“IP+光”助算力無(wú)處不達(dá)

  算力逐漸成為國(guó)家產(chǎn)業(yè)數(shù)字化升級(jí)、全社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要推動(dòng)力量，算力和網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，“算力網(wǎng)絡(luò)”應(yīng)運(yùn)而生。以“東數(shù)西算”國(guó)家戰(zhàn)略為指導(dǎo)，電信運(yùn)營(yíng)商發(fā)布了算力網(wǎng)絡(luò)相關(guān)白皮書(shū)，算力數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃和建設(shè)也在穩(wěn)步推進(jìn)。承載網(wǎng)絡(luò)和算力網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的方面較多，本文從IP及光網(wǎng)絡(luò)對(duì)算力業(yè)務(wù)提供支撐和服務(wù)角度進(jìn)行闡述。

  “東數(shù)西算”400G OTN建設(shè)方案

  “東數(shù)西算”打破以省級(jí)行政區(qū)域?yàn)閯澐只A(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，為用戶(hù)提供計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)的一體化服務(wù)。“東數(shù)西算”需要高質(zhì)量、高帶寬、低延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)連接，OTN網(wǎng)絡(luò)提速更新已提上議程。

  單載波400G成為東數(shù)西算大容量算力業(yè)務(wù)的必然選擇

  西部的算力樞紐將承接全國(guó)范圍的后臺(tái)加工、離線(xiàn)分析、存儲(chǔ)備份等非實(shí)時(shí)算力需求，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)主要包括低頻訪(fǎng)問(wèn)和歸檔數(shù)據(jù)，需要有高持久性和較低存儲(chǔ)成本。東數(shù)西算的業(yè)務(wù)需求將使得網(wǎng)絡(luò)流量成倍增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模急劇擴(kuò)張。單載波400G是下一代OTN網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)超大容量的必然選擇。中興通訊在業(yè)界首家完成C+L波段400G現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試，80波×400G OTN系統(tǒng)能夠?yàn)?A href="http://m.3xchallenge.com/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=%e4%b8%9c%e6%95%b0%e8%a5%bf%e7%ae%97&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">東數(shù)西算大容量算力業(yè)務(wù)提供強(qiáng)力支撐。

  以DC為中心，構(gòu)建分級(jí)時(shí)延能力圈

  《全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實(shí)施方案》明確，國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)間端到端單向網(wǎng)絡(luò)時(shí)延原則上在20ms以?xún)?nèi)。時(shí)延作為一個(gè)重要的指標(biāo)成為傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)考慮因素，需要不斷優(yōu)化現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖，構(gòu)建分級(jí)時(shí)延能力圈。東西算力樞紐間，需要滿(mǎn)足20ms時(shí)延要求;京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳等算力集中區(qū)，區(qū)域內(nèi)形成10ms時(shí)延圈;省內(nèi)傳輸網(wǎng)絡(luò)Mesh化，形成5ms時(shí)延圈。

  超長(zhǎng)距離傳輸方案

  東部和西算樞紐節(jié)點(diǎn)間距離跨度較大，基本在1500km以上，為了節(jié)省建網(wǎng)成本和減少后期維護(hù)，需要增加無(wú)電中繼的傳輸距離。中興通訊400G QPSK@150GHz 400G方案，現(xiàn)網(wǎng)能達(dá)到無(wú)電中繼1600km以上的超長(zhǎng)傳輸距離，現(xiàn)處于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先地位。

  IP云專(zhuān)線(xiàn)

  在算力網(wǎng)絡(luò)體系中，面向政企客戶(hù)的專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)，是實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)融合的基礎(chǔ)條件，占據(jù)重要的地位。IP云專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)是運(yùn)營(yíng)商收入的重要來(lái)源，為政企客戶(hù)、中小型企業(yè)、商業(yè)樓宇等提供算力資源池接入服務(wù)。算力資源網(wǎng)(見(jiàn)圖1)包括靠近用戶(hù)的邊緣MEC、城域內(nèi)邊緣云、省級(jí)建設(shè)的省內(nèi)云，以及屬于運(yùn)營(yíng)商集團(tuán)層面的公有云、網(wǎng)絡(luò)云、IT云和其他互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)提供的第三方云。

