《電子技術(shù)應(yīng)用》
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如何規(guī)劃和建設(shè)一張可持續(xù)發(fā)展的100G傳送網(wǎng)絡(luò)
來(lái)源:通信世界網(wǎng)
摘要: 對(duì)于100G技術(shù)的生命周期,業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為將長(zhǎng)于40G。因此,從一開(kāi)始就很好地規(guī)劃和建設(shè)一張可持續(xù)發(fā)展的100G網(wǎng)絡(luò)不但可以幫助運(yùn)營(yíng)商快速適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代不斷變化的需求,而且還能幫助運(yùn)營(yíng)商在網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展。
Abstract:
Key words :

         隨著全球?qū)拵Р渴鹪絹?lái)越深入和4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的步伐的不斷加快,越來(lái)越多的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和云計(jì)算業(yè)務(wù)使得網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量持續(xù)爆發(fā)式增長(zhǎng),這直接導(dǎo)致了運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有骨干網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容壓力越來(lái)越大,擴(kuò)容周期越來(lái)越短,傳輸技術(shù)更新?lián)Q代速度加快。100G技術(shù)應(yīng)時(shí)而生,根據(jù)Dell‘Oro發(fā)布最新預(yù)測(cè)報(bào)告《2013-2017 Optical Forecast Report》指出,2012年到2013年,40G全球出貨份額出現(xiàn)下滑拐點(diǎn),100G開(kāi)始成為主流技術(shù)在市場(chǎng)上取代40G。對(duì)于100G技術(shù)的生命周期,業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為將長(zhǎng)于40G。因此,從一開(kāi)始就很好地規(guī)劃和建設(shè)一張可持續(xù)發(fā)展的100G網(wǎng)絡(luò)不但可以幫助運(yùn)營(yíng)商快速適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代不斷變化的需求,而且還能幫助運(yùn)營(yíng)商在網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展。

  建設(shè)具有可持續(xù)發(fā)展能力的100G傳送網(wǎng)絡(luò)需要關(guān)注以下一些方面:

  1.向超高速傳送網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)的能力

  從2010年的首次商用到2012年開(kāi)始的規(guī)模部署,編解碼方式的快速標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)100G的快速發(fā)展起到了非常重要的推動(dòng)作用。但是曾長(zhǎng)期限制該技術(shù)商用的卻是數(shù)字信號(hào)處理芯片,這主要是由于100G的編解碼方式對(duì)于電域高速數(shù)字信號(hào)處理方面的要求非常高,在2010年前各廠家均采用離線工作站的方式來(lái)做高速信號(hào)的數(shù)字化處理,直到2010年后阿爾卡特朗訊推出商用化的高速數(shù)字信號(hào)處理芯片(DSP)后,100G才具備了真正商用的能力。在第一代具備硬判決能力的100G芯片中,DSP中所包含的邏輯門電路數(shù)已超過(guò)了7000萬(wàn)門,而對(duì)于最新的具備軟判決能力的100G芯片,DSP中的門電路數(shù)甚至超過(guò)1億3000萬(wàn)門??梢哉f(shuō)DSP芯片決定了100G系統(tǒng)的整體性能(包括最受關(guān)注的無(wú)電中繼傳送距離),是超高速傳送的核心技術(shù)。

  從Infonetics發(fā)布的報(bào)告來(lái)看,目前業(yè)界能提供100G系統(tǒng)的廠商很多,但是真正具備自研100G商用DSP芯片的廠商卻仍然很少,多數(shù)廠商均為采用NEL等第三方的DSP芯片。

  目前100G傳送技術(shù)雖然剛剛開(kāi)始規(guī)模部署,但在2013的OFC大會(huì)上,Ovum分析師卻指出: 200G~400G的部署將比預(yù)期來(lái)的更快,400G在數(shù)據(jù)中心互聯(lián)等一些大帶寬應(yīng)用場(chǎng)景下已經(jīng)顯露出了其價(jià)值。Orange、Telefonica等知名運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)在降低時(shí)延、單位比特能耗和成本的驅(qū)動(dòng)下開(kāi)始部署400G系統(tǒng)。

