阿朗AON睿智光網(wǎng)絡：超越光 引領云
來源：C114
摘要： 最近，基于云模式的靈活的業(yè)務需求又為光傳輸網(wǎng)絡帶來了新的挑戰(zhàn)：更高的網(wǎng)絡靈活性和自動性來動態(tài)分配網(wǎng)絡資源以響應高層應用的需求。阿爾卡特朗訊AON睿智光網(wǎng)絡能夠使得IT和運營商在征服這些挑戰(zhàn)的同時加速部署云業(yè)務、移動業(yè)務和視頻密集型業(yè)務。
Abstract：
Key words :
自從數(shù)據(jù)業(yè)務和互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)后，連續(xù)數(shù)十年，無休無止的網(wǎng)絡流量增長促使光傳輸網(wǎng)絡發(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)務需求又為光傳輸網(wǎng)絡帶來了新的挑戰(zhàn)：更高的網(wǎng)絡靈活性和自動性來動態(tài)分配網(wǎng)絡資源以響應高層應用的需求。阿爾卡特朗訊AON睿智光網(wǎng)絡能夠使得IT和運營商在征服這些挑戰(zhàn)的同時加速部署云業(yè)務、移動業(yè)務和視頻密集型業(yè)務。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)絡和多層業(yè)務交換能力融合在一個統(tǒng)一平臺上，該網(wǎng)絡能過滿足各種組網(wǎng)要求和應用環(huán)境；而集中或分布式的網(wǎng)絡智能和虛擬能夠保證網(wǎng)絡實時適應甚至預判各類新興業(yè)務的動態(tài)需求。不僅僅是作為傳輸資源，還是云基礎設施中實現(xiàn)最終用戶和云端應用和內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)絡都能夠讓運營商充分發(fā)掘其傳輸網(wǎng)絡的潛力。阿朗AON睿智光網(wǎng)絡，超越光，引領云！
新挑戰(zhàn)：承載云業(yè)務
在今天的高移動、即刻連接和時刻在線的用戶環(huán)境下，云端的應用和內容都要以按需分配的方式傳輸給多個最終用戶。因此，光傳輸網(wǎng)絡在帶寬變得更具擴展性的同時，必須在帶寬的分配方式上變得更具靈活性和可消費性，而后者恰恰是云業(yè)務的特質優(yōu)勢和需求。運營商需要構建具有以下特質的光傳輸網(wǎng)絡來承載云業(yè)務。
高擴展性
光電技術的重大發(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技術小型化和數(shù)模轉換取樣速率以及綜合調制模式的引進使得在更小體積和功耗上實現(xiàn)更高的帶寬擴展性成為可能，而掌握這些新興技術的協(xié)同作用今天就能夠：
以單波道100G實現(xiàn)8.8Tbps的超級網(wǎng)絡容量，并實現(xiàn)200G，400G以及超400G的平滑演進
避免光纖資源的提前耗盡或光傳輸設備的疊加
使得運營模式得到極大的簡化和流水化以應對網(wǎng)絡流量的增長
實現(xiàn)T比特級多層交換組網(wǎng)滿足云業(yè)務的承載需求
除了高擴展性，未來的光傳輸網(wǎng)絡還需要變得更加靈活來應對不可預知的動態(tài)流量。它需要能夠遠程對客戶端口進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、服務水平協(xié)議（SLA）等動態(tài)配置業(yè)務路由。此外，未來的光傳輸網(wǎng)絡還需更具自動化，包括自我監(jiān)控、自我診斷、自我修復、自我恢復、自我優(yōu)化、以及更加具有自我意識。通過引入更多的網(wǎng)絡智能，更具自動化的光傳輸網(wǎng)絡更夠變得更具靈活性進而成為實現(xiàn)云承載的關鍵因素。
高多樣性
能夠在任意方向和任意顏色實時熟練的操控波長能夠使得在云時代部署各類新興業(yè)務時獲得無可比擬的靈活性。當前的ROADM技術可謂是具有可配置性和靈活性，但仍然缺乏完全的方向獨立性來實現(xiàn)網(wǎng)絡基礎設施的虛擬化。而現(xiàn)在，像是無色無向無競爭的靈活光譜ROADM （CDC-F ROADM）網(wǎng)絡技術日趨完善能夠使得未來的光傳輸網(wǎng)絡變成真正的云承載網(wǎng)絡。
一個能夠快速相應各類業(yè)務和應用的靈活的光傳輸平臺能夠：
通過靈活的資源分配來響應云業(yè)務的動態(tài)需求
通過網(wǎng)絡資源虛擬化來簡化網(wǎng)絡控制，從而從復雜的細節(jié)中讓運營商獲得解放
實現(xiàn)網(wǎng)絡彈性控制，從而實時適配動態(tài)網(wǎng)絡需求并重新分配網(wǎng)絡資源
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：
在多個網(wǎng)絡層面強化SLA業(yè)務屬性并優(yōu)先采取措施保證SLA屬性
在沒有人為干預的情況下快速部署并保障業(yè)務
在網(wǎng)絡故障發(fā)生前對其進行預判和避免
以集中管理的方式實施基于網(wǎng)絡運營中心的生命周期管理方式，從規(guī)劃到部署到運維
