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中國聯(lián)通唐雄燕:面向云服務的光傳送網體系

摘要:來自中國聯(lián)通研究院的唐雄燕博士表示,傳送網未來的發(fā)展方向將朝著大容量、分組化、智能化的方向發(fā)展。

        【訊石光通訊咨詢網】在2013年6月于北京舉行的第十三屆中國光網絡研討會上,來自中國聯(lián)通研究院的的唐雄燕博士帶來了題為《面向云服務光傳送網體系》的演講,為大家詳細闡述了光傳送網體系。

傳送網的發(fā)展

        “傳送網”是電信運營商的根基和全體信息通信業(yè)務的依托,既隨業(yè)務需求而不斷演進,同時又深刻影響業(yè)務發(fā)展軌跡,業(yè)務應用主要是QQ、Skype、飛信等。目前傳送網面臨的挑戰(zhàn)主要源自運營商收益與帶寬增長失衡。

        運營商增加收入主要有三大途徑:(1)增加用戶數量;(2)業(yè)務創(chuàng)新,開拓新增長點;(3)網絡經營創(chuàng)新,提升網絡價值(流量經營,智能管道)。而降低成本也有四大途徑:(1)引入高速系統(tǒng)降低單位帶寬成本;(2)降低設備成本、建設成本和運維成本;(3)簡化網絡結構;(4)最大化利用網絡資源。

傳送網的未來發(fā)展方向

        唐雄燕博士描述了傳送網未來的發(fā)展方向,未來傳送網將朝著大容量、分組化、智能化的方向發(fā)展。大容量是為滿足流量的爆炸式增長和低成本帶寬而提供的,從10G到40G再100G 甚至到400G/1T;分組化是為適應業(yè)務的分組化和資源的高效利用,由OTN到分組增強型OTN;智能化是為滿足資源而提供的靈活性、動態(tài)性和自動化,由ASON發(fā)展到SDN(軟件定義網絡)。

        盡管多年來傳送網發(fā)展的方向未變,但是技術手段卻在不斷進步,技術演進和產品更新?lián)Q代的加速,使得行業(yè)面臨壓力的也在加大,因此,催生了面向云服務的傳送網絡。

面向云服務的傳送網

        全球云流量從2011到2016年將增長6倍,年復合增長率達44%,自從2008 年以來,主要的互聯(lián)網流量產生于或結束于數據中心,而到了2012年,云數據流量首次達到Zettabyte級,預計到2016年,三分之二的數據中心流量將會是云流量。

        唐博士表示,業(yè)務模式的變革驅動著網絡架構演進。通信服務交互模式由話音通信的PSTN+SDH,漸漸發(fā)展成傳統(tǒng)互聯(lián)網的點到點方式、話音+低速數據、TDM IP+SDH/WDM,再發(fā)展到互聯(lián)網P2P的P2P方式、視頻內容、IP網+P2P云服務網絡,最后發(fā)展到云服務云服務方式、大數據、IP+光。

        云服務引領超級服務中心的出現。隨機網絡主要有兩種:CS/BS-服務節(jié)點和用戶節(jié)點獨立部署和P2P—服務節(jié)點和用戶節(jié)點集成部署;而無尺度網絡也主要分為兩種:服務節(jié)點(數據和計算)集中在云端和用戶節(jié)點分布部署在網絡邊緣。

        數據中心布局遵循土地與能源最優(yōu)的法則。數據中心按照“大量的廉價電力、制冷條件充沛、土地資源廉價、自然災害少、方便數據中心互聯(lián)、能效高、部署易”的原則進行選址。這也是如今大型IDC 機房主要分布在發(fā)達地區(qū)的原因。未來,中國西部、北部一些電力資源豐富、氣候寒冷的地區(qū),如內蒙、陜西、黑龍江等地也將適宜成為云數據中心,出現“西云東用”、“北云南用”的地理格局。

        唐博士表示,未來將出現“用戶中心”與“數據中心”雙中心的格局。唐博士解釋道,傳統(tǒng)網絡格局是用戶中心與數據中心緊耦合,用戶集中地區(qū)即數據集中地區(qū),同時也是網絡密集地;運營商網絡提供通信啞管道。而未來云服務時代的網絡格局將是用戶中心與數據中心解耦,逐步形成“用戶”與“數據”雙中心格局,流量的不確定性增大;運營商網絡為云服務提供智能彈性管道。

        云服務對基礎網絡的要求必須是大容量、低時延、高可靠、動態(tài)性、擴展性。云服務時代網絡管理的自動化代表,網絡能夠自動的感知虛擬服務器,并且隨著虛擬服務器的遷移和調度后網絡位置的改變,能夠自動進行網絡重配置。網絡資源的虛擬化代表,網絡通過集中或者分布的業(yè)務控制平面,對網絡進行邏輯化的抽象和封裝,屏蔽復雜物理網絡的協(xié)議和交互,給上層應用提供簡潔的“虛擬網絡”的使用接口。網絡控制的集中化代表,傳統(tǒng)網絡是靜態(tài)的,一般只需對單個網絡實體進行配置維護;在云計算時代,網絡是動態(tài)的,需要對多個網絡實體一起協(xié)調和調度。所以,需要集中的管理和控制平臺,以整網粒度,而不是以設備粒度進行網絡的管理。

