jié)中讓運(yùn)營商獲得解放
實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)彈性控制，從而實(shí)時(shí)適配動態(tài)網(wǎng)絡(luò)需求并重新分配網(wǎng)絡(luò)資源
高動態(tài)性
通過對傳輸資源持續(xù)的自我檢測和自我優(yōu)化，資源管理能夠：
在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)層面強(qiáng)化SLA業(yè)務(wù)屬性并優(yōu)先采取措施保證SLA屬性
在沒有人為干預(yù)的情況下快速部署并保障業(yè)務(wù)
在網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生前對其進(jìn)行預(yù)判和避免
以集中管理的方式實(shí)施基于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營中心的生命周期管理方式，從規(guī)劃到部署到運(yùn)維
在過去，傳輸網(wǎng)絡(luò)只有少量的嵌入式控制節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)自身一般靜態(tài)的。業(yè)務(wù)變更需要手動干預(yù)，因此造成了回收成本慢、運(yùn)營成本高的問題。隨著時(shí)間的推移，設(shè)備供應(yīng)商意識到運(yùn)營商在高動態(tài)性上的需求，通過為各個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)層面添加控制平面來增加傳輸網(wǎng)絡(luò)的自動性和靈活性。
這樣就大大縮短了回收成本周期，并通過減少人工勞動降低了運(yùn)營成本。然而，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)層面上的互相獨(dú)立的運(yùn)營模式意味著運(yùn)營成本并未通過跨層協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)完全優(yōu)化。今天，最新的創(chuàng)新技術(shù)有希望部署更具自動化和靈活性的傳輸網(wǎng)絡(luò)?？鐚涌刂破矫婧涂鐚泳W(wǎng)絡(luò)管理能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一的運(yùn)營模式并以最低的TCO達(dá)到最短的成本回收周期。
阿爾卡特朗訊AON睿智光網(wǎng)絡(luò)融合了上面所有的技術(shù)從而實(shí)現(xiàn)具有高擴(kuò)展性、高多樣性和高動態(tài)性的100G和超100G光傳輸網(wǎng)絡(luò)。它包括以下三個(gè)重要組成部分：
高管理的AON睿智光網(wǎng)絡(luò)
多層業(yè)務(wù)交換的AON睿智光網(wǎng)絡(luò)
智能的AON睿智光網(wǎng)絡(luò)
圖形1：云業(yè)務(wù)時(shí)代的阿爾卡特朗訊AON睿智光網(wǎng)絡(luò)
高管理性的AON睿智光網(wǎng)絡(luò)
高管理的AON睿智光網(wǎng)絡(luò)意味著光波能夠支持高效、智能、全面組網(wǎng)的光傳輸基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)使用100G，200G和400G線路側(cè)光波能力時(shí)，它可以提供引人注目的經(jīng)濟(jì)性和可擴(kuò)展性?；诎柨ㄌ乩视?00G光業(yè)務(wù)引擎（PSE），這些線路側(cè)光波可以展現(xiàn)非常好的性能，體現(xiàn)在傳輸距離、對非線性損耗的忍耐性、板卡密度和功耗上。
阿朗400G光業(yè)務(wù)引擎（PSE）
作為業(yè)界第一塊商用的400G光電芯片， 阿朗400G光業(yè)務(wù)引擎不僅能夠支持單波道400Gbps的高速傳輸，還可以大幅提升今天100G網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能。建立在貝爾實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的基礎(chǔ)上，該引擎是為阿朗1830 PSS光子業(yè)務(wù)交換機(jī)專門設(shè)計(jì)的，因此能夠最大限度的提升100G的傳輸性能。它所具有波形整形能力能夠讓1830 PSS傳輸多達(dá)33%額外數(shù)量的光波。
光層OAM
隨著網(wǎng)絡(luò)承載的關(guān)鍵業(yè)務(wù)和對延遲敏感業(yè)務(wù)越來越多，在靠近物理層的地方嵌入監(jiān)測點(diǎn)變得越發(fā)重要。
作為阿朗波分復(fù)用系統(tǒng)中獨(dú)特的OAM功能，波長追蹤技術(shù)（Wavelength Tracker）可以實(shí)現(xiàn)光波業(yè)務(wù)部署、開啟和檢測的自動化。通過加入實(shí)時(shí)管理信號，它可以在不終止或再生光波的情況下實(shí)現(xiàn)對每一光波業(yè)務(wù)的識別和偵測。該技術(shù)能夠?yàn)檫\(yùn)營商提供整個(gè)網(wǎng)絡(luò)任何節(jié)點(diǎn)所有光波業(yè)務(wù)的綜合視圖，迅速每一光波業(yè)務(wù)進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤，故障隔離，性能檢測和報(bào)警關(guān)聯(lián)。
靈活的光交換
