阿朗AON睿智光網絡：超越光 引領云
來源：C114
摘要： 最近，基于云模式的靈活的業務需求又為光傳輸網絡帶來了新的挑戰：更高的網絡靈活性和自動性來動態分配網絡資源以響應高層應用的需求。阿爾卡特朗訊AON睿智光網絡能夠使得IT和運營商在征服這些挑戰的同時加速部署云業務、移動業務和視頻密集型業務。
Abstract：
Key words :
自從數據業務和互聯網出現后，連續數十年，無休無止的網絡流量增長促使光傳輸網絡發展到前所未有的規模和速率：現在的100G以及將來的200G和400G。最近，基于云模式的靈活的業務需求又為光傳輸網絡帶來了新的挑戰：更高的網絡靈活性和自動性來動態分配網絡資源以響應高層應用的需求。阿爾卡特朗訊AON睿智光網絡能夠使得IT和運營商在征服這些挑戰的同時加速部署云業務、移動業務和視頻密集型業務。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絡和多層業務交換能力融合在一個統一平臺上，該網絡能過滿足各種組網要求和應用環境；而集中或分布式的網絡智能和虛擬能夠保證網絡實時適應甚至預判各類新興業務的動態需求。不僅僅是作為傳輸資源，還是云基礎設施中實現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睿智光網絡都能夠讓運營商充分發掘其傳輸網絡的潛力。阿朗AON睿智光網絡，超越光，引領云！
新挑戰：承載云業務
在今天的高移動、即刻連接和時刻在線的用戶環境下，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，而后者恰恰是云業務的特質優勢和需求。運營商需要構建具有以下特質的光傳輸網絡來承載云業務。
高擴展性
光電技術的重大發展允許更高的容量和傳輸規模。各類創新諸如相干接收、算法、CMOS技術小型化和數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更高的帶寬擴展性成為可能，而掌握這些新興技術的協同作用今天就能夠：
以單波道100G實現8.8Tbps的超級網絡容量，并實現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絡流量的增長
實現T比特級多層交換組網滿足云業務的承載需求
除了高擴展性，未來的光傳輸網絡還需要變得更加靈活來應對不可預知的動態流量。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議，并根據發送端和接收端的信息，波長容量、服務水平協議（SLA）等動態配置業務路由。此外，未來的光傳輸網絡還需更具自動化，包括自我監控、自我診斷、自我修復、自我恢復、自我優化、以及更加具有自我意識。通過引入更多的網絡智能，更具自動化的光傳輸網絡更夠變得更具靈活性進而成為實現云承載的關鍵因素。
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網絡基礎設施的虛擬化。而現在，像是無色無向無競爭的靈活光譜ROADM （CDC-F ROADM）網絡技術日趨完善能夠使得未來的光傳輸網絡變成真正的云承載網絡。
一個能夠快速相應各類業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務的動態需求
通過網絡資源虛擬化來簡化網絡控制，從而從復雜的細節中讓運營商獲得解放
實現網絡彈性控制，從而實時適配動態網絡需求并重新分配網絡資源
高動態性
通過對傳輸資源持續的自我檢測和自我優化，資源管理能夠：
在多個網絡層面強化SLA業務屬性并優先采取措施保證SLA屬性
在沒有人為干預的情況下快速部署并保障業務
在網絡故障發生前對其進行預判和避免
以集中管理的方式實施基于網絡運營中心的生命周期管理方式，從規劃到部署到運維
在過去，傳輸網絡只有少量的嵌入式控制節點，網絡自身一般靜態的。業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性上的需求，通過為各個獨立的網絡層面添加控制平面來增加傳輸網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同作用實現完全優化。今天，最新的創新技術有希望部署更具自動化和靈活性的傳輸網絡。跨層控制平面和跨層網絡管理能夠實現統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睿智光網絡融合了上面所有的技術從而實現具有高擴展性、高多樣性和高動態性的100G和超100G光傳輸網絡。它包括以下三個重要組成部分：
高管理的AON睿智光網絡
多層業務交換的AON睿智光網絡
智能的AON睿智光網絡
圖形1：云業務時代的阿爾卡特朗訊AON睿智光網絡
高管理性的AON睿智光網絡
高管理的AON睿智光網絡意味著光波能夠支持高效、智能、全面組網的光傳輸基礎設施。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濟性和可擴展性。基于阿爾卡特朗訊400G光業務引擎（PSE），這些線路側光波可以展現非常好的性能，體現在傳輸距離、對非線性損耗的忍耐性、板卡密度和功耗上。
阿朗400G光業務引擎（PSE）
作為業界第一塊商用的400G光電芯片， 阿朗400G光業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網絡的傳輸性能。建立在貝爾實驗室自主研發的基礎上，該引擎是為阿朗1830 PSS光子業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%額外數量的光波。
光層OAM
隨著網絡承載的關鍵業務和對延遲敏感業務越來越多，在靠近物理層的地方嵌入監測點變得越發重要。
作為阿朗波分復用系統中獨特的OAM功能，波長追蹤技術（Wavelength Tracker）可以實現光波業務部署、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對每一光波業務的識別和偵測。該技術能夠為運營商提供整個網絡任何節點所有光波業務的綜合視圖，迅速每一光波業務進行實時追蹤，故障隔離，性能檢測和報警關聯。
