近年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商一直嚴(yán)重依賴(lài)基于ROADM的光傳送設(shè)備，利用固定的點(diǎn)到點(diǎn)WDN聯(lián)接、利用10G波長(zhǎng)在整個(gè)城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)中匯聚及傳送客戶(hù)端業(yè)務(wù)。如果這些網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)精細(xì)的設(shè)計(jì)規(guī)劃，也可以合理、有效地利用現(xiàn)有的光譜。通常，會(huì)采用Transponder收發(fā)器來(lái)將帶寬相當(dāng)于WDM線速率的客戶(hù)端業(yè)務(wù)(例如，10GE或OC-192/STM-64客戶(hù)端業(yè)務(wù))映射到10G波長(zhǎng)上，而Muxponder復(fù)用轉(zhuǎn)發(fā)器則用來(lái)將Sub-10G業(yè)務(wù)(如GE、OC-3/12/48、STM-1/4/16客戶(hù)端)匯聚到10G波長(zhǎng)以便傳送。由于2013年10G業(yè)務(wù)占據(jù)了接入光網(wǎng)絡(luò)端口的50%強(qiáng)，平均業(yè)務(wù)速率非常接近WDM的線速，因此現(xiàn)有光網(wǎng)絡(luò)帶寬可以得到有效利用。

帶寬利用欠佳

盡管預(yù)見(jiàn)到網(wǎng)絡(luò)帶寬需求將會(huì)暴增，接入光網(wǎng)絡(luò)的客戶(hù)端口速率的整體狀況并不可能發(fā)生顯著變化。甚至到2017年，10Gbit/s或更低的端到端管理的業(yè)務(wù)還是會(huì)占據(jù)光傳送網(wǎng)絡(luò)超過(guò)95%的接入端口。向100G DWDM波長(zhǎng)過(guò)渡在客戶(hù)端業(yè)務(wù)與WDM上聯(lián)端口之間造成了大量的速率不匹配/不連續(xù)的問(wèn)題，從而產(chǎn)生了大量低效使用的光帶寬。

復(fù)用轉(zhuǎn)發(fā)器是一種靜態(tài)解決方案，其中客戶(hù)端口與某一固定WDM線端口，即某個(gè)特定波長(zhǎng)相關(guān)聯(lián)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)需求都平等均衡、固定不變時(shí)，該方案效果不錯(cuò)。但在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)部署中，業(yè)務(wù)不斷演進(jìn)，節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)需求在組合及分布兩方面均變化莫測(cè)。對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商而言，避免其價(jià)值不菲的DWDM網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)光帶寬利用不足就成了一個(gè)運(yùn)營(yíng)上的難點(diǎn)。

舉例而言，如果WDM或ROADM網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)局端(CO)節(jié)點(diǎn)需要增加30G的新10G業(yè)務(wù)，而節(jié)點(diǎn)上所有可用的客戶(hù)端口均已耗盡，那么，電信運(yùn)營(yíng)商只有兩種選擇：

1. 部署背對(duì)背的Muxponder復(fù)用轉(zhuǎn)發(fā)器來(lái)解復(fù)用至多70G的透?jìng)鞴饬髁?，將其與新的30G客戶(hù)端業(yè)務(wù)一起匯聚到100G波長(zhǎng)上。

背靠背復(fù)用轉(zhuǎn)發(fā)器

2. 部署一個(gè)只利用了30%的新100G波長(zhǎng)。

未能充分利用的100G帶寬

***種情況下可用的100G光帶寬可以得到更好利用，但設(shè)備開(kāi)銷(xiāo)更大，也引入了額外的麻煩，比如端到端的鏈接延遲?？紤]到新的云服務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求本質(zhì)上動(dòng)態(tài)性強(qiáng)，如何有效規(guī)劃與管理該方案也***挑戰(zhàn)性。