        面向云服務的新型寬帶網絡設計思想主要有五點。一項“原則”:以多資源協(xié)同下的總體建設與運營成本最低為原則(改變傳統(tǒng)的孤立、垂直的網絡規(guī)化思路,并注重能源、土地等不可再生資源的價值);二個“中心”:“用戶中心”+“數據中心”;三維“解耦”:服務功能解耦;邏輯功能解耦;部署功能解耦;四類“集約”:控制平面的集約;用戶管理的集約;數據中心的集約;網絡節(jié)點的集約;五大“技術”:寬帶化、虛擬化、智能化、自動化、協(xié)同化。

        現有的網絡布局和局所設置由PSTN時代的技術特點所決定。依照業(yè)務類別建立各自的承載網。局房內網絡設備種類繁多,導致占空間、高能耗、低效率,所以未來的發(fā)展趨勢主要是實現網絡節(jié)點集約化。合并局所,減少局所數量,并發(fā)展融合型網絡設備,采用池組化組網,實現長距離、大容量光纖接入。

        寬帶傳送代表100G時代到來,超寬帶傳送代表400G/1T高速光通信。從2010年ITU-T SG15出現第一篇OTU5(400G)文稿以來,400G/1T技術演進和標準化引起了業(yè)界廣泛關注。IEEE側重客戶和線路側光接口的定義,其對400G或者1T以太網速率選擇直接決定OTN未來的研究走向,目前偏向選擇400G速率;而OIF關注的方向包括DWDM傳輸層、以太網客戶側、OTN和光交換、網絡管理、控制平面等;ITU-T是目前主要進行400G/1T OTN架構、幀結構和復用映射等方面技術標準,其OTU固定顆粒和靈活顆粒是目前討論的熱點,2012年啟動B100G項目,拉開了400G/1T研究的序幕;CCSA在2012年完成了《400G/400GE承載和傳輸技術研究》報告,正式啟動了國內400G技術的標準研究。

分組傳送網的全面部署

        據唐博士介紹中國聯(lián)通分組傳送網部署情況,中國聯(lián)通在2012年和2013年分別進行了兩次分組傳送網建設工程,范圍涉及全國31個省市自治區(qū),基本上覆蓋了全部本地網。一期工程涉及100多個大中型地市,迄今已經基本完成網絡建設。分組傳送網部署將滿足現階段HSPA+和未來LTE發(fā)展要求。

        光與IP的協(xié)同組網是指,在光傳送層引入分組OTN設備,用以識別IP層的標簽,旁路部分IP層核心路由器的轉發(fā)流量,降低核心路由器的轉發(fā)壓力,節(jié)約核心路由器的端口。

        靈活柵格是指,向彈性光網絡的邁進。其特點就是:信道間隔不受傳統(tǒng)DWDM固定柵格約束、信道中心頻率和頻寬可調諧和靈活控制、頻譜按需分配,頻譜效率高、根據傳輸距離選擇調制格式并分配相應頻寬和ITU-T G.694.1v2定義了靈活柵格(Flexible DWDM grid)。

        光傳送網的智能控制的智能控制層協(xié)議,主要是基于GMPLS控制協(xié)議、基于PCE協(xié)議的轉發(fā)統(tǒng)一控制與優(yōu)化、基于OpenFlow系列協(xié)議及其擴展協(xié)議。

        SDN是一種新型的網絡架構,旨在將網絡的控制平面與轉發(fā)平面進行分離,并對底層網絡進行虛擬化,實現可編程化控制。其解耦的優(yōu)勢在于,控制與轉發(fā)分離(控制平面和轉發(fā)平面分離,轉發(fā)設備可以專注轉發(fā)而更簡單,控制平面具有靈活性和創(chuàng)新性);集約優(yōu)勢在于,集中控制(控制的集中化可以簡化網絡運行管理,提高業(yè)務配置速度,并有利于實現網絡的快速升級和創(chuàng)新);開放性在于,開放的API(通過開放的API,提供可編程的客戶定制化的網絡業(yè)務)。

        一個具有代表性的SDN應用于數據中心廣域聯(lián)網的案例就是谷歌的例子。它能夠提高帶寬利用率,提高鏈路的可用性,降低網絡成本,簡化運維難度,并提高網絡的可擴展性。

        基于SDN的分組移動回傳網虛擬化技術可以簡化網絡,降低業(yè)務發(fā)放難度,提高網絡利用率,以較低的成本滿足未來發(fā)展的需求。接入層設備的虛擬化,能夠使配置簡化,大大降低了設備的運維難度,并增強組網的靈活性,靈活適配多種接入網的組網方案,還具有故障自愈能力,使得接入網虛擬化具有故障自愈、自定位的能力。

        全網設備虛擬化采用統(tǒng)一控制,全網從邏輯上虛擬成一臺設備,控制面集中,實現網絡統(tǒng)一控制管理。并采用資源協(xié)作的方式,從全網角度建立全局優(yōu)化路徑,提高網絡資源利用率,實現網絡流量的統(tǒng)一疏導優(yōu)化。

        軟件定義光傳送網(SD-OTN)是指,利用可編程傳送控制器實現光網可編程化以及資源虛擬化,從而為不同應用提供高效、靈活、開放的網絡服務。需要靈活可變的光、電功能模塊,可編程的光系統(tǒng),支持OpenFlow標準控制接口,提供開放API。光傳送網控制器,是網絡的控制中心,負責控制、高度和管理,并且提供軟件編程能力。

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