阿朗AON睿智光网络：超越光 引领云
来源：C114
摘要： 最近，基于云模式的灵活的业务需求又为光传输网络带来了新的挑战：更高的网络灵活性和自动性来动态分配网络资源以响应高层应用的需求。阿尔卡特朗讯AON睿智光网络能够使得IT和运营商在征服这些挑战的同时加速部署云业务、移动业务和视频密集型业务。
Abstract：
Key words :
自从数据业务和互联网出现后，连续数十年，无休无止的网络流量增长促使光传输网络发展到前所未有的规模和速率：现在的100G以及将来的200G和400G。最近，基于云模式的灵活的业务需求又为光传输网络带来了新的挑战：更高的网络灵活性和自动性来动态分配网络资源以响应高层应用的需求。阿尔卡特朗讯AON睿智光网络能够使得IT和运营商在征服这些挑战的同时加速部署云业务、移动业务和视频密集型业务。通过把阿尔卡特朗讯高性能相干传输、高管理性的零接触光网络和多层业务交换能力融合在一个统一平台上，该网络能过满足各种组网要求和应用环境；而集中或分布式的网络智能和虚拟能够保证网络实时适应甚至预判各类新兴业务的动态需求。不仅仅是作为传输资源，还是云基础设施中实现最终用户和云端应用和内容无缝连接的不可或缺的重要组成部分，阿尔卡特朗讯AON睿智光网络都能够让运营商充分发掘其传输网络的潜力。阿朗AON睿智光网络，超越光，引领云！
新挑战：承载云业务
在今天的高移动、即刻连接和时刻在线的用户环境下，云端的应用和内容都要以按需分配的方式传输给多个最终用户。因此，光传输网络在带宽变得更具扩展性的同时，必须在带宽的分配方式上变得更具灵活性和可消费性，而后者恰恰是云业务的特质优势和需求。运营商需要构建具有以下特质的光传输网络来承载云业务。
高扩展性
光电技术的重大发展允许更高的容量和传输规模。各类创新诸如相干接收、算法、CMOS技术小型化和数模转换取样速率以及综合调制模式的引进使得在更小体积和功耗上实现更高的带宽扩展性成为可能，而掌握这些新兴技术的协同作用今天就能够：
以单波道100G实现8.8Tbps的超级网络容量，并实现200G，400G以及超400G的平滑演进
避免光纤资源的提前耗尽或光传输设备的叠加
使得运营模式得到极大的简化和流水化以应对网络流量的增长
实现T比特级多层交换组网满足云业务的承载需求
除了高扩展性，未来的光传输网络还需要变得更加灵活来应对不可预知的动态流量。它需要能够远程对客户端口进行编程来支持不断增加的各种协议，并根据发送端和接收端的信息，波长容量、服务水平协议（SLA）等动态配置业务路由。此外，未来的光传输网络还需更具自动化，包括自我监控、自我诊断、自我修复、自我恢复、自我优化、以及更加具有自我意识。通过引入更多的网络智能，更具自动化的光传输网络更够变得更具灵活性进而成为实现云承载的关键因素。
高多样性
能够在任意方向和任意颜色实时熟练的操控波长能够使得在云时代部署各类新兴业务时获得无可比拟的灵活性。当前的ROADM技术可谓是具有可配置性和灵活性，但仍然缺乏完全的方向独立性来实现网络基础设施的虚拟化。而现在，像是无色无向无竞争的灵活光谱ROADM （CDC-F ROADM）网络技术日趋完善能够使得未来的光传输网络变成真正的云承载网络。
一个能够快速相应各类业务和应用的灵活的光传输平台能够：
通过灵活的资源分配来响应云业务的动态需求
通过网络资源虚拟化来简化网络控制，从而从复杂的细节中让运营商获得解放
实现网络弹性控制，从而实时适配动态网络需求并重新分配网络资源
高动态性
通过对传输资源持续的自我检测和自我优化，资源管理能够：
在多个网络层面强化SLA业务属性并优先采取措施保证SLA属性
在没有人为干预的情况下快速部署并保障业务
在网络故障发生前对其进行预判和避免
以集中管理的方式实施基于网络运营中心的生命周期管理方式，从规划到部署到运维
在过去，传输网络只有少量的嵌入式控制节点，网络自身一般静态的。业务变更需要手动干预，因此造成了回收成本慢、运营成本高的问题。随着时间的推移，设备供应商意识到运营商在高动态性上的需求，通过为各个独立的网络层面添加控制平面来增加传输网络的自动性和灵活性。