  針對(duì)如此快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)帶寬需求,運(yùn)營(yíng)商在進(jìn)行100G系統(tǒng)規(guī)劃時(shí),還需要考慮未來(lái)400G甚至更高速率的平滑引入問(wèn)題,因此,在選擇100G產(chǎn)品解決方案時(shí)需要更多地關(guān)注廠商對(duì)超高速傳送核心技術(shù),特別是超高速DSP芯片技術(shù)的掌握程度,因?yàn)檫@將在很大程度上決定了現(xiàn)在部署的100G網(wǎng)絡(luò)的生命周期以及將來(lái)演進(jìn)到400G時(shí)所需要增加的成本。掌握了超高速傳送核心技術(shù)的廠商通常能制定清晰的產(chǎn)品平滑演進(jìn)路標(biāo),幫助運(yùn)營(yíng)商平滑的升級(jí)網(wǎng)絡(luò),最大限度地延長(zhǎng)傳送網(wǎng)絡(luò)的生命周期,保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性,同時(shí)也將最大程度地保護(hù)用戶投資、提高投資回報(bào)率。這一點(diǎn)在10G和40G時(shí)代就開(kāi)始采用阿爾卡特朗訊1830 PSS平臺(tái)的用戶網(wǎng)絡(luò)上有非常明顯的體現(xiàn),隨著業(yè)務(wù)帶寬需求的發(fā)展,用戶只需要更換板卡就可以輕松將現(xiàn)有的光傳送網(wǎng)從10G或40G升級(jí)到100G,而且這些用戶還將繼續(xù)享受該平臺(tái)帶來(lái)的投資紅利,因?yàn)樵撈脚_(tái)現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了平滑升級(jí)到200G和400G。打造一張可以“看得見(jiàn)的未來(lái)網(wǎng)絡(luò)”是阿爾卡特光傳輸解決方案給用戶的價(jià)值承諾,這也是阿爾卡特朗訊2012年在亞太區(qū)的100G市場(chǎng)取得了70%以上市場(chǎng)份額的關(guān)鍵原因之一。2013年阿爾卡特朗訊在超高速傳送市場(chǎng)繼續(xù)快速發(fā)展,100G板卡出貨量已近10000塊,400G商用板卡的發(fā)布和部署進(jìn)一步加強(qiáng)了用戶對(duì)阿爾卡特朗訊超高速光傳輸方案的信心。


  2.多層次的業(yè)務(wù)調(diào)度能力

  OTN交叉技術(shù)作為非常重要的組網(wǎng)和業(yè)務(wù)調(diào)度技術(shù)可以使得100G組網(wǎng)更加高效和業(yè)務(wù)調(diào)度更加靈活可靠,并符合未來(lái)業(yè)務(wù)的需要和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向。從OTN的技術(shù)架構(gòu)上來(lái)看,OTN交叉技術(shù)包括電交叉(基于ODU交叉矩陣技術(shù))和光交叉(基于ROADM技術(shù))。根據(jù)各自的技術(shù)特點(diǎn),OTN電交叉技術(shù)通常用來(lái)做小顆粒子波長(zhǎng)級(jí)業(yè)務(wù)的匯聚和調(diào)度,而OTN光交叉技術(shù)用于大顆粒波長(zhǎng)級(jí)業(yè)務(wù)的交叉連接。

  當(dāng)前的業(yè)務(wù)顆粒還主要是1GE~10GE,OTN電交叉矩陣將小顆粒業(yè)務(wù)匯聚后送入100G管道,大大提升了100G管道的傳輸效率;同時(shí)采用OTN電交叉矩陣來(lái)對(duì)小顆粒業(yè)務(wù)進(jìn)行調(diào)度,也在一定程度上提高了業(yè)務(wù)調(diào)度的靈活性。

  隨著業(yè)務(wù)帶寬需求的快速增長(zhǎng),大顆粒的業(yè)務(wù)會(huì)越來(lái)越多,如果仍然將這些大顆粒業(yè)務(wù)放在電交叉矩陣中來(lái)做調(diào)度的話,那么這個(gè)矩陣將變得很大,不但會(huì)快速增加系統(tǒng)功耗,而且占地面積等問(wèn)題也會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)今后的平滑擴(kuò)容。根據(jù)現(xiàn)在的運(yùn)維經(jīng)驗(yàn),干線上的大部分業(yè)務(wù)在傳輸方向和顆粒度上都是明確的,這時(shí)這些大顆粒業(yè)務(wù)不需要經(jīng)過(guò)電交叉矩陣而直接采用基于ROADM的光交叉技術(shù)更能體現(xiàn)OTN大顆粒交叉的特點(diǎn)并還原傳輸?shù)谋举|(zhì),同時(shí)還能大大降低系統(tǒng)功耗和占地面積。目前多維無(wú)色無(wú)向無(wú)競(jìng)爭(zhēng)的ROADM技術(shù)已基本成熟,并已在一些100G網(wǎng)絡(luò)中開(kāi)始正式商用。