第二種情況雖然管理和部署起來(lái)比較容易，卻需要運(yùn)營(yíng)商新增加100G波長(zhǎng)，因而消耗了寶貴的光譜資源，如果可用的光纖對(duì)在該節(jié)點(diǎn)已然耗盡，則可能造成光纖設(shè)施CAPEX的增加。由于在部署時(shí)，新的帶寬只有30%用得到，該方案還導(dǎo)致了大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬閑置。

從操作層面來(lái)看，兩種方案均不理想?？蛻?hù)端業(yè)務(wù)不光是綁定了一個(gè)特定的上聯(lián)波長(zhǎng)，而且，由于基于ROADM的網(wǎng)絡(luò)只能按整波長(zhǎng)進(jìn)行交換，業(yè)務(wù)層面的任何網(wǎng)絡(luò)配置，如客戶(hù)端重新路由或網(wǎng)絡(luò)重新優(yōu)化等情況下，運(yùn)營(yíng)商都必須要派遣技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)進(jìn)行。云服務(wù)和數(shù)據(jù)中心互聯(lián)在帶寬需求方面動(dòng)態(tài)性尤其強(qiáng)烈，因此采用點(diǎn)到點(diǎn)的傳送設(shè)施很有難度。

由于光容量及CAPEX兩者均價(jià)值高昂，許多運(yùn)營(yíng)商正在尋求適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)應(yīng)對(duì)當(dāng)前的局限。

讓100G切實(shí)可行的技術(shù)： OTN交換

與上一代基于SONET/SDH傳送協(xié)議的物理層光互聯(lián)技術(shù)相仿，OTN交換也定義為數(shù)字傳送容器的交叉互聯(lián)，亦名為光傳送數(shù)字單元(ODUk)，遵守G.709光傳送網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)復(fù)用層級(jí)。根據(jù)這些傳送容器承載的業(yè)務(wù)負(fù)荷不同，其速率也變化不一，范圍從100Gbit/s(ODU4)到1Gbit/s(ODU0)不等。

基于OTN交換的網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)基于Muxponder的構(gòu)架的不同點(diǎn)在于其提供了：

處理子波長(zhǎng)客戶(hù)端流量的支持，以及在網(wǎng)元上對(duì)客戶(hù)端業(yè)務(wù)及WDM上聯(lián)端口進(jìn)行物理隔離。

通常，OTN交換支持按照G.709標(biāo)準(zhǔn)中指定的最小粒度(也就是1Gbit/s)進(jìn)行流量處理與匯聚，這樣一來(lái)，網(wǎng)絡(luò)中的中間節(jié)點(diǎn)能以遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于WDM線速率的粒度來(lái)增加或去除客戶(hù)端流量。

此外，該子波長(zhǎng)處理由一個(gè)集中式的電交叉矩陣來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中任一客戶(hù)端線卡上的任意客戶(hù)端口都可以路由到系統(tǒng)中任何一個(gè)可用的WDM線路端口。與基于Muxponder復(fù)用轉(zhuǎn)發(fā)器的解決方案不同的是，將客戶(hù)端與WDM線路端接口物理上分隔開(kāi)來(lái)，就可以將部署新客戶(hù)端口所需的費(fèi)用與部署更加昂貴的WDM線路端口的費(fèi)用脫鉤?？蛻?hù)端業(yè)務(wù)不再與特定波長(zhǎng)綁定，這一點(diǎn)在支持不斷演進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)特別重要。

