AON: 云時代超高速光傳輸解決之道

為了滿足用戶的接入帶寬需求和提升用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗，全球范圍內(nèi)掀起了LTE和固網(wǎng)寬帶的建設(shè)熱潮。這給作為信息基礎(chǔ)設(shè)施的傳送網(wǎng)帶來的前所未有的壓力。從2012年開始規(guī)模部署的100G技術(shù)，在2013年出現(xiàn)了爆發(fā)性增長，這大大緩解了網(wǎng)絡(luò)流量給骨干網(wǎng)所帶來的壓力。但是運營商明顯感覺到帶寬的增加和所帶來的收入增長之間的剪刀差反而越來越大。運營商一直在考慮如何通過精細化的管理，在這張前所未有的超高速傳送網(wǎng)上以每比特最低的成本帶來最好的收入回報。

未來業(yè)務(wù)發(fā)展的趨勢

解決目前運營商在傳送網(wǎng)上所面臨的問題，需要深入了解未來業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢和業(yè)務(wù)需求。

眾所周知，不斷涌現(xiàn)的視頻業(yè)務(wù)是帶寬快速增長的重要因素之一。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，到2015年視頻業(yè)務(wù)將超過P2P業(yè)務(wù)，達到網(wǎng)絡(luò)流量的60%以上。根據(jù)貝爾實驗室最新的研究成果，到2017年，單播視頻流的流量將比目前增長300%，

雖然不斷增長的帶寬需求一直是推動光傳輸產(chǎn)業(yè)不斷前進的重要因素，但是一個更加引入矚目的原因在推動光傳輸網(wǎng)的轉(zhuǎn)型，那就是我們已經(jīng)進入了云業(yè)務(wù)時代。云技術(shù)使得更多的企業(yè)和數(shù)據(jù)中心將存儲和計算能力外包，以改變傳統(tǒng)的基于CAPEX和OPEX的財務(wù)模式。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，到今年，80%以上的軟件是以云業(yè)務(wù)的形式來提供。這種現(xiàn)象促進了云網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心流量的極大增長。

針對上面的數(shù)據(jù)，貝爾實驗室的進一步研究發(fā)現(xiàn)，雖然從目前到2017年，骨干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)流量將增長320%，但是區(qū)域網(wǎng)/城域網(wǎng)的流量增長更快，達到了560%，幾乎是骨干網(wǎng)流量的增長速度的兩倍。IBM的研究更是給出了驚人的數(shù)據(jù)，從2010年到2020年，數(shù)據(jù)量將從800,000Peta字節(jié)增長到35Zetta字節(jié)。而這些流量的增長主要來自于視頻業(yè)務(wù)和云業(yè)務(wù)。

那么隨之而來的問題是，我們目前的光傳送網(wǎng)是否能適應(yīng)云時代的業(yè)務(wù)需求嗎？

未來業(yè)務(wù)的需求

從目前的情況來看，區(qū)域網(wǎng)/城域網(wǎng)的帶寬消耗更快，需要提供更大的傳輸帶寬�，F(xiàn)在的接入平臺已經(jīng)從PDH, SDH, SONET, ATM和POS接口轉(zhuǎn)換為被廣泛應(yīng)用的1GE和10GE的業(yè)務(wù)速率；LTE網(wǎng)絡(luò)的末端網(wǎng)元還在不斷增加；運營商正加緊利用云技術(shù)進行網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型，將傳統(tǒng)的電信資源進行整合到宏大的數(shù)據(jù)中心上；同時，各種新型的云業(yè)務(wù)對傳送網(wǎng)所交付的業(yè)務(wù)和方式都提出了更多的需求。這些變化都推動著區(qū)域網(wǎng)/城域網(wǎng)向網(wǎng)狀網(wǎng)或高度互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)演進。與以往不同的是，在這張網(wǎng)絡(luò)中流量變得更加動態(tài)和不可預(yù)測，與此同時，運營商處于增加盈利的考慮，還希望利用這次轉(zhuǎn)型的機會將傳送網(wǎng)從費用中心轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌臉I(yè)務(wù)收入來源，最終使得運營商以最小的代價幫助終端用戶和他們所需要的內(nèi)容連接起來。

由此可見，運營商目前正在為區(qū)域網(wǎng)/城域網(wǎng)尋找一種解決方案，它可以將以分組為主的業(yè)務(wù)和WDM所提供的充足的帶寬更緊密地結(jié)合起來。而目前增加新設(shè)備常常會遇到傳統(tǒng)機房的空間和功耗限制，而越來越多的新應(yīng)用要求交付更具性價比的多協(xié)議服務(wù)，而對于未來那些不可知的業(yè)務(wù)需求，網(wǎng)絡(luò)的敏捷性顯得尤為重要。

