為什么萬兆以太網(wǎng)對(duì)城域網(wǎng)而言是新的帶寬標(biāo)準(zhǔn)?
譯文由于預(yù)計(jì)到2016年將有10億消費(fèi)者擁有智能手機(jī),單單借助移動(dòng)設(shè)備訪問內(nèi)容的需求正在以驚人的速度增長(zhǎng)。就在無線網(wǎng)絡(luò)流量急劇增加的同時(shí),由于更多的設(shè)備變得能夠支持IP,更多的服務(wù)向云環(huán)境轉(zhuǎn)移,有線網(wǎng)絡(luò)流量也在隨之增加。城域網(wǎng)提供商必須滿足容量方面的這種需求,同時(shí)要提供最高質(zhì)量的客戶體驗(yàn)、管理成本、提升性能以及增加收入。
在城域網(wǎng)中部署萬兆以太網(wǎng)(10GbE)正在迅速取代老式的同步光纖網(wǎng)(SONET)OC-48和OC-192,因?yàn)槿f兆以太網(wǎng)讓服務(wù)提供商們能夠迅速應(yīng)對(duì)帶寬方面不可預(yù)測(cè)、迅猛的增長(zhǎng)。推動(dòng)這一轉(zhuǎn)變的潮流包括高速互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字家庭電話和電視服務(wù)的相互融合,這使得每戶家庭在單單一條接入線路上的帶寬需求超過了12 Mbps。此外,市面上有面向移動(dòng)服務(wù)的長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),提高了每個(gè)演進(jìn)型節(jié)點(diǎn)B(ENB,連接到終端用戶設(shè)備)需要以太網(wǎng)連接速度達(dá)到至少100 Mbps的標(biāo)準(zhǔn),而且每個(gè)蜂窩信號(hào)發(fā)射塔基站的連接通道要達(dá)到1 Gbps。
與此同時(shí),許多公司繼續(xù)迅速地從幀中繼和時(shí)分復(fù)用(TDM)服務(wù)向IP/以太網(wǎng)服務(wù)轉(zhuǎn)變。以太網(wǎng)提供了在數(shù)據(jù)中心支持云計(jì)算、融合和虛擬化的功能。電信級(jí)以太網(wǎng)(Carrier Ethernet)為城域網(wǎng)服務(wù)提供商提供了更高的網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性、服務(wù)級(jí)別協(xié)議(SLA)執(zhí)行機(jī)制和服務(wù)運(yùn)營(yíng)、管理和維護(hù)(OAM)方面的綜合功能--想滿足基于IP的通信要求,就需要這些功能。電信級(jí)以太網(wǎng)還提供了面向服務(wù)的故障檢測(cè)、確認(rèn)、隔離和通知等功能,以監(jiān)控性能、識(shí)別網(wǎng)絡(luò)問題,以便盡快恢復(fù)。
以太網(wǎng)企業(yè)服務(wù)的起始速率常常是10 Mbps,而企業(yè)需要能夠迅速地增加額外帶寬(以10 Mbps的幅度遞增)。對(duì)使用1Gbps接入服務(wù)的客戶來說,提供商希望能夠以100 Mbps的幅度來逐步增加帶寬。
基于萬兆以太網(wǎng)接入(又叫多節(jié)點(diǎn))環(huán)的架構(gòu)能夠顯著地提升服務(wù)的可靠性,提供低延遲、易于預(yù)測(cè)的抖動(dòng)(jitter),以獲得必要的SLA。老式的SONET OC-48網(wǎng)絡(luò)無法經(jīng)濟(jì)高效地滿足IP/以太網(wǎng)連接的要求。
雖然以太網(wǎng)是大家青睞的技術(shù),但是1Gbps接入環(huán)滿足不了相當(dāng)高的帶寬要求。這就是為什么擁有1 Gbps入口速度的10Gbps接入環(huán)是城域網(wǎng)的新標(biāo)準(zhǔn)。
為什么要部署萬兆以太網(wǎng)接入環(huán)?