從運(yùn)營(yíng)商的角度來(lái)看，100G網(wǎng)絡(luò)中采用OTN交換帶來(lái)了下列顯著的好處：

● 提升了CAPEX效率

● 降低了OPEX、服務(wù)速度更快

● 提高了網(wǎng)絡(luò)彈性

● 靈活的”隨增隨付”服務(wù)#p#

提升CAPEX效率

部署30G的新業(yè)務(wù)可以簡(jiǎn)單到在此節(jié)點(diǎn)上增加30G用戶(hù)端口。這些用戶(hù)流量可以與現(xiàn)有客戶(hù)端的流量一起匯聚到恰當(dāng)?shù)?00G WDM上聯(lián)線卡，***化地利用現(xiàn)有的光纖資源。共享波長(zhǎng)中的客戶(hù)端信號(hào)不需要定向到某個(gè)公用節(jié)點(diǎn)——只要信號(hào)可以通過(guò)一定途徑轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。結(jié)果在基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備上的CAPEX開(kāi)銷(xiāo)可以比基于Muxponder復(fù)用轉(zhuǎn)發(fā)器的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)要低超過(guò)35%。大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)建模研究的結(jié)論指出，在網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點(diǎn)采用OTN交換來(lái)處理及匯聚子波長(zhǎng)流量可以將波長(zhǎng)利用率提升250%。

尤其在城域網(wǎng)中，傳送網(wǎng)方面投資更多的考量是出于降低每比特成本的需要。隨著10G光學(xué)器件的價(jià)格持續(xù)回落，低效利用的100G帶寬無(wú)法提供比10G更優(yōu)的成本。通過(guò)大幅度提高100G波長(zhǎng)的利用率，OTN交換即成為了在城域網(wǎng)中大規(guī)模部署100G的關(guān)鍵所在。

降低OPEX &提升業(yè)務(wù)速度

從運(yùn)營(yíng)的角度來(lái)看，OTN交換大大簡(jiǎn)化了業(yè)務(wù)部署與管理，可以動(dòng)態(tài)地將客戶(hù)端業(yè)務(wù)分配到任何可用100G波長(zhǎng)上去，這就意味著業(yè)務(wù)的增刪及重新分配不再需要在中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行人工干預(yù);相反，可以通過(guò)OTN交換配置來(lái)遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)。結(jié)果不僅大大節(jié)省了OPEX開(kāi)支，也讓網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商得以快速在高價(jià)值的差異性業(yè)務(wù)上實(shí)現(xiàn)盈利。

改善網(wǎng)絡(luò)彈性

子波長(zhǎng)處理及動(dòng)態(tài)分配客戶(hù)端到WDM上聯(lián)端口的能力也讓網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可以采用連接度更高的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。相比基于ROADM的網(wǎng)絡(luò)而言，這樣的架構(gòu)具有更快的故障修復(fù)能力。在OTN交換網(wǎng)絡(luò)中，監(jiān)測(cè)及保護(hù)在業(yè)務(wù)層實(shí)現(xiàn)，而不是光層，因此對(duì)于全光保護(hù)機(jī)制而言必不可少，并且出現(xiàn)故障時(shí)，不再需要耗時(shí)、繁復(fù)的光路計(jì)算及調(diào)制過(guò)程，從而將故障修復(fù)時(shí)間縮短了10倍甚至更多，從而實(shí)現(xiàn)了堅(jiān)固可靠的電信級(jí)網(wǎng)絡(luò)，并顯著改善了QoS。

“隨增隨付”的業(yè)務(wù)靈活度

***一點(diǎn)，相比固定的點(diǎn)到點(diǎn)WDM架構(gòu)，OTN交換能夠?qū)⒖蛻?hù)端口與WDM線端口分離開(kāi)并單獨(dú)升級(jí)，讓網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商得以減少與新客戶(hù)端業(yè)務(wù)相關(guān)的資本支出。

舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，某網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商有一項(xiàng)新要求，需要支持來(lái)自某新興數(shù)據(jù)中心客戶(hù)的高價(jià)值服務(wù)，該客戶(hù)需要16G Fiber Channel客戶(hù)端業(yè)務(wù)。在基于Muxponder(復(fù)用轉(zhuǎn)發(fā)器)的網(wǎng)絡(luò)中，如果現(xiàn)有的復(fù)用轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)備不支持16G Fiber Channel客戶(hù)端業(yè)務(wù)，則該網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商不僅需要購(gòu)置新的100G設(shè)備，包括在客戶(hù)端及100G相干光器件上支出，還必須要部署一個(gè)新的100G波長(zhǎng)來(lái)支持該業(yè)務(wù)。與之相反，在基于OTN交換的網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可以“隨增隨付”，只需要部署一款支持16G Fiber Channel的新客戶(hù)端線卡即可。新客戶(hù)端業(yè)務(wù)還可以加到任何線路端口上——只要該端口容量足夠，也可以在任意時(shí)刻移至任意不同線路端口。對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商而言，這就意味著***的業(yè)務(wù)靈活度，而靈活度這個(gè)因素在傳送網(wǎng)業(yè)務(wù)向數(shù)據(jù)中心及云市場(chǎng)轉(zhuǎn)移的初始階段尤其重要，因?yàn)榘葱杼峁┑膭?dòng)態(tài)帶寬至關(guān)重要。