相對于區(qū)域網(wǎng)/城域網(wǎng)，骨干網(wǎng)所尋求的解決方案更關(guān)注于最大化光纖的利用率和提升波長的傳輸效率，同時需要考慮網(wǎng)絡(luò)的彈性，以保證業(yè)務(wù)交付的一致性和提供端到端的業(yè)務(wù)可見性，后者可以有效地對整個業(yè)務(wù)的生命周期進行管理。

面對上述的業(yè)務(wù)需求，特別是未來快速、動態(tài)變化的傳輸業(yè)務(wù)，目前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)顯得既不夠靈活而且成本較高，無法適應(yīng)未來傳送網(wǎng)的發(fā)展需要。

AON正是滿足云時代運營商各種應(yīng)用需求的解決方案

阿爾卡特朗訊在2013年提出的AON（Agile Optical Network）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)能夠解決運營商在云時代在傳送網(wǎng)上所面臨的問題。AON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括敏捷光層、多層交換和多協(xié)議業(yè)務(wù)并結(jié)合光網(wǎng)絡(luò)智能。

憑借貝爾實驗室強大的光傳輸研發(fā)實力，阿爾卡特朗訊一直是光傳輸領(lǐng)域創(chuàng)新的領(lǐng)導者。作為AON架構(gòu)的核心網(wǎng)元，1830 PSS產(chǎn)品平臺是全球第一個提供單載波100G技術(shù)的商用平臺和全球第一個具備從10G平滑演進到100G、200G、400G和1T以上速率能力的商用平臺；而且，1830 PSS平臺還是業(yè)內(nèi)唯一能為數(shù)據(jù)中心互聯(lián)提供光層加密解決方案的商用平臺，同時為數(shù)據(jù)中心互聯(lián)提供超低時延和支持多協(xié)議的解決方案。

敏捷光層是指阿爾卡特朗訊所提供的極具經(jīng)濟性和可擴展能力的光層組網(wǎng)技術(shù)。敏捷光層技術(shù)由多項阿爾卡特朗訊業(yè)界領(lǐng)先技術(shù)構(gòu)成，主要包括400G光子業(yè)務(wù)引擎（PSE），光層OAM，以及靈活的光層交換技術(shù)。400G光子業(yè)務(wù)引擎技術(shù)是業(yè)界第一塊超100G商用的光電芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)單通道400Gb/s的傳送能力，而且它還可以利用增強的SD-FEC技術(shù)大大提升當前100G網(wǎng)絡(luò)的性能。400G PSE技術(shù)已被應(yīng)用在阿爾卡特朗訊的1830 PSS設(shè)備上。阿爾卡特朗訊的專利Wavelength Tracker(WT)技術(shù)是在光層實現(xiàn)OAM的重要手段，可以提供端到端的業(yè)務(wù)可見性。這個創(chuàng)新性的技術(shù)獨特地將管理信號插入到每個波長上，從而讓使用者可以通過WT技術(shù)在全網(wǎng)范圍內(nèi)輕松區(qū)分和監(jiān)控單個的波長，而不需要對該波長進行終結(jié)或再生處理。WT技術(shù)還可以幫助運維人員跟蹤每個波長，在線實現(xiàn)故障隔離、性能監(jiān)控、告警的相關(guān)性處理。敏捷光層的另一個關(guān)鍵技術(shù)是CDC-F ROADM，即波長無關(guān)、方向無關(guān)，無沖突，并且支持靈活頻譜寬度的ROADM。最新一代的WSS器件使用，跨越了引入CDC-F ROADM的成本障礙，使得整個AON光網(wǎng)絡(luò)在組網(wǎng)規(guī)模（如支持的光維度數(shù)量）和CDC功能達到平衡。集成了該WSS的板卡已經(jīng)開始商用，市場占有率第一。

