中国联通唐雄燕：面向云服务的光传送网体系

        【讯石光通讯咨询网】在2013年6月于北京举行的第十三届中国光网络研讨会上，来自中国联通研究院的的唐雄燕博士带来了题为《面向云服务的光传送网体系》的演讲，为大家详细阐述了光传送网体系。

传送网的发展

        “传送网”是电信运营商的根基和全体信息通信业务的依托，既随业务需求而不断演进，同时又深刻影响业务发展轨迹，业务应用主要是QQ、Skype、飞信等。目前传送网面临的挑战主要源自运营商收益与带宽增长失衡。

        运营商增加收入主要有三大途径：（1）增加用户数量；（2）业务创新，开拓新增长点；（3）网络经营创新，提升网络价值（流量经营，智能管道）。而降低成本也有四大途径：（1）引入高速系统降低单位带宽成本；（2）降低设备成本、建设成本和运维成本；（3）简化网络结构；（4）最大化利用网络资源。

传送网的未来发展方向

        唐雄燕博士描述了传送网未来的发展方向，未来传送网将朝着大容量、分组化、智能化的方向发展。大容量是为满足流量的爆炸式增长和低成本带宽而提供的，从10G到40G再100G 甚至到400G/1T；分组化是为适应业务的分组化和资源的高效利用，由OTN到分组增强型OTN；智能化是为满足资源而提供的灵活性、动态性和自动化，由ASON发展到SDN（软件定义网络）。

        尽管多年来传送网发展的方向未变，但是技术手段却在不断进步，技术演进和产品更新换代的加速，使得行业面临压力的也在加大，因此，催生了面向云服务的传送网络。

面向云服务的传送网

        全球云流量从2011到2016年将增长6倍，年复合增长率达44%，自从2008 年以来，主要的互联网流量产生于或结束于数据中心，而到了2012年，云数据流量首次达到Zettabyte级，预计到2016年，三分之二的数据中心流量将会是云流量。

        唐博士表示，业务模式的变革驱动着网络架构演进。通信服务交互模式由话音通信的PSTN+SDH，渐渐发展成传统互联网的点到点方式、话音+低速数据、TDM IP+SDH/WDM，再发展到互联网P2P的P2P方式、视频内容、IP网+P2P云服务网络，最后发展到云服务的云服务方式、大数据、IP+光。

        云服务引领超级服务中心的出现。随机网络主要有两种：CS/BS-服务节点和用户节点独立部署和P2P—服务节点和用户节点集成部署；而无尺度网络也主要分为两种：服务节点（数据和计算）集中在云端和用户节点分布部署在网络边缘。

        数据中心布局遵循土地与能源最优的法则。数据中心按照“大量的廉价电力、制冷条件充沛、土地资源廉价、自然灾害少、方便数据中心互联、能效高、部署易”的原则进行选址。这也是如今大型IDC 机房主要分布在发达地区的原因。未来，中国西部、北部一些电力资源丰富、气候寒冷的地区，如内蒙、陕西、黑龙江等地也将适宜成为云数据中心，出现“西云东用”、“北云南用”的地理格局。

        唐博士表示，未来将出现“用户中心”与“数据中心”双中心的格局。唐博士解释道，传统网络格局是用户中心与数据中心紧耦合，用户集中地区即数据集中地区，同时也是网络密集地；运营商网络提供通信哑管道。而未来云服务时代的网络格局将是用户中心与数据中心解耦，逐步形成“用户”与“数据”双中心格局，流量的不确定性增大；运营商网络为云服务提供智能弹性管道。

        云服务对基础网络的要求必须是大容量、低时延、高可靠、动态性、扩展性。云服务时代网络管理的自动化代表，网络能够自动的感知虚拟服务器，并且随着虚拟服务器的迁移和调度后网络位置的改变，能够自动进行网络重配置。网络资源的虚拟化代表，网络通过集中或者分布的业务控制平面，对网络进行逻辑化的抽象和封装，屏蔽复杂物理网络的协议和交互，给上层应用提供简洁的“虚拟网络”的使用接口。网络控制的集中化代表，传统网络是静态的，一般只需对单个网络实体进行配置维护；在云计算时代，网络是动态的，需要对多个网络实体一起协调和调度。所以，需要集中的管理和控制平台，以整网粒度，而不是以设备粒度进行网络的管理。

