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面向云网融合的光网络发展

  【IT168评论】昨日,“2021中国云网智联大会”在北京圆满落幕。在“云光一体”分会场上,中国信息通信研究院技术与标准研究所宽带网络研究部主任工程师徐云斌发表了《面向云网融合的光网络发展》的主题演讲。

  ▲中国信息通信研究院技术与标准研究所宽带网络研究部主任工程师 徐云斌

  (一)新需求驱动云网融合发展

  众所周知,新基建是推动中国数字经济高速发展的重要动力,产业的数字化转型造就了”千行百业”入云,催生了多样化的承载需求,二者共同促进云网融合。

  据中国信通院发布的《云计算发展白皮书(2020年)》报告显示,2020年中国私有云市场规模达791亿元,较2019年增长22.6%,预计未来几年将保持稳定增长,到2023年市场规模将接近1500亿元。

  一时间,云业务、云服务成为电信运营商关注的重点。在电信运营商转型过程中,关注技术创新以及在业务形态、商业模式、服务模式的探索。

  政务云统一化带来云间互联需求,要求带宽提速;工业数据协同传输,上传到工厂边缘云,多云协同处理;金融行业全面云化,要求带宽提速、灵活组网、一跳接入;电力行业需要多种颗粒承载,时延稳定可靠。

  医疗数据传输要求提供弹性大带宽,安全、可靠、低时延、可视可管;安防监控高清视频回传要求大带宽、物理隔离、高安全;直播教学要求低时延,潮汐效应要求带宽弹性;游戏用户并发要求高入云带宽,服务器入云需云间互联。

  总的来说,底层网络需要提供多样化承载能力,包括:大带宽、低时延、高可靠、安全隔离、带宽随需、可管可视等,从而来支撑云网进一步的深度融合。

  面向云光融合的全光底座特征明显。

  ●大带宽:超大容量链路/节点、超高速率模块。

  ●多业务承载:2M-100G多颗粒业务接入。

  ●时延保障:一跳入云,光层隧道保障低时延。

  ●开放解耦:光层开放互联,开放南北向接口。

  ●灵活可控:业务快速部署,带宽随需调整。

  ●智慧运维:网络健康度评估,故障定位分析。

  (二)云光融合技术发展特性

  以DC为中心构建光网络,多粒度的刚性和弹性管道方式,实现云网互联。云光融合提供一体化服务,服开系统接收客户订单,云网协同实现端到端业务编排,传送网北向接口支持快速业务开通。

  云网协同保障业务可用率,端到端可用率及时延保障,并提供定制化的增值服务。光层管道一跳入云,提供稳定低时延保障。

  在大带宽层面,国外多个标准化组织竞相开展800G技术研究。

  IEEE 802.3以太网工作组下设Beyond 400Gb/s Ethernet Study Group,计划制定基于现有以太网速率物理层规范的超400G规范(4月初已投票通过近期速率聚焦800G)。

  OIF启动800G Coherent and Co-packaging Framework IA课题,计划制定应用于校园网和数据中心场景的800G协议。2020年CIOE上新成立的国际化标准组织IPEC,下设的物理层规范工作组启动了800G项目。

  在多业务承载层面,高品质业务推动多粒度灵活承载。

  OSU(光业务单元)层网络架构,基于净荷块(PB)灵活支持小颗粒分组和CBR业务,支持2M等小颗粒业务平滑演进到Gb/s大管道,支持无损带宽调整,带宽平滑升级,简化开销和业务配置,灵活管控。

  在时延保障层面,光层组网,城域下沉趋势明显。

  网络扁平化,以业务量为依据,减少汇聚节点,减少汇聚层次,注重低时延业务需求(设备下移)&降成本(云化/DC化)。网络Mesh化,构建以DC为中心的网络,业务从多跳模式到实现一跳直达。网络立体化,大流量节点构建立体平面,解决瓶颈链拥塞,满足业务快速发放的需求。