在過去，傳輸網(wǎng)絡只有少量的嵌入式控制節(jié)點，網(wǎng)絡自身一般靜態(tài)的。業(yè)務變更需要手動干預，因此造成了回收成本慢、運營成本高的問題。隨著時間的推移，設備供應商意識到運營商在高動態(tài)性上的需求，通過為各個獨立的網(wǎng)絡層面添加控制平面來增加傳輸網(wǎng)絡的自動性和靈活性。
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營成本。然而，各個網(wǎng)絡層面上的互相獨立的運營模式意味著運營成本并未通過跨層協(xié)同作用實現(xiàn)完全優(yōu)化。今天，最新的創(chuàng)新技術有希望部署更具自動化和靈活性的傳輸網(wǎng)絡。跨層控制平面和跨層網(wǎng)絡管理能夠實現(xiàn)統(tǒng)一的運營模式并以最低的TCO達到最短的成本回收周期。
阿爾卡特朗訊AON睿智光網(wǎng)絡融合了上面所有的技術從而實現(xiàn)具有高擴展性、高多樣性和高動態(tài)性的100G和超100G光傳輸網(wǎng)絡。它包括以下三個重要組成部分：
高管理的AON睿智光網(wǎng)絡
多層業(yè)務交換的AON睿智光網(wǎng)絡
智能的AON睿智光網(wǎng)絡
圖形1：云業(yè)務時代的阿爾卡特朗訊AON睿智光網(wǎng)絡
高管理性的AON睿智光網(wǎng)絡
高管理的AON睿智光網(wǎng)絡意味著光波能夠支持高效、智能、全面組網(wǎng)的光傳輸基礎設施。當使用100G，200G和400G線路側光波能力時，它可以提供引人注目的經(jīng)濟性和可擴展性。基于阿爾卡特朗訊400G光業(yè)務引擎（PSE），這些線路側光波可以展現(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)絡的傳輸性能。建立在貝爾實驗室自主研發(fā)的基礎上，該引擎是為阿朗1830 PSS光子業(yè)務交換機專門設計的，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33%額外數(shù)量的光波。
光層OAM
隨著網(wǎng)絡承載的關鍵業(yè)務和對延遲敏感業(yè)務越來越多，在靠近物理層的地方嵌入監(jiān)測點變得越發(fā)重要。
作為阿朗波分復用系統(tǒng)中獨特的OAM功能，波長追蹤技術（Wavelength Tracker）可以實現(xiàn)光波業(yè)務部署、開啟和檢測的自動化。通過加入實時管理信號，它可以在不終止或再生光波的情況下實現(xiàn)對每一光波業(yè)務的識別和偵測。該技術能夠為運營商提供整個網(wǎng)絡任何節(jié)點所有光波業(yè)務的綜合視圖，迅速每一光波業(yè)務進行實時追蹤，故障隔離，性能檢測和報警關聯(lián)。
靈活的光交換
長久以來ROADM就能通過遠程配置的方式實現(xiàn)上/下/直通光波業(yè)務。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用器上，不能支持別的方向。再次，如果同一方向上的兩個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標準。
這些限制可由無色無向無競爭的靈活光譜ROADM （CDC-F ROADM）技術解決。即使到今天，為了同時實現(xiàn)對無色無向和無光譜競爭的支持，廠商們不得不對在WSS的擴展性、功能和成本上做出妥協(xié)。幸運的是，最新一代的WSS設備能夠在有效降低成本的情況實現(xiàn)CDC-F ROADM架構，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： 100G和超100G光層組網(wǎng)
多層業(yè)務交換的AON睿智光網(wǎng)絡
云業(yè)務一般由數(shù)據(jù)包的形式交付給最終用戶。因為阿朗AON睿智光網(wǎng)絡把光交換、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)務在實現(xiàn)最終用戶和云端應用和內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。數(shù)據(jù)交換能夠以原生態(tài)方式（比如以太網(wǎng)）為應用層的數(shù)據(jù)業(yè)務提供匯聚和梳理。電層交換（包括OTN和SDH/SONET）可以實現(xiàn)光波帶寬的利用效率的最大化，支持運營商級別的高可靠性和高性能，并與現(xiàn)存的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)進行無縫互操作。同時，光交換能夠在最低功耗下為高速光傳輸提供堅實的基礎。
光層交換板卡（Muxponders和Transponders）
并非所有的業(yè)務需要速率和協(xié)議的相互獨立性，因此運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)務的發(fā)送地和接收地一致的時候，這種情況就變得越加明顯。因為并非每個客戶業(yè)務都需要電層（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，可以實現(xiàn)相當可觀的成本節(jié)省。
電層交換OTN
