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中国电信张成良:流量急剧增长驱动ROADM快速应用

时间:2017-11-23 15:43:01

 在今年的ODC’2017中国光通信发展与竞争力论坛上,中国电信股份有限公司北京研究院副院长张成良以流量急剧增长驱动ROADM快速应用”为题作了精彩演讲。以下是演讲内容的整理:中国电信.png

一、大带宽业务及灵活运维需求驱动

用户数稳步增长,且每用户带宽消耗呈指数增长

有线宽带用户数稳步增长,4K用户比例快速提升,大带宽将成为网络未来的趋势

有线宽带用户数呈现持续增长态势,预计2020年将达到1.93亿,较2017年增长26.2%

100M以上宽带、4K用户的渗透率持续提升,预计2020年视频用户渗透率将达到88%,其中4K用户将达到61%

用户上网在线平均流量增长稳定,2017年约为1.4M,预计2020年将达到3.1M,增长120%图片1.png 

当前城域网用户及规模现状

宽带用户及覆盖现状:截止2017年9月,电信宽带用户数达到1.56亿,规模最大;FTTH端口数2.84亿个,北方省份已经被移动超越,南方省份还保持领先优势。

城域网规模现状:300万用户以上城域网少于5个,100~300万用户城域网不超过30个,50~100万用户城域网少于40个,50万用户以下城域网超过200个。

图片2.png

城域网流量年增速超30%,100GE接口将成为主流

 

互联网视频业务拉动163骨干网省级流量和IDC数据流量增大,迫切需要高速链路互联

全国城域网至163骨干网的流量超过200T;163骨干网出省的流量超过120T

城域网流量预计2018年城域内流量将达到333T,出城域网流量将达到240T,比2016年增长超过130%

城域网当前接入控制层设备超过10000台,城域网核心路由器超过500台,均已引入100GE链路端口

图片3.png 

当前各省IDC流量流向分析

全国IDC流量流向总体情况:

IDC出口流量对比看,从IDC流出流量占较大比例,流入IDC的流量相对较小,整体流量超过80T;

IDC出入双方向来看,同城访问的流量最小,省内跨城域流量其次,省外访问流量最大。

图片4.png 

某省IDC流量流向分析:

IDC出口流量中;从IDC流出的流量占比超过80%

IDC出入双方向来看,同城访问的流量最小,省内跨城域流量其次,省外访问流量最大,与全国保持一致

省外访问IDC流出的流量大,表明该省IDC内容源丰富

图片5.png 

IDC、5G等新业务对承载网络提出更苛刻的要求

IDC业务特点

大带宽:IDC发展较快的省,如江苏、浙江,其带宽需求已经超过了传统IP业务

低时延:IDC上联或IDC间互连(DCI),期望更短的时延

开通快:DCI需求增长速度很快,传统的业务开通模式很难适应其发展

5G业务特点

eMBB:带宽从现有的10 Mbps提升到1~10Gbps

uRLLC :要求极低时延和高可靠性

mMTC:要求提供多连接的承载通道  

图片6.png 

-IDC和5G等新业务,都要求承载网更快开通、低时延、大带宽,要求更灵活的大带宽网络(现有网络一般业务开通时间为数日甚至数月)

-机房供电、空调能力和占地空间等也日益紧张,要求更低的功耗的空间占用承载设备

 

大带宽业务驱使快速、灵活运维营、低时延和低功耗方案

目前业务开通响应慢,很难适应大量突发业务需求

故障情况下大量业务很验证快速恢复

大量业务割接耗时

多方向灵活的光层保护需求

新型业务对时延比较敏感

100G大颗粒(波长级)调度需求日益增加,大容量OTN交叉,成本压力、功耗和散热压力较大

 

二、ROADM技术与应用现状

“全光网”战略有效降低单位bit成本,简化运维

图片7.png 

Step1全光传输:骨干和城域 传输 光纤化:WDM、40G、100G、400G

Step2全光接入:接入逐步光纤化:FTTx

Step3全光交换:骨干和城域引入光 交换 技术:ROADM、OXC等

 

ROADM之前的FOADM

FOADM(fixed optical add/drop multiplexer /静态光分插复用器):

支持全波长业务上下,及多个维度业务传输

不同方向的业务调度需要通过手工ODF连纤实现

 

FOADM不具备光交叉功能,都需要人工跳接,不能实现动态光交叉;无法降低维护成本,和提高业务开通速率

 

两种OADM的实现方式:

图片8.png 

ROADM的增强功能

ROADM的增强功能——CDCG ROADM(增强本地上下路端口的灵活性)

图片9.png 

ROADM的核心技术演进

 