圖1 算力網(wǎng)絡(luò)IP云專(zhuān)線(xiàn)承載基礎(chǔ)設(shè)施

  IP云專(zhuān)線(xiàn)從用戶(hù)終端到算力資源池，全程涉及的網(wǎng)絡(luò)眾多，開(kāi)通慢、運(yùn)維復(fù)雜，特別是專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)發(fā)生故障后，跨域、跨廠(chǎng)家、跨網(wǎng)絡(luò)故障定位一直是運(yùn)營(yíng)商面臨的難點(diǎn)。從運(yùn)營(yíng)運(yùn)維的角度，希望能實(shí)現(xiàn)IP云專(zhuān)線(xiàn)的一鍵開(kāi)通、運(yùn)維簡(jiǎn)化、業(yè)務(wù)可視等目標(biāo)。

  基于SDN的SRv6/EVPN技術(shù)為跨域跨網(wǎng)專(zhuān)線(xiàn)開(kāi)通和維護(hù)提供了較好的解決方案。SRv6/EVPN技術(shù)摒棄了傳統(tǒng)IP/MPLS VPN部署的眾多協(xié)議，只要任意端點(diǎn)間IPv6路由可達(dá)，均可建立起EVPN專(zhuān)線(xiàn)的私有路由。通過(guò)統(tǒng)一方案，跨SPN網(wǎng)/IP RAN接入網(wǎng)、城域網(wǎng)、骨干網(wǎng)可以創(chuàng)建端到端SRv6/EVPN專(zhuān)線(xiàn)。

  SPN云專(zhuān)線(xiàn)

  SPN作為中國(guó)移動(dòng)本地網(wǎng)高質(zhì)量承載平面，接入5G基站，也提供政企云專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)接入。SPN當(dāng)前支持SR-TP模式，網(wǎng)絡(luò)升級(jí)后，能和IP云專(zhuān)網(wǎng)進(jìn)行SRv6互通。采用T-SRv6網(wǎng)關(guān)方案能有效維持SPN現(xiàn)有體制，實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)影響較低。SPN T-SRv6網(wǎng)關(guān)作為SPN網(wǎng)絡(luò)和外部SRv6互通的實(shí)體，具有多方面功能：可以將外部SRv6隧道關(guān)聯(lián)到SPN內(nèi)部SR-TP隧道或MTN小顆粒通道，保持SPN內(nèi)部的傳輸特性，支持EVPN與云網(wǎng)絡(luò)中PE設(shè)備互通。

  IP RAN云專(zhuān)線(xiàn)

  IP RAN網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通移動(dòng)回傳和大客戶(hù)專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)。專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)一般采用分段偽線(xiàn)PW拼接的方案，對(duì)于跨省專(zhuān)線(xiàn)，要求在IP RAN和IP骨干網(wǎng)分域聯(lián)接處通過(guò)上層網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接配置，開(kāi)通和維護(hù)比較復(fù)雜。

  近年隨著網(wǎng)絡(luò)的改造，IP RAN對(duì)接新型城域網(wǎng)，已經(jīng)具備了IPv6/SRv6的支持能力。IPv6路由具備跨全網(wǎng)互通可達(dá)，在任意開(kāi)通云專(zhuān)線(xiàn)的節(jié)點(diǎn)間可通過(guò)EVPN傳送L2VPN電路信息。

  對(duì)于一般非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的云專(zhuān)線(xiàn)，可以采用非顯示指定路徑，通過(guò)SRv6 BE或IPv6模式轉(zhuǎn)發(fā)。對(duì)于時(shí)延、QoS要求嚴(yán)格的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，可以通過(guò)上層控制器編排進(jìn)行SRv6 Policy確定性路徑轉(zhuǎn)發(fā)。

  SD-WAN云專(zhuān)線(xiàn)