  近年來(lái),越來(lái)越多的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)要求在WDM系統(tǒng)上提供二層組網(wǎng)功能。通過(guò)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(duì)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(yíng)商級(jí)的QoS,以太網(wǎng)OAM和SLA監(jiān)控的支持。隨著數(shù)據(jù)交換功能在傳輸層面上來(lái)提供,每比特的傳輸成本也將進(jìn)一步降低。

  阿爾卡特朗訊的1830 PSS作為一個(gè)WDM/OTN/Packet融合型的傳送平臺(tái),不但支持具有高精細(xì)調(diào)度能力的OTN電交叉功能和高效低成本的OTN光交叉功能,同時(shí)還支持二層數(shù)據(jù)傳輸、交換和組網(wǎng)功能。這種多層交換能力不但能在最大程度上發(fā)揮100G傳送網(wǎng)絡(luò)的效能,而且還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,這對(duì)于運(yùn)營(yíng)商為用戶提供差異化的服務(wù)、降低業(yè)務(wù)提供成本、讓網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生更多的價(jià)值帶來(lái)了豐富的手段,并大大縮短了業(yè)務(wù)提供的時(shí)間。


  3.光網(wǎng)絡(luò)的智能化能力

  隨著傳送網(wǎng)上的業(yè)務(wù)顆粒越來(lái)越大,任何一次小小的故障都將產(chǎn)生比以前更大的影響范圍;而且隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展,一些對(duì)體驗(yàn)很敏感的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對(duì)傳送網(wǎng)提出了更高的要求;同時(shí),在合適的層面進(jìn)行交換和傳輸來(lái)最大限度的降低每比特的傳送成本一直是光傳送網(wǎng)絡(luò)追求的目標(biāo)。因此,一張具有可持續(xù)發(fā)展能力的100G傳送網(wǎng)需要具備智能化的能力。

  基于分層思想的ASON技術(shù)的目的就是為了使傳送網(wǎng)智能化。通過(guò)控制平面來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳送網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)管理,以面對(duì)不斷變化的業(yè)務(wù)傳送需求和業(yè)務(wù)保護(hù)需求。ASON技術(shù)的引入可以幫助100G網(wǎng)絡(luò)提高資源的利用效率和資源保護(hù)效率。

  1)ASON動(dòng)態(tài)重路由功能可以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。隨著傳送網(wǎng)絡(luò)的Mesh程度越來(lái)越高,ASON可以調(diào)度的恢復(fù)路徑也就越多,ASON網(wǎng)絡(luò)的可靠性也就越高。比起傳統(tǒng)的1+1保護(hù)方式,ASON不但能在面對(duì)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的多纖中斷等惡性故障時(shí)也能快速恢復(fù)業(yè)務(wù),大大縮短了業(yè)務(wù)中斷時(shí)間;同時(shí)由于對(duì)保護(hù)資源的節(jié)省,也幫助運(yùn)營(yíng)商降低了前期的CAPEX投入和后期的OPEX??煽康膫魉途W(wǎng)絡(luò)是提供業(yè)務(wù)的基礎(chǔ),也是運(yùn)營(yíng)商品牌價(jià)值的根本。

  2)ASON豐富的業(yè)務(wù)等級(jí)可以讓網(wǎng)絡(luò)更加“感性”?;诳刂泼鎻?qiáng)大的動(dòng)態(tài)資源管理和業(yè)務(wù)恢復(fù)能力,結(jié)合不同層面的業(yè)務(wù)調(diào)度能力、業(yè)務(wù)提供成本和業(yè)務(wù)保護(hù)屬性,ASON網(wǎng)絡(luò)能根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求提供相應(yīng)的SLA,通過(guò)差異化的服務(wù)提供來(lái)使得100G網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)效益最大化,真正做到從傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)的單純大帶寬的粗放式經(jīng)營(yíng)到智能光網(wǎng)絡(luò)的精細(xì)化流量經(jīng)營(yíng)。

  阿爾卡特朗訊一直是ASON技術(shù)的推動(dòng)者和領(lǐng)導(dǎo)者,1830 PSS平臺(tái)集成了ASON功能,智能跨層控制平面將能夠自動(dòng)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。通過(guò)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,同時(shí)可幫助運(yùn)營(yíng)商降低60%的總體擁有成本和40%的固定投資。