全球的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商對(duì)這些優(yōu)勢(shì)均予以認(rèn)可，并在中國(guó)、歐洲及北美等地全面部署了OTN交換的平臺(tái)。事實(shí)上，近期Infonetics進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查表明，采訪中86%的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商要么是已經(jīng)、要么是正準(zhǔn)備在其城域網(wǎng)和核心傳送網(wǎng)絡(luò)中部署OTN交換。

城域網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的需求

城域網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)在于不僅需要支持和管理舊有的傳送業(yè)務(wù)，還要支持新興的分組業(yè)務(wù)。在城域網(wǎng)中，以太網(wǎng)業(yè)務(wù)是規(guī)模***、增長(zhǎng)最迅速的業(yè)務(wù)種類(lèi)，不論是3G/4G移動(dòng)回傳、企業(yè)專(zhuān)線還是數(shù)據(jù)中心互聯(lián)。為了達(dá)到設(shè)備及運(yùn)營(yíng)開(kāi)銷(xiāo)方面的高效性，城域網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商一直在尋找一個(gè)平臺(tái)，既能將電信級(jí)以太網(wǎng)與現(xiàn)有傳送業(yè)務(wù)融合到一個(gè)公共的基礎(chǔ)設(shè)施上，也能提供分組調(diào)節(jié)及匯聚的功能，從而***化地利用底層的光纖網(wǎng)絡(luò)。更進(jìn)一步，由于GMPLS、ASON以及現(xiàn)在的SDN在網(wǎng)絡(luò)控制平面上實(shí)現(xiàn)了真正的多層匯聚，匯聚的多層平臺(tái)這個(gè)理念變得更加切實(shí)可行了。結(jié)果，一類(lèi)名為OTP分組光傳送平臺(tái)的嶄新城域網(wǎng)設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。

從功能上講，P-OTN分組光傳送平臺(tái)(也稱(chēng)P-OTP或OTP)在單個(gè)平臺(tái)上提供了以太網(wǎng)/MPLS及OTN交換的功能，降低了設(shè)備開(kāi)支，使得分組業(yè)務(wù)梳理及匯聚操作可以在業(yè)務(wù)映射到傳送設(shè)施之前進(jìn)行，從而提升了光設(shè)施的效率。

P-OTN與OTN交換平臺(tái)的不同點(diǎn)在于：

增加了全面的分組業(yè)務(wù)支持，包括集中化的以太網(wǎng)/MPLS交換及匯聚，QoS，電信以太網(wǎng)OAM和同步功能等;

支持將原生分組和OTN流量同時(shí)且集中式地交換到任何可用的100G WDM線端口。

將這些功能與現(xiàn)有的傳送功能相結(jié)合，對(duì)P-OTN提出了三項(xiàng)新的架構(gòu)要求：

1. WDM上聯(lián)卡必須要能從中心的交換矩陣中處理和梳理OTN及分組流量。通常稱(chēng)之為混合式上聯(lián)線卡。PMC在OTN處理芯片方面近期取得的進(jìn)展促成了該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。 

P-OTP/P-OTN混合分組及OTN上聯(lián)卡

2. 線卡必須要支持單個(gè)分組流映射到靈活的由ODUflex定義的OTN傳送容器中，幫助運(yùn)營(yíng)商在全網(wǎng)實(shí)現(xiàn)***效的傳送及子速率的分組業(yè)務(wù)。