  全光交换成为解决超大容量交换的主用途径,基于ROADM的光交换技术已经在运营商干线网规模应用。网络架构从点到点到网状网。节点架构从分离器件到集中式,交换维度也从5维/9维向32维,以及更高维度方向发展。

  (三)云光融合技术发展态势

  数据中心互联,提出“大带宽、高集成、开放化、低能耗、智能化、高可信”等需求,驱动着光网络的发展演进。

  云网融合,以DC为中心建网成为行业趋势。DC与传统网络节点存在错位,它的选址需要综合考虑气候、占地、人力等成本,富能源、低建站成本的偏远地区成为DC选址首选。

  云数据中心互联需求推动光网络向着硬件解耦、接口开放的方向演进。设备管控解耦可为运营商提供多种定制化的运营能力,并快速的相应业务发展变化。国内互联网厂商、运营商已经在开放WDM方面有许多实践经验。

  在开放解耦层面,接入层光网络设备开放解耦正在稳步推进。

  国内L0/L1层设备南向接口标准化进展迅速,CPE OTN南向接口定义完成,基于OSU的OTN设备南向接口定义进行中。前传WDM和开放WDM设备南向接口标准化,预计2021年底完成。

  北向接口的信息模型需要网络切片功能,进行进一步的定义和明确。切片模型可以满足光层切片及业务调度需求,同时对光层的内部技术方案细节进行屏蔽。

  基于SLA的差异化切片为运营商提供基于时延、可用率、带宽分级的光网切片能力,匹配不同行业客户的差异化诉求。

  同时,针对行业客户对专网带宽、隔离等级的不同需求,OTSN可以提供网元级、单板级、端口级、波长级、时隙级等多种粒度的切片能力。

  在灵活管控层面,业务动态感知需求明显,云网协同管控提升业务部署效率。

  客户业务动态感知,对客户进行识别,基于SLA(时延、抖动、丢包等)动态的请求弹性管道或者刚性管道。传接融合管控技术探索,接入设备对客户需求感知基础上动态发送信令,请求分配管道。

  协同管控,打通云网端到端部署。云网协同编排将客户订单转为传送网SLA,通过开放的北向接口,实现业务自动下发和部署。

  预连接,提高网络部署效率。数据中心到核心节点的光云管道可以预先配置。云网协同编排,基于客户订单实现核心节点到客户站点管道的快速部署。

  切片预部署和自动发放需求明显。大管道光云切片预先部署,基于订单实现客户入云业务和光云切片进行部署关联。基于光云切片保障业务SLA,光网的网络切片模型研究进行中。

  在智慧运维层面,光网络AI应用在探索中发展。

  IT运维面临着时延、误码率信息不可视,可用率难以精准评估,派单效率低等难题。为此,数字孪生技术、网络智能引擎等,通过采集网络数据,生成仿真网络的方式,进行模型训练分析和优化控制。

  ◆告警根因分析。告警数据的提取和预处理,告警知识库生成(人工维护、历史经验)。数据特征工程算法,告警关联规则,进行告警类型聚类、告警关系挖掘,进行告警根因定位。基于根因告警,进行运维工单生成。

  ◆网络故障预测。提前预测缓变类故障,可以通过线下和线上学习结合的预测方法,线下学习得到经验模型,线上学习提升预测准确度。预测落到阀值的时间差,基于阀值时间差处理故障等级,决定故障处理方案。

  ◆网络健康度分析。网络健康度预测(OSNR、Q值、误码率、光功率、链路占用率)。同故障预警类似,定义健康度指标,对全网进行分析,形成健康度分析报告,对健康度进行预警。

  ◆专线流量预测。基于业务流量监测,精确描述客户流量行为。基于客户的流量峰值、均值评估结果,为客户定制带宽调整和优化策略,实现精细化的带宽管理。

  最后,徐云斌总结到,“云化业务发展推动云光融合,为传送网带来新特征和发展新机遇。”

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