靈活的光交換
長久以來ROADM就能通過遠程配置的方式實現上/下/直通光波業務。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系統采用頻率固定的光波，這就意味著在沒有現場光模塊更換的情況下其它業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。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睿智光網絡： 100G和超100G光層組網
多層業務交換的AON睿智光網絡
云業務一般由數據包的形式交付給最終用戶。因為阿朗AON睿智光網絡把光交換、電交換和數據交換的功能最佳地融合在一起，這些云業務在實現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睿智光網絡。數據交換能夠以原生態方式（比如以太網）為應用層的數據業務提供匯聚和梳理。電層交換（包括OTN和SDH/SONET）可以實現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，并與現存的網絡管理系統進行無縫互操作。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）
并非所有的業務需要速率和協議的相互獨立性，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。在大部分業務的發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務都需要電層（OTN）和數據交換層的交換和梳理，通過把客戶測子速率的業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，可以實現相當可觀的成本節省。
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務交換和梳理功能。它為承載從1G到100G的數據包業務提供適配和梳理。電層的ODU支持任意顆粒客戶業務的交換并實現對光波或OCh層的有效填充。
集成數據交換 （IPT）
近來，多數的數據業務一般通過簡單的VLAN或OTN梳理后進行點對點透傳。這種方式能夠滿足大多數EPL和EVPL數據業務的要求。只有在必要時，通過第三方的路由器或交換機實現二層組網功能。但是，如果需要支持更先進的多點業務就需要考慮把數據交換集成到波分復用系統上實施二層組網。通過把數據交換集成到波分復用系統上，不但可以實現對多源業務的匯聚并支持ELAN和E-Tree業務，還可以提供運營商級的QoS，以太網OAM和SLA監控的支持。
阿朗集成的數據交換（IPT）在OTN匯聚的基礎上把二層數據傳輸、交換和組網功能集成到1830 PSS光子業務交換機上。這一WDM/OTN/Packet融合平臺能夠提供下一代從接入網到骨干網數據業務的光傳輸。此外，因為建立已經非常成功的阿朗SR OS上，阿朗集成的數據交換（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一網管下的數據組網解決方案。
圖形3： 多層交換：在最具經濟性的層面承載和梳理業務
智能的AON睿智光網絡
今天的網絡智能需要作為光傳輸網絡生命管理周期的一部分融入到日常使用中。同時，具有優化和自動化功能的網絡規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。
具有優化和自動化能力的網絡規劃和工程工具
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務匯聚和梳理就變得至關重要。多層網絡設計和優化工具能夠保證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務匯聚和梳理的業務可以直傳過電交叉矩陣。這樣一來不但降低了成本，還可以實現帶寬利用效率的最大化。此外，多層設計和優化還可以保證業務在滿足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并延長網絡的生命周期。
精確、實時、自治和普遍的網絡檢測
100G組網需要依靠網絡監測，因為它能更好的幫助運營商了解傳輸網絡的性能。光OAM包括對光能、信噪比和延遲等在內的各種變量的監測。光能監測可以為端到端光業務路徑上的單一光波或一組光波進行具有持續性、自治性和自動性的光能平衡。光網絡監測也可以與光波上的承載的業務進行關聯，從而保障業務傳輸質量。
在把業務映射到ODU容器過程中，可以通過分類和驗證實現對G比特級顆粒的客戶業務SLA的保證，然后通過控制平面智能擴展到T比特級。對一層和二層業務的監測包括誤碼率、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或電層在部署業務時獲取光層信息。這種跨層感知和關聯可以強化SLA并提升網絡可靠性。最后，跨層智能控制平面也能幫助運營商通過強化SLA來實現業務差異化。通過在數據交換、光層和電層實施業務恢復的跨層協調，不同客戶業務的SLA就可以在最經濟的層面得到全面保障。未來與數據交換層的集成和關聯可以繼續強化提供業務的可靠性。
圖形4： 網絡智能：加速業務部署并實現運營自動化
AON睿智光網絡：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，廣播視頻業務只是其中的一小部分；視頻媒體點播業務（VoD）由于其便捷性和個性化成為視頻業務的常態。同時，越來越多的智能設備被連接到網絡；這些設備的應用性通常可由使用的帶寬來定義。在這個云業務興起的時代，更多帶寬又將以容易消費和動態的方式分配。這些趨勢將會對光傳輸網絡施加一系列影響，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睿智光網絡都能夠讓運營商充分發掘其傳輸網絡的潛力。阿朗AON睿智光網絡，超越光，引領云！
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