長久以來ROADM就能通過遠(yuǎn)程配置的方式實(shí)現(xiàn)上/下/直通光波業(yè)務(wù)。但是隨著ROADM的廣泛部署，其局限性也開始顯而易見。首先，初期的ROADM系統(tǒng)采用頻率固定的光波，這就意味著在沒有現(xiàn)場光模塊更換的情況下其它業(yè)務(wù)根本不可能使用這些光波。其次，光模塊上的接口被分配到支持特定方向的光復(fù)用器上，不能支持別的方向。再次，如果同一方向上的兩個(gè)接口需要使用相同頻率的光波，就會發(fā)生光譜競爭的問題。最后，光波的分配需要符合50GHz波距的ITU標(biāo)準(zhǔn)。
這些限制可由無色無向無競爭的靈活光譜ROADM （CDC-F ROADM）技術(shù)解決。即使到今天，為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)對無色無向和無光譜競爭的支持，廠商們不得不對在WSS的擴(kuò)展性、功能和成本上做出妥協(xié)。幸運(yùn)的是，最新一代的WSS設(shè)備能夠在有效降低成本的情況實(shí)現(xiàn)CDC-F ROADM架構(gòu)，從而在沒有光譜競爭的前提下支持任意方向任意光譜的光交換。
圖形2： 高管理性的AON睿智光網(wǎng)絡(luò)： 100G和超100G光層組網(wǎng)
多層業(yè)務(wù)交換的AON睿智光網(wǎng)絡(luò)
云業(yè)務(wù)一般由數(shù)據(jù)包的形式交付給最終用戶。因?yàn)榘⒗蔄ON睿智光網(wǎng)絡(luò)把光交換、電交換和數(shù)據(jù)交換的功能最佳地融合在一起，這些云業(yè)務(wù)在實(shí)現(xiàn)最終用戶和云端應(yīng)用和內(nèi)容無縫連接的過程中可以大大受益于阿朗AON睿智光網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)交換能夠以原生態(tài)方式（比如以太網(wǎng)）為應(yīng)用層的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供匯聚和梳理。電層交換（包括OTN和SDH/SONET）可以實(shí)現(xiàn)光波帶寬的利用效率的最大化，支持運(yùn)營商級別的高可靠性和高性能，并與現(xiàn)存的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)進(jìn)行無縫互操作。同時(shí)，光交換能夠在最低功耗下為高速光傳輸提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
光層交換板卡（Muxponders和Transponders）
并非所有的業(yè)務(wù)需要速率和協(xié)議的相互獨(dú)立性，因此運(yùn)營商能夠通過直接部署光層面的板卡（Muxponders和Transponders）來降低CAPEX和OPEX。在大部分業(yè)務(wù)的發(fā)送地和接收地一致的時(shí)候，這種情況就變得越加明顯。因?yàn)椴⒎敲總€(gè)客戶業(yè)務(wù)都需要電層（OTN）和數(shù)據(jù)交換層的交換和梳理，通過把客戶測子速率的業(yè)務(wù)直接映射到線路測的傳送光上，比如100GE直接映射到100G的光波上，可以實(shí)現(xiàn)相當(dāng)可觀的成本節(jié)省。
電層交換OTN
作為一種綜合性技術(shù)，OTN可以在任意電層光層，或者兩層同時(shí)提供業(yè)務(wù)交換和梳理功能。它為承載從1G到100G的數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)提供適配和梳理。電層的ODU支持任意顆?？蛻魳I(yè)務(wù)的交換并實(shí)現(xiàn)對光波或OCh層的有效填充。
集成數(shù)據(jù)交換 （IPT）
近來，多數(shù)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)一般通過簡單的VLAN或OTN梳理后進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)透傳。這種方式能夠滿足大多數(shù)EPL和EVPL數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求。只有在必要時(shí)，通過第三方的路由器或交換機(jī)實(shí)現(xiàn)二層組網(wǎng)功能。但是，如果需要支持更先進(jìn)的多點(diǎn)業(yè)務(wù)就需要考慮把數(shù)據(jù)交換集成到波分復(fù)用系統(tǒng)上實(shí)施二層組網(wǎng)。通過把數(shù)據(jù)交換集成到波分復(fù)用系統(tǒng)上，不但可以實(shí)現(xiàn)對多源業(yè)務(wù)的匯聚并支持ELAN和E-Tree業(yè)務(wù)，還可以提供運(yùn)營商級的QoS，以太網(wǎng)OAM和SLA監(jiān)控的支持。
阿朗集成的數(shù)據(jù)交換（IPT）在OTN匯聚的基礎(chǔ)上把二層數(shù)據(jù)傳輸、交換和組網(wǎng)功能集成到1830 PSS光子業(yè)務(wù)交換機(jī)上。這一WDM/OTN/Packet融合平臺能夠提供下一代從接入網(wǎng)到骨干網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的光傳輸。此外，因?yàn)榻⒁呀?jīng)非常成功的阿朗SR OS上，阿朗集成的數(shù)據(jù)交換（IPT）還可以與阿朗的IP/MPLS解決方案一起為運(yùn)營商提供一個(gè)統(tǒng)一網(wǎng)管下的數(shù)據(jù)組網(wǎng)解決方案。