  SD-WAN云專(zhuān)線(xiàn)是近年發(fā)展起來(lái)的一種新型專(zhuān)線(xiàn)模式，比較適合零售、連鎖企業(yè)的各分支靈活接入。部署在客戶(hù)側(cè)的SD-WAN CPE采用Overlay方式，一跳接入云POP點(diǎn)。SD-WAN CPE可以通過(guò)Underlay層的多種網(wǎng)絡(luò)(OLT、SPN、IP RAN等)實(shí)現(xiàn)隨意接入，該方案和云計(jì)算具有天然的結(jié)合度。SD-WAN云專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)現(xiàn)在逐步要和SRv6作融合，并納入到端到端SRv6體系中。

  “IP+ 光”協(xié)同的切片網(wǎng)絡(luò)

  在全社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，算力網(wǎng)絡(luò)需要為各行各業(yè)提供業(yè)務(wù)支撐，運(yùn)營(yíng)商建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)也面臨千行百業(yè)的需求，“網(wǎng)絡(luò)切片”應(yīng)運(yùn)而生。運(yùn)營(yíng)商需要在一個(gè)通用的物理網(wǎng)絡(luò)之上構(gòu)建多個(gè)專(zhuān)用的、虛擬化的、互相隔離的邏輯網(wǎng)絡(luò)，來(lái)滿(mǎn)足多種差異化要求。把IP和光傳輸兩方面的技術(shù)作協(xié)同，可為切片網(wǎng)絡(luò)提供新的方案。

  切片網(wǎng)絡(luò)要求能給租戶(hù)提供比較嚴(yán)格的業(yè)務(wù)隔離，網(wǎng)絡(luò)帶寬從數(shù)十M級(jí)別至數(shù)G級(jí)別，需滿(mǎn)足嚴(yán)格的實(shí)時(shí)性QoS指標(biāo)，這些要求可以通過(guò)光層來(lái)實(shí)現(xiàn)。切片網(wǎng)絡(luò)還要求維持客戶(hù)側(cè)L3/L2層的私網(wǎng)，要求網(wǎng)絡(luò)能具有一定彈性和靈活性，這方面可以通過(guò)IP層來(lái)實(shí)現(xiàn)。IP+光協(xié)同的切片網(wǎng)絡(luò)(見(jiàn)圖2)能為云上業(yè)務(wù)承載提供綜合優(yōu)勢(shì)。

圖2 IP+光切片網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)

  IP+光切片的小顆粒質(zhì)量保障

  對(duì)于網(wǎng)絡(luò)切片有需求的客戶(hù)，很多來(lái)自政務(wù)、金融、醫(yī)療等高價(jià)值行業(yè)，對(duì)于切片網(wǎng)絡(luò)的QoS質(zhì)量要求較高。另外從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，要求網(wǎng)絡(luò)切片的帶寬并不大，較多情況下，只需要達(dá)到數(shù)十M。IP+光協(xié)同切片能夠滿(mǎn)足這些要求，提供小顆粒帶寬，底層通過(guò)OSU(Optical Service Unit)傳輸提供保證。OSU能夠承載2Mbps~100Gbps的多顆粒業(yè)務(wù)，基于硬管道安全隔離，提供穩(wěn)定的低時(shí)延、零丟包特性。

  IP+光協(xié)同切片實(shí)現(xiàn)“管道資源池化”

  在IP+光切片網(wǎng)絡(luò)中，整體網(wǎng)絡(luò)資源池通過(guò)切片的方式分配給不同租戶(hù)，可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)切片間在業(yè)務(wù)變動(dòng)情況下的資源轉(zhuǎn)移。IP設(shè)備的物理端口可以被多個(gè)方向的IP連接所使用，形成IP設(shè)備的端口資源。OTN實(shí)現(xiàn)子波長(zhǎng)級(jí)、電層ODUk級(jí)、OSU級(jí)的調(diào)度，通過(guò)控制器調(diào)度每個(gè)方向占用的傳輸資源，從而把光網(wǎng)絡(luò)整體作為一個(gè)資源池。

  IP+光切片提供PE業(yè)務(wù)的光層透?jìng)?/strong>