这样就大大缩短了回收成本周期，并通过减少人工劳动降低了运营成本。然而，各个网络层面上的互相独立的运营模式意味着运营成本并未通过跨层协同作用实现完全优化。今天，最新的创新技术有希望部署更具自动化和灵活性的传输网络。跨层控制平面和跨层网络管理能够实现统一的运营模式并以最低的TCO达到最短的成本回收周期。
阿尔卡特朗讯AON睿智光网络融合了上面所有的技术从而实现具有高扩展性、高多样性和高动态性的100G和超100G光传输网络。它包括以下三个重要组成部分：
高管理的AON睿智光网络
多层业务交换的AON睿智光网络
智能的AON睿智光网络
图形1：云业务时代的阿尔卡特朗讯AON睿智光网络
高管理性的AON睿智光网络
高管理的AON睿智光网络意味着光波能够支持高效、智能、全面组网的光传输基础设施。当使用100G，200G和400G线路侧光波能力时，它可以提供引人注目的经济性和可扩展性。基于阿尔卡特朗讯400G光业务引擎（PSE），这些线路侧光波可以展现非常好的性能，体现在传输距离、对非线性损耗的忍耐性、板卡密度和功耗上。
阿朗400G光业务引擎（PSE）
作为业界第一块商用的400G光电芯片， 阿朗400G光业务引擎不仅能够支持单波道400Gbps的高速传输，还可以大幅提升今天100G网络的传输性能。建立在贝尔实验室自主研发的基础上，该引擎是为阿朗1830 PSS光子业务交换机专门设计的，因此能够最大限度的提升100G的传输性能。它所具有波形整形能力能够让1830 PSS传输多达33%额外数量的光波。
光层OAM
随着网络承载的关键业务和对延迟敏感业务越来越多，在靠近物理层的地方嵌入监测点变得越发重要。
作为阿朗波分复用系统中独特的OAM功能，波长追踪技术（Wavelength Tracker）可以实现光波业务部署、开启和检测的自动化。通过加入实时管理信号，它可以在不终止或再生光波的情况下实现对每一光波业务的识别和侦测。该技术能够为运营商提供整个网络任何节点所有光波业务的综合视图，迅速每一光波业务进行实时追踪，故障隔离，性能检测和报警关联。
灵活的光交换
长久以来ROADM就能通过远程配置的方式实现上/下/直通光波业务。但是随着ROADM的广泛部署，其局限性也开始显而易见。首先，初期的ROADM系统采用频率固定的光波，这就意味着在没有现场光模块更换的情况下其它业务根本不可能使用这些光波。其次，光模块上的接口被分配到支持特定方向的光复用器上，不能支持别的方向。再次，如果同一方向上的两个接口需要使用相同频率的光波，就会发生光谱竞争的问题。最后，光波的分配需要符合50GHz波距的ITU标准。
这些限制可由无色无向无竞争的灵活光谱ROADM （CDC-F ROADM）技术解决。即使到今天，为了同时实现对无色无向和无光谱竞争的支持，厂商们不得不对在WSS的扩展性、功能和成本上做出妥协。幸运的是，最新一代的WSS设备能够在有效降低成本的情况实现CDC-F ROADM架构，从而在没有光谱竞争的前提下支持任意方向任意光谱的光交换。
图形2： 高管理性的AON睿智光网络： 100G和超100G光层组网
多层业务交换的AON睿智光网络
云业务一般由数据包的形式交付给最终用户。因为阿朗AON睿智光网络把光交换、电交换和数据交换的功能最佳地融合在一起，这些云业务在实现最终用户和云端应用和内容无缝连接的过程中可以大大受益于阿朗AON睿智光网络。数据交换能够以原生态方式（比如以太网）为应用层的数据业务提供汇聚和梳理。电层交换（包括OTN和SDH/SONET）可以实现光波带宽的利用效率的最大化，支持运营商级别的高可靠性和高性能，并与现存的网络管理系统进行无缝互操作。同时，光交换能够在最低功耗下为高速光传输提供坚实的基础。
光层交换板卡（Muxponders和Transponders）
并非所有的业务需要速率和协议的相互独立性，因此运营商能够通过直接部署光层面的板卡（Muxponders和Transponders）来降低CAPEX和OPEX。在大部分业务的发送地和接收地一致的时候，这种情况就变得越加明显。因为并非每个客户业务都需要电层（OTN）和数据交换层的交换和梳理，通过把客户测子速率的业务直接映射到线路测的传送光上，比如100GE直接映射到100G的光波上，可以实现相当可观的成本节省。
电层交换OTN
