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构筑面向智能时代的400GE骨干网

2019年04月01日 文/陈金助,华为路由器与电信以太产品线副总裁

华为GIV 2025预测,2025年全球将有400亿智能终端,1000亿联接将基本消除信息孤岛。无处不在的联接势必带来网络带宽的持续攀升,尤其是作为网络核心枢纽的骨干网,流量年复合增长率将持续超过45%。除了流量的急速增长,5G和云等新业务也给IP骨干网带来前所未有的挑战。

业务和流量的不确定性:2025年企业应用云化率将达到85%,未来的业务种类成千上万、网络流量流向动态无序,造成业务和流量具有很大的不确定性。比如双11购物节和春节微信红包,都可能导致网络流量的瞬间激增。此外,随着云计算、VR、5G和AI等新技术发展,运营商将面对更多不确定的业务形态,并且对网络服务质量要求各异,现有网络无法实时感知用户需求进行网络资源的动态配置。

用户体验难保障:智能时代,远程医疗、远程教育、Cloud VR等交互式业务,均为体验敏感型业务。传统IP网络“就近转发”的原则,造成网络负载不均,整体利用率低下,带来投资的浪费;而且IP网络“尽力而为”的机制,又使得网络易拥塞、易丢包,导致用户体验差。

运维挑战日益严峻:未来网络网元的形态、数量、业务多样性会使网络的复杂度提升至少10倍,运维支出仍将是运营商最大的挑战。当前运营商的OPEX已经达到CAPEX的3倍,80%的配置靠人工下发,90%的问题处理靠用户投诉驱动,运维效率与OTT相比非常低下。

为了应对上述挑战,华为骨干网解决方案基于智简网络的理念,重新定义新一代骨干网,以超宽、极简、智慧的能力,满足智能时代各类新业务的蓬勃发展。

超宽:端到端400GE,满足流量增长诉求

按照摩尔定律,路由器需要持续提升端口速率、单板容量和设备容量,才能保持每比特最优的转发成本。

随着400GE在2017年完成标准化,已经成为业界公认的下一代以太端口技术。同年,华为发布业界首个400GE端口以及首个4T单板。2018年12月,华为获得全球首个400GE商用合同,这标志着400GE超宽时代正式到来。

单板的容量取决于芯片,华为拥有业界领先的芯片技术。华为骨干路由器的4T单板,基于业界首款NP芯片(Solar 5.0),支持完全可编程,即通过软件升级就可以支持新软件特性,最大化保护客户投资。

机框的最大容量取决于机框的背板能力。华为研发的Cable背板,使机框支持20个槽位以及14.4T的单槽位能力。华为骨干路由器整机容量可达288T,是业界最大容量的路由器,这足以支撑运营商未来10年的流量增长需求。

极简:多网合一,统一协议

华为骨干网解决方案实现了网络架构和网络协议两个层次的简化。

网络架构方面,华为骨干路由器可以将一个物理系统虚拟成多个MDS(Multi-Domain System)。每个MDS的控制平面、管理平面以及业务平面完全隔离,基于此,可以实现多种业务统一承载和互相隔离。同时,华为骨干路由器支持完整的P和PE功能,可以通过P&PE合设,减少网络层次,实现网络扁平化。

网络协议方面,通过端到端SRv6协议,替代现网的LDP/RSVP-TE/GRE/L2TP等协议,实现了承载网统一协议和网络无缝连接,可以帮助用户减少60%的配置工作量。

智慧:实现无拥塞、业务永不中断的自动化网络

智能世界具有两大特征,首先是人工智能成为新的通用技术;其次是 ICT 提供的“+ 智能”,为各行各业持续创新提供土壤。华为顺应时代潮流,为骨干网解决方案设计了“+智能”的智慧能力,帮助运营商提升运维效率,优化用户体验,实现网络的无拥塞、自愈和自动化。

无拥塞:基于AI的流量预测,实时调优,提升网络带宽利用率至80%。华为骨干网解决方案基于机器学习和神经网络,流量趋势预测准确率可达90%以上,帮助运营商进行流量经营;基于实时网络运维数据采集和自研ROAM(Routing Optimization Algorithm based on Matrix)算法,对流量进行实时调整,实现整网负载均衡、无拥塞、零丢包,最大化提升资源利用率和用户体验。

自愈:主动运维,实现分钟级的故障定位和恢复,业务不中断。网络云化引擎(Network Cloud Engine,NCE)实时感知网络状态,并进行预测性维护。NCE可生成链路状态、设备运行状态等可视化报表,当网络状态出现异常,NCE将向设备下发SR Policy,为流量指定新的SRv6转发路径,使流量避开故障节点、故障链路,从而实现网络故障自动恢复,业务不中断。

自动化:跨域协同,提升网络运维效率。一直以来,IP层与光层都是分层规划、分层运维,降低了整网运维效率,拉长了新业务开通时间。NCE实现了IP设备和传送设备的统一管理、IP和光的跨层网络规划、跨层业务发放、跨层网络指标可视以及跨层问题定位,网络端到端自动化运维,效率大幅提升。此外,华为骨干网解决方案还支持跨WAN域和DC域的协同,实现分钟级业务发放。

持续耕耘引领产业发展

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目前,华为已经引领骨干路由器产业的发展,这得益于华为持续的研发投入和技术创新。此外,华为在标准化领域与行业伙伴积极合作,不断推动并引领骨干网产业的发展。

华为是400GE标准化的首要贡献者。早在2011年,华为就启动了400GE技术的研究,并积极贡献IEEE 802.3 400GE标准提案,提交了超过50篇的技术文稿,承担了400GE标准工作组主席席位。华为还率先进行了PAM4(four-level pulse amplitude modulation)物理层光收发系统的研究和开发,使得光模块在不增加现有光器件带宽及最小化光路数量的情况下,即可实现400G的传输速率,这是400GE标准的基础技术之一。

此外,华为还积极推进SRv6产业发展。SRv6作为新一代网络协议技术,已经成为未来网络架构的优选。华为在SRv6的标准化领域积极投入,主导及参与贡献IETF SRv6文稿达35篇,占SRv6文稿总数的85%。华为积极开发SRv6解决方案能力,并和中国电信等多家运营商进行联合创新,可提供当前业界最完善的SRv6能力,加速骨干网向极简和智能转型。

展望未来,联接无处不在,智能无所不及。华为骨干网解决方案将持续引领IP产业发展,以技术创新与客户需求双轮驱动,不断升级超宽、极简、智慧的能力,帮助运营商在5G和云时代实现网络价值最大化,取得持续的商业成功。

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