  4.更強(qiáng)的光層OAM能力

  缺乏有效的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工具和手段將嚴(yán)重影響100G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維效率和大大增加運(yùn)維成本。在10G時(shí)代運(yùn)維人員采用測(cè)試儀表在線測(cè)量信噪比以達(dá)到監(jiān)測(cè)信噪比的目的,但從40G之后由于信號(hào)調(diào)制、接收方式發(fā)生了變化,導(dǎo)致運(yùn)維人員無(wú)法在線監(jiān)測(cè)光信噪比OSNR,而100G又比40G多了相干調(diào)制方式,在線測(cè)試更為復(fù)雜。目前提出的一些解決方案對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的影響較大,成本也比較高。

  阿爾卡特朗訊在1830 PSS平臺(tái)上通過(guò)引入一系列的創(chuàng)新技術(shù)協(xié)助運(yùn)營(yíng)商提升運(yùn)維效率,從而降低運(yùn)維成本。這些創(chuàng)新包括:

  1)波長(zhǎng)追蹤專利技術(shù)(WavelengthTrack):在超大容量傳輸中,隨著業(yè)務(wù)顆粒越來(lái)越大,在線監(jiān)測(cè)100G信號(hào)的OSNR等參數(shù)的重要性也越來(lái)越高,這也將是100G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)水平和能力的直接體現(xiàn)。而在線監(jiān)測(cè)100G信號(hào)的OSNR等參數(shù)一直是業(yè)內(nèi)的難題,阿爾卡特朗訊通過(guò)全球獨(dú)創(chuàng)的波長(zhǎng)追蹤專利技術(shù),在1830 PSS平臺(tái)上可以做到對(duì)任意波分信號(hào)的OSNR、光功率、色散和光譜等物理參數(shù)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)快速的故障定位和故障隔離,在大大降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維成本的同時(shí),為在光域上實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)保護(hù)提供可能。這在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代對(duì)提升用戶體驗(yàn)和快速保護(hù)關(guān)鍵業(yè)務(wù)具有戰(zhàn)略意義。

  最值得一提的是,這項(xiàng)專利技術(shù)獨(dú)立于任何光傳送信號(hào)。也就是說(shuō)該技術(shù)天然就支持任何速率、任何調(diào)制和檢測(cè)方式的光傳送信號(hào),包括目前100G和后續(xù)的200G/400G,甚至1T光傳送信號(hào)。因此該技術(shù)可以讓運(yùn)營(yíng)商不必再擔(dān)心今后在超高速傳送下的信號(hào)調(diào)制和檢測(cè)模式發(fā)生變化時(shí),在線監(jiān)測(cè)這些信號(hào)又會(huì)再次成為業(yè)內(nèi)的難題??梢哉f(shuō)波長(zhǎng)追蹤專利技術(shù)一勞永逸的解決了超高速傳送下的信號(hào)在線監(jiān)測(cè)問(wèn)題,為100G網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)發(fā)展提供的重要的支撐。

  2)SCOT自動(dòng)光功率均衡調(diào)整算法:該算法基于網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)/單盤的光功率現(xiàn)狀,隨時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)性能到最佳狀態(tài)。相比于傳統(tǒng)地人工調(diào)整線路VOA方法,其優(yōu)勢(shì)在于無(wú)需人工干預(yù)就能夠通過(guò)系統(tǒng)分析自動(dòng)調(diào)整光放大器的設(shè)置來(lái)適配線路的變化,使網(wǎng)絡(luò)始終處于自動(dòng)優(yōu)化和功率平衡狀態(tài)。該技術(shù)也將使得100G網(wǎng)絡(luò)顯得更加“柔性”。

  從全球第一個(gè)的光通信激光器到全球第一臺(tái)的波分設(shè)備,再?gòu)娜蚴淄频?00G相干光傳輸技術(shù)到全球第一塊400G商用傳輸芯片,阿爾卡特朗訊一直站在光通信的最前沿,引領(lǐng)著光通信的發(fā)展方向。作為阿爾卡特朗訊光傳輸?shù)钠炫灝a(chǎn)品,1830 PSS平臺(tái)從一開(kāi)始就著眼于超高速光通信的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,其10G~400G平滑演進(jìn)的特性、面向未來(lái)的多層交換技術(shù)、領(lǐng)先的智能控制平臺(tái)技術(shù)、超強(qiáng)的光層OAM能力都為用戶打造一張具有可持續(xù)發(fā)展能力的未來(lái)光傳送網(wǎng)絡(luò)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ),同時(shí)也給用戶呈現(xiàn)了一張“能看得見(jiàn)”的未來(lái)網(wǎng)絡(luò),不但充分保護(hù)了用戶現(xiàn)有的投資,而且還能讓用戶在面對(duì)未來(lái)快速變化的業(yè)務(wù)需求時(shí)更加從容。



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