3. 為了便于實(shí)現(xiàn)新興點(diǎn)播類(lèi)業(yè)務(wù)(如數(shù)據(jù)中心驅(qū)動(dòng)的分組流量等)的動(dòng)態(tài)帶寬，上聯(lián)卡和客戶(hù)端線卡必須要能以無(wú)鍵擊的方式、采用ITU 的G.hao/G.7044協(xié)議重新調(diào)整容器的大小。

在整個(gè)機(jī)架的所有線卡上采用一個(gè)傳送平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)匯聚、梳理及處理分組和OTN流量，這樣的平臺(tái)本身就是一個(gè)非常強(qiáng)有力的工具，可以***化地利用昂貴的100G帶寬。與此同時(shí)，將二層交換、一層交換和DWDM傳送功能匯集到單個(gè)傳送平臺(tái)上顯然也大大縮減了總體設(shè)備開(kāi)支。

PMC DIGI 120G:創(chuàng)新的OTN處理技術(shù)，適應(yīng)中國(guó)網(wǎng)絡(luò)需求

DIGI 120G是 PMC提供的功能強(qiáng)大的OTN處理器，由于它提供了OTN交換和P-OTN平臺(tái)所必須的功能，因而對(duì)于實(shí)現(xiàn)靈活且彈性高效的100G OTN傳送網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要。作為業(yè)界首款全通道化的120G OTN處理器，DIGI 120G實(shí)現(xiàn)了OTN交換所需的高容量且由交換矩陣連接的線卡。此外，作為業(yè)界唯一支持同時(shí)處理和梳理分組及OTN客戶(hù)端流量的OTN處理器，DIGI 120G是OEM得以構(gòu)建混合WDM線卡的唯一解決方案，這對(duì)分組光傳送平臺(tái)是至關(guān)重要的構(gòu)建模塊。

PMC的 DIGI 120G: 助力實(shí)現(xiàn)混合式P-OTP/P-OTN分組及OTN線卡

進(jìn)一步而言，DIGI 120G是助力實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)及無(wú)鍵擊分組流量擴(kuò)展的業(yè)界首款OTN處理器，使得分組光傳送的平臺(tái)在處理新興高附加值、以分組為核心的業(yè)務(wù)時(shí)可以達(dá)到***化。

有了DIGI 120G，OEM可以在單個(gè)軟硬件投資的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出一整套用于P-OTPs/P-OTN的設(shè)備方案——從高密度的10G/40G/100G多業(yè)務(wù)用戶(hù)卡到10G/40G/100G混合WDM線卡等均可實(shí)現(xiàn)。

為了應(yīng)對(duì)“大數(shù)據(jù)”現(xiàn)象導(dǎo)致的城域網(wǎng)及骨干網(wǎng)的帶寬需求猛增的問(wèn)題，全球的電信運(yùn)營(yíng)商對(duì)于采用100G光傳送技術(shù)有著高度共識(shí)。采用OTN交換的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)最為有效地利用了底層光纖設(shè)施，增加了100G網(wǎng)絡(luò)的靈活度及彈性，同時(shí)還顯著降低了CAPEX及OPEX。新興的P-OTP/P-OTN光傳送設(shè)備結(jié)合了OTN及分組交換的兩方面功能，勢(shì)必帶來(lái)更高的網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)效率，同時(shí)，也讓網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商得以便利地實(shí)現(xiàn)在快速增長(zhǎng)的云和數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)中特有的動(dòng)態(tài)、基于分組的業(yè)務(wù)。PMC的DIGI 120G***的OTN交換芯片的創(chuàng)新是一項(xiàng)核心的技術(shù)創(chuàng)新，充分體現(xiàn)了各個(gè)角度的需求，可實(shí)現(xiàn)混合的WDM線卡，以提供高效和面向未來(lái)的功能，使得100G在光網(wǎng)絡(luò)中的大規(guī)模部署經(jīng)濟(jì)可行，并最終成為了現(xiàn)實(shí)。