多層交換技術(shù)是AON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的核心。從傳送平面的角度來看，阿爾卡特朗訊將大容量的分組、OTN電層和光層交換能力集中在一個統(tǒng)一的業(yè)務(wù)平臺上，通過多層交換技術(shù)可以讓業(yè)務(wù)在最經(jīng)濟的層面上完成疏導，實現(xiàn)功能和成本的統(tǒng)一考慮，在滿足預(yù)定義的業(yè)務(wù)參數(shù)的前提下達到最經(jīng)濟的傳輸，這也是降低每比特傳輸成本的關(guān)鍵措施�；�于電的ODU層可以有效地填充承載在波長或者OTN的OCh通道中的凈荷。但是當前用戶側(cè)信號速率不斷增加，從而網(wǎng)絡(luò)側(cè)的單波長速率也將不斷提升，這時通過選擇合理的轉(zhuǎn)發(fā)單元，例如在光層多種類型的復(fù)用轉(zhuǎn)發(fā)單元（Muxponder）和透明轉(zhuǎn)發(fā)單元（Transponder）的使用可以大大降低運營商的CAPEX和OPEX。根據(jù)對東南亞某大型運營商的測算，采用阿爾卡特朗訊多層交換技術(shù)的100G網(wǎng)絡(luò)相對于原來光層和電層完全獨立的10G網(wǎng)絡(luò)，其TCO降低了60%以上。

阿爾卡特朗訊在傳送網(wǎng)智能控制層面上的技術(shù)優(yōu)勢由來已久，在AON架構(gòu)中，智能控制平面可以通過統(tǒng)一的控制核心實現(xiàn)電層和光層交換的統(tǒng)一控制�？刂破矫婵梢岳�用統(tǒng)一的資源數(shù)據(jù)庫中的信息，計算出穿越光層、電層的最佳路徑。同時，利用多層的控制平面還可以進一步差異化業(yè)務(wù)的提供來滿足動態(tài)變化的傳輸業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)的恢復(fù)還可以按照承諾的SLA，通過分組，電層和光層協(xié)同完成，以最經(jīng)濟的方式進行傳送。

AON為未來傳送網(wǎng)絡(luò)演進到SDN做好了準備

隨著SDN技術(shù)的出現(xiàn)，T-SDN（Transport-SDN）技術(shù)更進一步地指明了未來傳送網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。T-SDN的核心是將傳輸設(shè)備控制面與數(shù)據(jù)面分離開來進行網(wǎng)絡(luò)自動化和虛擬化，從而實現(xiàn)傳輸業(yè)務(wù)流量的靈活控制和傳輸效率的提升，為分組網(wǎng)絡(luò)及云業(yè)務(wù)的創(chuàng)新提供良好的傳送平臺。在T-SDN中，獨立出來的傳輸控制層面可以更加快速適應(yīng)未來動態(tài)變化的流量傳輸需求，但只是傳輸控制層面與傳輸資源層面的解耦還不夠，還需要將實際的傳輸網(wǎng)絡(luò)虛擬化，以滿足SDN控制層根據(jù)業(yè)務(wù)的需求來靈活的調(diào)配這些虛擬化后的傳輸資源。從具有編程可控能力的400G PSE芯片到靈活可控的多層交換能力，阿爾卡特朗訊所構(gòu)建的AON架構(gòu)天生就具備將網(wǎng)絡(luò)虛擬化的基因。通過特有的切片技術(shù)（slice），阿爾卡特朗訊將AON架構(gòu)中低層-的各種資源、屬性和能力進行虛擬化，比如調(diào)制方式、傳輸帶寬、傳輸時延、光層加密能力等，基于這些虛擬化后的切片，阿爾卡特朗訊的T-SDN解決方案可以針對不同的業(yè)務(wù)需求，利用所部署的策略驅(qū)動和SDN控制器，實現(xiàn)對傳輸資源配置、管理和調(diào)度的自動化。

阿爾卡特朗訊的T-SDN解決方案在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)層面上可以向運營商呈現(xiàn)全網(wǎng)的資源情況和控制能力，因此可以提升網(wǎng)絡(luò)的效率、靈活性和利用率，而且還可以通過部署在云網(wǎng)絡(luò)上獲得更大的控制范圍。上述這些能力結(jié)合了可編程的IP路由和光傳送層，可以利用開放的網(wǎng)絡(luò)API為零售業(yè)務(wù)、批發(fā)業(yè)務(wù)和基礎(chǔ)業(yè)務(wù)提供更加可靠的、更高性能的光、以太網(wǎng)、IP和VPN的傳輸服務(wù)。

阿爾卡特朗訊作為光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的引領(lǐng)者，一直站在創(chuàng)新的前沿。阿爾卡特朗訊所提出的AON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從未來業(yè)務(wù)發(fā)展的趨勢和需求著眼，關(guān)注超高速傳送網(wǎng)的彈性、靈活性、通用性、統(tǒng)一性、高效性和可持續(xù)演進性，為運營商打造一張既能滿足云時代業(yè)務(wù)的靈活性、突發(fā)性和海量帶寬等多種需求，同時又能帶來新的業(yè)務(wù)收入增長的超高速傳送網(wǎng)提供了理想的解決之道。