如果更近距離地關(guān)注這個(gè)潮流,就會(huì)發(fā)現(xiàn)10-Gbps已成為城域網(wǎng)領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn),這有幾個(gè)原因。
快速無縫地響應(yīng)難以預(yù)測(cè)的帶寬需求。部署萬兆以太網(wǎng)接入環(huán)讓城域網(wǎng)服務(wù)提供商能夠迅速應(yīng)對(duì)帶寬需求方面出現(xiàn)的變化。這種能力與老式的SONET OC-48形成了鮮明對(duì)照,后者迅速逐步增加帶寬的能力很有限。
把萬兆以太網(wǎng)接入環(huán)和分組交換核心網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性結(jié)合起來,可以很自然地應(yīng)對(duì)帶寬增長(zhǎng)。由于萬兆以太網(wǎng)接入環(huán)能著手處理帶寬飽和情形,環(huán)分裂或者借助鏈路聚合(LAG)為同一分組交換核心網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單地添加并行萬兆以太網(wǎng)波長(zhǎng),就能夠無縫快速地?cái)U(kuò)展接入網(wǎng)。
基于萬兆以太網(wǎng)接入環(huán)的架構(gòu)能夠提供五個(gè)9(99.999%)的服務(wù)可靠性。老式的SONET網(wǎng)絡(luò)為接入網(wǎng)的高可靠性設(shè)立了標(biāo)準(zhǔn)。遷移到萬兆以太網(wǎng)會(huì)改變這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)嗎?G.8032v2等電信級(jí)以太網(wǎng)技術(shù)由SONET標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展而來,已把以太網(wǎng)提升到了現(xiàn)在其可靠性超過老式SONET網(wǎng)絡(luò)的地步。
面向故障檢測(cè)和性能監(jiān)控的服務(wù)運(yùn)營(yíng)、管理和維護(hù)(OAM)技術(shù)(如Y.1731)現(xiàn)在是電信級(jí)以太網(wǎng)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)特性。這些協(xié)議能夠監(jiān)控和報(bào)告網(wǎng)絡(luò)性能和所提供的服務(wù)。
由于廣大消費(fèi)者和公司企業(yè)在飛快地積極接受移動(dòng)技術(shù),設(shè)備生產(chǎn)商們正在為智能手機(jī)及其他設(shè)備添置越來越高級(jí)的媒體和內(nèi)容處理功能,并且為用戶們提供速度更快的網(wǎng)絡(luò)連接。支持?jǐn)?shù)據(jù)流量方面的這種增長(zhǎng)對(duì)回程網(wǎng)絡(luò)連接提出了新的要求。對(duì)移動(dòng)回程網(wǎng)絡(luò)提供商來說,3G和4G移動(dòng)應(yīng)用的這種爆炸式增長(zhǎng)一定要由蜂窩信號(hào)發(fā)射塔基站的相應(yīng)帶寬來應(yīng)對(duì)。
移動(dòng)服務(wù)提供商和光纖網(wǎng)絡(luò)的所有者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了光纖到信號(hào)發(fā)射塔的價(jià)值,正不遺余力地把信號(hào)發(fā)射塔搬到網(wǎng)絡(luò)上,以滿足帶寬方面越來越高的要求。運(yùn)用萬兆以太網(wǎng)接入環(huán)和電信級(jí)以太網(wǎng)技術(shù)減少了光纖的消耗量,提高了靈活性,能夠靈活擴(kuò)展,而且為以太網(wǎng)連接服務(wù)方面的SLA提高了水準(zhǔn)。實(shí)際上,部署了萬兆以太網(wǎng)接入環(huán)和電信級(jí)以太網(wǎng)技術(shù)的移動(dòng)回程網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商其表現(xiàn)勝過為回程網(wǎng)絡(luò)部署了老式SONET網(wǎng)絡(luò)的回程網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商。
萬兆以太網(wǎng)電信級(jí)以太網(wǎng)接入提供了"接近零"的延遲和易于預(yù)測(cè)的抖動(dòng)。企業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的低延遲有許多要求,比如合并的數(shù)據(jù)中心。多個(gè)數(shù)據(jù)中心實(shí)際上合并到一個(gè)數(shù)據(jù)中心(跨城市、地區(qū)或全國(guó)進(jìn)行合并)時(shí),整個(gè)企業(yè)所用的信息和數(shù)據(jù)在進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)和共享時(shí)一定要有"如同局域網(wǎng)的感覺"。遠(yuǎn)程業(yè)務(wù)連續(xù)性和災(zāi)難恢復(fù)需要磁盤鏡像和主數(shù)據(jù)中心與輔助數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)同步復(fù)制,恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo)(RPO)接近零。RPO 其實(shí)就是恢復(fù)丟失數(shù)據(jù)所用的時(shí)間量。金融服務(wù)公司(如涉及金融交易的那些公司)在交易所、電子通信網(wǎng)絡(luò)(ECN)節(jié)點(diǎn)和算法交易數(shù)據(jù)中心之間必須有經(jīng)過優(yōu)化的低延遲連接,那樣才能迅速地執(zhí)行交易。