作為一種綜合性技術，OTN可以在任意電層光層，或者兩層同時提供業(yè)務交換和梳理功能。它為承載從1G到100G的數(shù)據(jù)包業(yè)務提供適配和梳理。電層的ODU支持任意顆粒客戶業(yè)務的交換并實現(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)務一般通過簡單的VLAN或OTN梳理后進行點對點透傳。這種方式能夠滿足大多數(shù)EPL和EVPL數(shù)據(jù)業(yè)務的要求。只有在必要時，通過第三方的路由器或交換機實現(xiàn)二層組網(wǎng)功能。但是，如果需要支持更先進的多點業(yè)務就需要考慮把數(shù)據(jù)交換集成到波分復用系統(tǒng)上實施二層組網(wǎng)。通過把數(shù)據(jù)交換集成到波分復用系統(tǒng)上，不但可以實現(xiàn)對多源業(yè)務的匯聚并支持ELAN和E-Tree業(yè)務，還可以提供運營商級的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)務交換機上。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)務的光傳輸。此外，因為建立已經(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解決方案一起為運營商提供一個統(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)濟性的層面承載和梳理業(yè)務
智能的AON睿智光網(wǎng)絡
今天的網(wǎng)絡智能需要作為光傳輸網(wǎng)絡生命管理周期的一部分融入到日常使用中。同時，具有優(yōu)化和自動化功能的網(wǎng)絡規(guī)劃和設計工具可以在沒有人為干預的前提下進行實時決策。
具有優(yōu)化和自動化能力的網(wǎng)絡規(guī)劃和工程工具
和一般的OTN交換機只有4Tbps或者8Tbps的交換能力相比，WSS的交換能力高達70.4Tbps（包括8個方向上88個高達100G的光波），因此能夠有效的進行業(yè)務匯聚和梳理就變得至關重要。多層網(wǎng)絡設計和優(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)務匯聚和梳理的業(yè)務可以直傳過電交叉矩陣。這樣一來不但降低了成本，還可以實現(xiàn)帶寬利用效率的最大化。此外，多層設計和優(yōu)化還可以保證業(yè)務在滿足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)絡的生命周期。
精確、實時、自治和普遍的網(wǎng)絡檢測
100G組網(wǎng)需要依靠網(wǎng)絡監(jiān)測，因為它能更好的幫助運營商了解傳輸網(wǎng)絡的性能。光OAM包括對光能、信噪比和延遲等在內的各種變量的監(jiān)測。光能監(jiān)測可以為端到端光業(yè)務路徑上的單一光波或一組光波進行具有持續(xù)性、自治性和自動性的光能平衡。光網(wǎng)絡監(jiān)測也可以與光波上的承載的業(yè)務進行關聯(lián)，從而保障業(yè)務傳輸質量。
在把業(yè)務映射到ODU容器過程中，可以通過分類和驗證實現(xiàn)對G比特級顆粒的客戶業(yè)務SLA的保證，然后通過控制平面智能擴展到T比特級。對一層和二層業(yè)務的監(jiān)測包括誤碼率、幀丟失和延遲等。在人為或者沒有認為干涉的情況下，控制平面能都夠通過配置對網(wǎng)絡故障和信號下降作出自動反應。
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）有關的預定義和預配置屬性，從而讓更高層的OTN或電層在部署業(yè)務時獲取光層信息。這種跨層感知和關聯(lián)可以強化SLA并提升網(wǎng)絡可靠性。最后，跨層智能控制平面也能幫助運營商通過強化SLA來實現(xiàn)業(yè)務差異化。通過在數(shù)據(jù)交換、光層和電層實施業(yè)務恢復的跨層協(xié)調，不同客戶業(yè)務的SLA就可以在最經(jīng)濟的層面得到全面保障。未來與數(shù)據(jù)交換層的集成和關聯(lián)可以繼續(xù)強化提供業(yè)務的可靠性。
圖形4： 網(wǎng)絡智能：加速業(yè)務部署并實現(xiàn)運營自動化
AON睿智光網(wǎng)絡：超越光，引領云
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)務只是其中的一小部分；視頻媒體點播業(yè)務（VoD）由于其便捷性和個性化成為視頻業(yè)務的常態(tài)。同時，越來越多的智能設備被連接到網(wǎng)絡；這些設備的應用性通常可由使用的帶寬來定義。在這個云業(yè)務興起的時代，更多帶寬又將以容易消費和動態(tài)的方式分配。這些趨勢將會對光傳輸網(wǎng)絡施加一系列影響，包括在SLA、可靠性、QoS和安全性等。
不僅僅是作為傳輸資源，還是云基礎設施中實現(xiàn)最終用戶和云端應用和內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)絡都能夠讓運營商充分發(fā)掘其傳輸網(wǎng)絡的潛力。阿朗AON睿智光網(wǎng)絡，超越光，引領云！
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