波长引擎技术演进:从WB、PLC到WSS

WB(波长阻隔器):2维ROADM

PLC(平面波导电路):2维ROADM

WSS(波长选择光开关):多维ROADM,上下路灵活性

图片10.png 

WSS技术演进:MEMS、LC、LCoS

图片11.png 

国外ROADM应用现状

2005年,ROADM设备已出现并实现商用化

2009年,欧美运营商开始规模部署ROADM设备

典型商用案例:

-西班牙Telefonica:骨干WDM网络“Photonic Mesh”,采用CD ROADM设备,全网共有网元260个,其中ROADM66个。 2015年底已将10G/40G非相干全部改造成100G相干,开启了光层ASON。

-VERIZON:采用CDC ROADM部署全国骨干网络,ROADM设备占全部光网络设备近一半比重;

-AT&T:骨干网ROADM设备数量超过100台、城域网ROADM设备数量数千台;

-美国Level3:骨干40G WDM网络全部采用ROADM设备,城域网新建设备全部采用ROADM设备;

-韩国SKT骨干WDM网络全部采用ROADM设备,总数80余台

-其它应用案例:印度Vodafone,马兰西亚Maxis,意大利TIS…

 

中国电信ROADM应用现状

 

骨干网,已建成《长江中下游区域ROADM网络》,即将投入商用

-覆盖了长江中下游湖北、江西、安徽、江苏、浙江、上海等6省市的21个ROADM站点

-全网采用基于20维WSS(波长选择交换),来实现波长的动态穿通和调度。

-当期可提供300多条100Gb/s电路及100%的网络恢复能力

-网络的技术水平和规模容量位居世界前列。

-采用CD-ROADM (波长无关、方向无关的动态光分插复用)技术,更便于为上层业务网络提供Full Mesh(全互联)、波长一跳直达、路径最短、时延最低、可动态快速恢复的路由。

标志着国内干线网络将进入全光交换,Full mesh互联,一跳直达时代

图片12.png 

三、ROADM应用探讨

探讨1—国内网络建设模式

省际长途

-分区域建设,采用多个不同厂商设备,域间采用背靠背落地互联

-随着技术进度和运维经验成熟,将各个水平区域网络演进为多个垂直平面

省内长途

-优先建设东部业务需求较大的省网,特别是有较多非汇聚型100G业务需求(IDC互联、100G波道出租等

-面积和业务量较大的省,可分2个或多个区域建设,逐步演进为多个垂直平面

本地网

-建设大型本地网优先考虑,尤其是有大量100G业务需求,业务开通压力大的本地网

-从本地网网核心层逐步向汇聚层延伸

-10G业务板卡相比,ROADM设备价格相对较高,目前业务以10G为主的中小型本地网可暂

 

探讨2—ROADM组网技术选型

WSS维度选择

-目前9维和20维均比较成熟,32维有待商品化

-综合考虑可扩展性和成本,选择适合的维度;需统筹考虑线路方向数量和本地上下路模块数量,各节点可以选用不同维度WSS器件

D、CD、CDC技术选型

-100G均采用相干接收,故选取D/CD-ROADM技术

-需要更灵活的调度,可选取CDC-ROADM

-综合考虑网络结构复杂度、波道利用率、可扩展
性和成本,选择适合的ROADM方式

-由于一般业务需求不均衡,D/CD/ CDC-ROADM混合组网,
综合性价比较高,同时也带来备品备件管理及网络管理复杂性

图片13.png 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

探讨3—重路由与优先级

 

预置重路由 vs. 非预置动态重路由

-预置:优势在于可预期和可视化,人工可参与度较高;劣势在于资源利用率

-非预置:优势在于资源利用率较高;劣势在于业务路由走向不可控

-建议:预置方式通过精细化管理,可以达到提高资源利用率目标

可返回模式

-优点:可返回模式保证业务尽量工作在最优路由,同时在管理方面,路由是可预期

-缺点:原主用路由资源独占,资源资源利用率低

-建议:当前采用可返回模式,比较适应于当前的运维模式

分等级的重路由恢复

-根据业务需求,有必要支持重路由恢复业务的优先级

-由于ROADM采用分布式计算和恢复,不支持不同源的优先级,建议采用延迟恢复方式,避免不同源低优先级业务与高优先级业务竞争

 

探讨4——智能辅助工具

 

ROADM网络提供强大的组网能力和可扩展能力,需要大量的配置(路由、波长、生存性等),依靠传统的人工方式很难满足快速响应的要求

部署时网络规划与配置一致性校验,以及运维时各波长功率调整、割接、扩容分析等等工作,人工也难以实现

图片14.png 

总结

新业务的快速发展,力促加快ROADM网络的建设

ROADM技术已成熟,100G速率ROADM单位bit具有成本优势,且业务开通和故障处理灵活,时延更低

省际长途分区域建设ROADM,跨区域背靠背连接

部分省市将建设ROADM网络,域间调度与传统网络一致

根据业务需求、节点光方向,以及维护需要,选择适合的ROADM维度和D/CD/CDC-ROADM混合组网



    
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