骨干傳送網(wǎng)架構(gòu)的演進(jìn) 超100G和香農(nóng)極限

相關(guān)專(zhuān)題: 無(wú)線(xiàn) 云計(jì)算

  移動(dòng)通信網(wǎng)消息,自電信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生開(kāi)始,骨干傳送網(wǎng)便隨之產(chǎn)生。1877年,在貝爾發(fā)明電話(huà)后的第二年,波士頓和紐約架設(shè)的第一條電話(huà)線(xiàn)路開(kāi)通了,兩地相距300公里。1901年,在“馬可尼無(wú)線(xiàn)電報(bào)有限公司”成立后4年,在英國(guó)與紐芬蘭之間,實(shí)現(xiàn)橫跨大西洋的無(wú)線(xiàn)電通訊,距離超過(guò)3000公里。經(jīng)過(guò)100多年的網(wǎng)絡(luò)變遷,骨干傳送網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)到一個(gè)新的高度,線(xiàn)路速率從64Kb/s提升至8Tb/s,傳送距離從數(shù)百公路提升至上萬(wàn)公里,成為連接全球通信網(wǎng)絡(luò)的紐帶。本文將從業(yè)務(wù)變化角度分析骨干網(wǎng)的挑戰(zhàn)及發(fā)展趨勢(shì)。

  1、業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的變遷

  從傳統(tǒng)意義上看,通信網(wǎng)承載的業(yè)務(wù)主要包括固定電話(huà)業(yè)務(wù)、無(wú)線(xiàn)電話(huà)業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。20世紀(jì)60~80年代,得益于數(shù)字通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展,通信業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)完成了第一次變革,逐步從軍用擴(kuò)大到民用。進(jìn)入90年代后,以PSTN、GSM為核心業(yè)務(wù)的通信網(wǎng),取得了飛速的發(fā)展。這個(gè)階段,業(yè)務(wù)速率以2Mb/s等低速為主,業(yè)務(wù)接口多元化,網(wǎng)絡(luò)模型為逐級(jí)匯聚交換的層次化結(jié)構(gòu),并同時(shí)表現(xiàn)為一種業(yè)務(wù)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的煙囪結(jié)構(gòu)。骨干傳送網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)中的主要作用是提供長(zhǎng)途交換局之間的連接。由于業(yè)務(wù)模型決定了長(zhǎng)途局之間的流量流向是可規(guī)劃、可控的,因此骨干傳送網(wǎng)主要承載基于規(guī)劃的P2P流量,并在網(wǎng)絡(luò)上對(duì)這些流量進(jìn)行匯聚和分插復(fù)用。此時(shí),PDH、SDH技術(shù)順應(yīng)了業(yè)務(wù)發(fā)展的要求。

  進(jìn)入2000年,以ALL IP和移動(dòng)業(yè)務(wù)為核心的第二次通信業(yè)務(wù)變革,在新的10年中逐步完成。在此期間,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)逐步完成了IP化,從而實(shí)現(xiàn)了煙囪網(wǎng)絡(luò)的融合和網(wǎng)絡(luò)層次的扁平化。同時(shí),在3G的帶動(dòng)下,移動(dòng)業(yè)務(wù)快速崛起,固定話(huà)音業(yè)務(wù)逐漸衰退。互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)在ALL IP的推動(dòng)下迅速發(fā)展,并歷經(jīng)了從FTP到Web、P2P等業(yè)務(wù)模式的變遷。這個(gè)階段,業(yè)務(wù)速率逐步提升到10M、100M,業(yè)務(wù)接口逐步統(tǒng)一到Ethernet/IP,網(wǎng)絡(luò)模型演變?yōu)镃lient-Server的結(jié)構(gòu)。骨干承載網(wǎng)由多種核心網(wǎng)業(yè)務(wù)承載至PDH、SDH開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)一的IP承載。由于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量占比的快速提升,骨干網(wǎng)流量流向趨于離散,并受IP技術(shù)影響轉(zhuǎn)為不可控。此時(shí),IP承載成為骨干網(wǎng)的主要承載技術(shù),骨干傳送網(wǎng)轉(zhuǎn)為解決大帶寬、長(zhǎng)距離的底層物理組網(wǎng)問(wèn)題,DWDM技術(shù)逐步成為骨干傳送網(wǎng)的主要選擇。

  21世紀(jì)第二個(gè)10年,我們開(kāi)始經(jīng)歷通信業(yè)務(wù)的第三次變革。以視頻、云計(jì)算驅(qū)動(dòng)的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變化正在醞釀,去電信化、IT化成為新的方向。首先,以O(shè)TT為主的視頻流量成為網(wǎng)絡(luò)的主導(dǎo)流量,帶來(lái)了低收斂、扁平化的網(wǎng)絡(luò)需求,致使帶寬增長(zhǎng)數(shù)十倍,驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)速率向Gb/s演進(jìn),流量大型化成為趨勢(shì)。其次,網(wǎng)絡(luò)模型開(kāi)始向云數(shù)據(jù)中心-本地/前端數(shù)據(jù)中心&CDN-用戶(hù)的架構(gòu)轉(zhuǎn)變,一定程度上緩解了骨干網(wǎng)的流量壓力,流量開(kāi)始重新集中化。第三,計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展,軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)等前沿技術(shù)不斷涌現(xiàn)。軟件的作用也被提升到前所未有的高度。目前,這些正在發(fā)生的變革對(duì)骨干傳送網(wǎng)的沖擊還沒(méi)有完全明確。但一個(gè)架構(gòu)融合的、可重構(gòu)的、擁有超級(jí)帶寬和強(qiáng)大軟件功能的骨干傳送網(wǎng)應(yīng)該是我們目前可以看到的方向。

圖1


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