作为一种综合性技术，OTN可以在任意电层光层，或者两层同时提供业务交换和梳理功能。它为承载从1G到100G的数据包业务提供适配和梳理。电层的ODU支持任意颗粒客户业务的交换并实现对光波或OCh层的有效填充。
集成数据交换 （IPT）
近来，多数的数据业务一般通过简单的VLAN或OTN梳理后进行点对点透传。这种方式能够满足大多数EPL和EVPL数据业务的要求。只有在必要时，通过第三方的路由器或交换机实现二层组网功能。但是，如果需要支持更先进的多点业务就需要考虑把数据交换集成到波分复用系统上实施二层组网。通过把数据交换集成到波分复用系统上，不但可以实现对多源业务的汇聚并支持ELAN和E-Tree业务，还可以提供运营商级的QoS，以太网OAM和SLA监控的支持。
阿朗集成的数据交换（IPT）在OTN汇聚的基础上把二层数据传输、交换和组网功能集成到1830 PSS光子业务交换机上。这一WDM/OTN/Packet融合平台能够提供下一代从接入网到骨干网数据业务的光传输。此外，因为建立已经非常成功的阿朗SR OS上，阿朗集成的数据交换（IPT）还可以与阿朗的IP/MPLS解决方案一起为运营商提供一个统一网管下的数据组网解决方案。
图形3： 多层交换：在最具经济性的层面承载和梳理业务
智能的AON睿智光网络
今天的网络智能需要作为光传输网络生命管理周期的一部分融入到日常使用中。同时，具有优化和自动化功能的网络规划和设计工具可以在没有人为干预的前提下进行实时决策。
具有优化和自动化能力的网络规划和工程工具
和一般的OTN交换机只有4Tbps或者8Tbps的交换能力相比，WSS的交换能力高达70.4Tbps（包括8个方向上88个高达100G的光波），因此能够有效的进行业务汇聚和梳理就变得至关重要。多层网络设计和优化工具能够保证100G光波得到有效的填充。高级的路由和可行性算法保证不需要的业务汇聚和梳理的业务可以直传过电交叉矩阵。这样一来不但降低了成本，还可以实现带宽利用效率的最大化。此外，多层设计和优化还可以保证业务在满足SLA（比如延迟和可靠性）的前提下享用最佳的路由，从而降低CAPEX并延长网络的生命周期。
精确、实时、自治和普遍的网络检测
100G组网需要依靠网络监测，因为它能更好的帮助运营商了解传输网络的性能。光OAM包括对光能、信噪比和延迟等在内的各种变量的监测。光能监测可以为端到端光业务路径上的单一光波或一组光波进行具有持续性、自治性和自动性的光能平衡。光网络监测也可以与光波上的承载的业务进行关联，从而保障业务传输质量。
在把业务映射到ODU容器过程中，可以通过分类和验证实现对G比特级颗粒的客户业务SLA的保证，然后通过控制平面智能扩展到T比特级。对一层和二层业务的监测包括误码率、帧丢失和延迟等。在人为或者没有认为干涉的情况下，控制平面能都够通过配置对网络故障和信号下降作出自动反应。
多层智能
此外，跨层控制平面能够自动上传与光层资源（比如频谱和路由）有关的预定义和预配置属性，从而让更高层的OTN或电层在部署业务时获取光层信息。这种跨层感知和关联可以强化SLA并提升网络可靠性。最后，跨层智能控制平面也能帮助运营商通过强化SLA来实现业务差异化。通过在数据交换、光层和电层实施业务恢复的跨层协调，不同客户业务的SLA就可以在最经济的层面得到全面保障。未来与数据交换层的集成和关联可以继续强化提供业务的可靠性。
图形4： 网络智能：加速业务部署并实现运营自动化
AON睿智光网络：超越光，引领云
视频正在以新的带宽密集型的方式被最终用户通过各种尺寸的屏幕收看，广播视频业务只是其中的一小部分；视频媒体点播业务（VoD）由于其便捷性和个性化成为视频业务的常态。同时，越来越多的智能设备被连接到网络；这些设备的应用性通常可由使用的带宽来定义。在这个云业务兴起的时代，更多带宽又将以容易消费和动态的方式分配。这些趋势将会对光传输网络施加一系列影响，包括在SLA、可靠性、QoS和安全性等。
不仅仅是作为传输资源，还是云基础设施中实现最终用户和云端应用和内容无缝连接的不可或缺的重要组成部分，阿尔卡特朗讯AON睿智光网络都能够让运营商充分发掘其传输网络的潜力。阿朗AON睿智光网络，超越光，引领云！
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