只要能提供下列服務(wù),就能通過電信級(jí)以太網(wǎng)和萬兆以太網(wǎng)波分多路復(fù)用(WDM)技術(shù),實(shí)現(xiàn)低延遲:
o精心設(shè)計(jì)的方法,采用針對(duì)低延遲經(jīng)過優(yōu)化的模塊和平臺(tái)架構(gòu)。
o經(jīng)過簡(jiǎn)化的傳輸,第1層用于專門連接和有限的有效載荷處理。
o高效的信號(hào)處理,借助透明傳輸,高效地傳送到廣域網(wǎng)。
o經(jīng)過優(yōu)化的傳輸距離,提供了"接近零"的延遲技術(shù),用于信號(hào)放大和色散補(bǔ)償。
光纖受限的環(huán)境能得益于成熟的WDM技術(shù)。雖然WDM技術(shù)一度被認(rèn)為缺點(diǎn)太多:難度大、成本高、耗電量大和局限于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò),但是它在過去五年發(fā)展了許多:
o動(dòng)態(tài)光學(xué)層方法解決了WDM網(wǎng)絡(luò)配置起來很復(fù)雜的問題,這些方法結(jié)合了可重構(gòu)的光分插復(fù)用器(ROADM)、傳輸距離擴(kuò)展和服務(wù)管理等功能,為波長(zhǎng)和基于分組的服務(wù)改進(jìn)了自動(dòng)化。
o結(jié)合這些技術(shù)讓服務(wù)提供商能夠跨網(wǎng)絡(luò)增加波長(zhǎng),就跟為以太網(wǎng)服務(wù)逐步增加帶寬一樣容易。
o城域WDM技術(shù)現(xiàn)在發(fā)展到了第四代;換句話說,平臺(tái)針對(duì)成本進(jìn)行了優(yōu)化,因而在城域網(wǎng)中部署WDM顯得經(jīng)濟(jì)可行。
o由于硅片處理能力、編碼技術(shù)和光學(xué)部件等方面不斷取得進(jìn)步,這些系統(tǒng)的耗電量得到了大幅減少。比如說,耗電量不到100瓦的2個(gè)機(jī)架單位(2RU)平臺(tái)就能夠提供40個(gè)波長(zhǎng)的傳輸能力和8x萬兆以太網(wǎng)的分插能力。
o由于所有這些先進(jìn)的WDM技術(shù),提供萬兆以太網(wǎng)波長(zhǎng)在城域網(wǎng)上很容易實(shí)現(xiàn)。
向萬兆以太網(wǎng)遷移是可喜的第一步
對(duì)許多資本開支有限的服務(wù)提供商來說,從OC-3或者甚至OC-48接入環(huán)向萬兆以太網(wǎng)接入網(wǎng)遷移似乎是邁出的一大步。不過,為了經(jīng)濟(jì)高效地滿足固定網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)者和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)者的服務(wù)和帶寬需求,此舉越來越成為需要邁出的第一步。
對(duì)老式SONET接入環(huán)有所限制,并把服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施方面所有的新需求推向電信級(jí)以太網(wǎng),這將讓所有服務(wù)提供商有望實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)最大化。在一些情況下,把SONET網(wǎng)絡(luò)從專用光纖對(duì)遷移到WDM接入網(wǎng)上的波長(zhǎng)也許是明智之舉。這同一個(gè)WDM接入網(wǎng)可以提供萬兆以太網(wǎng)連接需要的所有波長(zhǎng),以支持電信級(jí)以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的擴(kuò)建,從而滿足以太網(wǎng)服務(wù)的需求。
由于如今正在向全WDM萬兆以太網(wǎng)城域網(wǎng)邁進(jìn),服務(wù)提供商就能致力于為公司企業(yè)部署1-Gbps電信級(jí)以太網(wǎng)服務(wù),知道每個(gè)比特成本很低的基礎(chǔ)設(shè)施會(huì)落實(shí)到位,實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)最大化。另外,由于動(dòng)態(tài)光學(xué)網(wǎng)絡(luò)已到位,服務(wù)提供商就不需要致力于預(yù)測(cè)難以預(yù)測(cè)的帶寬采用需求或者是有線服務(wù)與無線服務(wù)的混合。隨著網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)日趨成熟、帶寬增加,服務(wù)提供商就能高枕無憂,確信作為基石的、靈活高容量的架構(gòu)能夠滿足將來的需求。