        面向云服务的新型宽带网络设计思想主要有五点。一项“原则”：以多资源协同下的总体建设与运营成本最低为原则(改变传统的孤立、垂直的网络规化思路，并注重能源、土地等不可再生资源的价值）；二个“中心”：“用户中心”+“数据中心”；三维“解耦”：服务功能解耦；逻辑功能解耦；部署功能解耦；四类“集约”：控制平面的集约；用户管理的集约；数据中心的集约；网络节点的集约；五大“技术”：宽带化、虚拟化、智能化、自动化、协同化。

        现有的网络布局和局所设置由PSTN时代的技术特点所决定。依照业务类别建立各自的承载网。局房内网络设备种类繁多，导致占空间、高能耗、低效率，所以未来的发展趋势主要是实现网络节点集约化。合并局所，减少局所数量，并发展融合型网络设备，采用池组化组网，实现长距离、大容量光纤接入。

        宽带传送代表100G时代到来，超宽带传送代表400G/1T高速光通信。从2010年ITU-T SG15出现第一篇OTU5（400G）文稿以来，400G/1T技术演进和标准化引起了业界广泛关注。IEEE侧重客户和线路侧光接口的定义，其对400G或者1T以太网速率选择直接决定OTN未来的研究走向，目前偏向选择400G速率；而OIF关注的方向包括DWDM传输层、以太网客户侧、OTN和光交换、网络管理、控制平面等；ITU-T是目前主要进行400G/1T OTN架构、帧结构和复用映射等方面技术标准，其OTU固定颗粒和灵活颗粒是目前讨论的热点，2012年启动B100G项目，拉开了400G/1T研究的序幕；CCSA在2012年完成了《400G/400GE承载和传输技术研究》报告，正式启动了国内400G技术的标准研究。

分组传送网的全面部署

        据唐博士介绍中国联通分组传送网部署情况，中国联通在2012年和2013年分别进行了两次分组传送网建设工程，范围涉及全国31个省市自治区，基本上覆盖了全部本地网。一期工程涉及100多个大中型地市，迄今已经基本完成网络建设。分组传送网部署将满足现阶段HSPA+和未来LTE发展要求。

        光与IP的协同组网是指，在光传送层引入分组OTN设备，用以识别IP层的标签，旁路部分IP层核心路由器的转发流量，降低核心路由器的转发压力，节约核心路由器的端口。

        灵活栅格是指，向弹性光网络的迈进。其特点就是：信道间隔不受传统DWDM固定栅格约束、信道中心频率和频宽可调谐和灵活控制、频谱按需分配，频谱效率高、根据传输距离选择调制格式并分配相应频宽和ITU-T G.694.1v2定义了灵活栅格（Flexible DWDM grid）。

        光传送网的智能控制的智能控制层协议，主要是基于GMPLS控制协议、基于PCE协议的转发统一控制与优化、基于OpenFlow系列协议及其扩展协议。

        SDN是一种新型的网络架构，旨在将网络的控制平面与转发平面进行分离，并对底层网络进行虚拟化，实现可编程化控制。其解耦的优势在于，控制与转发分离（控制平面和转发平面分离，转发设备可以专注转发而更简单，控制平面具有灵活性和创新性）；集约优势在于，集中控制（控制的集中化可以简化网络运行管理，提高业务配置速度，并有利于实现网络的快速升级和创新）；开放性在于，开放的API（通过开放的API，提供可编程的客户定制化的网络业务）。

        一个具有代表性的SDN应用于数据中心广域联网的案例就是谷歌的例子。它能够提高带宽利用率，提高链路的可用性，降低网络成本，简化运维难度，并提高网络的可扩展性。

        基于SDN的分组移动回传网虚拟化技术可以简化网络，降低业务发放难度，提高网络利用率，以较低的成本满足未来发展的需求。接入层设备的虚拟化，能够使配置简化，大大降低了设备的运维难度，并增强组网的灵活性，灵活适配多种接入网的组网方案，还具有故障自愈能力，使得接入网虚拟化具有故障自愈、自定位的能力。

        全网设备虚拟化采用统一控制，全网从逻辑上虚拟成一台设备，控制面集中，实现网络统一控制管理。并采用资源协作的方式，从全网角度建立全局优化路径，提高网络资源利用率，实现网络流量的统一疏导优化。

        软件定义光传送网（SD-OTN）是指，利用可编程传送控制器实现光网可编程化以及资源虚拟化，从而为不同应用提供高效、灵活、开放的网络服务。需要灵活可变的光、电功能模块，可编程的光系统，支持OpenFlow标准控制接口，提供开放API。光传送网控制器，是网络的控制中心，负责控制、高度和管理，并且提供软件编程能力。