圖形3： 多層交換：在最具經(jīng)濟(jì)性的層面承載和梳理業(yè)務(wù)
智能的AON睿智光網(wǎng)絡(luò)
今天的網(wǎng)絡(luò)智能需要作為光傳輸網(wǎng)絡(luò)生命管理周期的一部分融入到日常使用中。同時(shí)，具有優(yōu)化和自動化功能的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計(jì)工具可以在沒有人為干預(yù)的前提下進(jìn)行實(shí)時(shí)決策。
具有優(yōu)化和自動化能力的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和工程工具
和一般的OTN交換機(jī)只有4Tbps或者8Tbps的交換能力相比，WSS的交換能力高達(dá)70.4Tbps（包括8個(gè)方向上88個(gè)高達(dá)100G的光波），因此能夠有效的進(jìn)行業(yè)務(wù)匯聚和梳理就變得至關(guān)重要。多層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和優(yōu)化工具能夠保證100G光波得到有效的填充。高級的路由和可行性算法保證不需要的業(yè)務(wù)匯聚和梳理的業(yè)務(wù)可以直傳過電交叉矩陣。這樣一來不但降低了成本，還可以實(shí)現(xiàn)帶寬利用效率的最大化。此外，多層設(shè)計(jì)和優(yōu)化還可以保證業(yè)務(wù)在滿足SLA（比如延遲和可靠性）的前提下享用最佳的路由，從而降低CAPEX并延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期。
精確、實(shí)時(shí)、自治和普遍的網(wǎng)絡(luò)檢測
100G組網(wǎng)需要依靠網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測，因?yàn)樗芨玫膸椭\(yùn)營商了解傳輸網(wǎng)絡(luò)的性能。光OAM包括對光能、信噪比和延遲等在內(nèi)的各種變量的監(jiān)測。光能監(jiān)測可以為端到端光業(yè)務(wù)路徑上的單一光波或一組光波進(jìn)行具有持續(xù)性、自治性和自動性的光能平衡。光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測也可以與光波上的承載的業(yè)務(wù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而保障業(yè)務(wù)傳輸質(zhì)量。
在把業(yè)務(wù)映射到ODU容器過程中，可以通過分類和驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)對G比特級顆粒的客戶業(yè)務(wù)SLA的保證，然后通過控制平面智能擴(kuò)展到T比特級。對一層和二層業(yè)務(wù)的監(jiān)測包括誤碼率、幀丟失和延遲等。在人為或者沒有認(rèn)為干涉的情況下，控制平面能都夠通過配置對網(wǎng)絡(luò)故障和信號下降作出自動反應(yīng)。
多層智能
此外，跨層控制平面能夠自動上傳與光層資源（比如頻譜和路由）有關(guān)的預(yù)定義和預(yù)配置屬性，從而讓更高層的OTN或電層在部署業(yè)務(wù)時(shí)獲取光層信息。這種跨層感知和關(guān)聯(lián)可以強(qiáng)化SLA并提升網(wǎng)絡(luò)可靠性。最后，跨層智能控制平面也能幫助運(yùn)營商通過強(qiáng)化SLA來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)差異化。通過在數(shù)據(jù)交換、光層和電層實(shí)施業(yè)務(wù)恢復(fù)的跨層協(xié)調(diào)，不同客戶業(yè)務(wù)的SLA就可以在最經(jīng)濟(jì)的層面得到全面保障。未來與數(shù)據(jù)交換層的集成和關(guān)聯(lián)可以繼續(xù)強(qiáng)化提供業(yè)務(wù)的可靠性。
圖形4： 網(wǎng)絡(luò)智能：加速業(yè)務(wù)部署并實(shí)現(xiàn)運(yùn)營自動化
AON睿智光網(wǎng)絡(luò)：超越光，引領(lǐng)云
視頻正在以新的帶寬密集型的方式被最終用戶通過各種尺寸的屏幕收看，廣播視頻業(yè)務(wù)只是其中的一小部分；視頻媒體點(diǎn)播業(yè)務(wù)（VoD）由于其便捷性和個(gè)性化成為視頻業(yè)務(wù)的常態(tài)。同時(shí)，越來越多的智能設(shè)備被連接到網(wǎng)絡(luò)；這些設(shè)備的應(yīng)用性通?？捎墒褂玫膸拋矶x。在這個(gè)云業(yè)務(wù)興起的時(shí)代，更多帶寬又將以容易消費(fèi)和動態(tài)的方式分配。這些趨勢將會對光傳輸網(wǎng)絡(luò)施加一系列影響，包括在SLA、可靠性、QoS和安全性等。
不僅僅是作為傳輸資源，還是云基礎(chǔ)設(shè)施中實(shí)現(xiàn)最終用戶和云端應(yīng)用和內(nèi)容無縫連接的不可或缺的重要組成部分，阿爾卡特朗訊AON睿智光網(wǎng)絡(luò)都能夠讓運(yùn)營商充分發(fā)掘其傳輸網(wǎng)絡(luò)的潛力。阿朗AON睿智光網(wǎng)絡(luò)，超越光，引領(lǐng)云！
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