摘要:PeOTN是一種靈活的端到端傳送技術(shù),具備豐富的業(yè)務(wù)調(diào)度能力,支持不同的傳輸路徑,適用于未來不同業(yè)務(wù)場景,可有效提升網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可擴展性。為滿足新型業(yè)務(wù)承載需求,可將PeOTN技術(shù)引入城域網(wǎng)。
關(guān)鍵詞:新時代;PeOTN技術(shù);應(yīng)用場景;部署方案
一、PeOTN技術(shù)概述
PeOTN(Packet enhanced Optical Transport Network,即光傳送網(wǎng))是一種靈活的端到端傳送技術(shù),可提供端到端的靈活調(diào)度,支持各種類型的業(yè)務(wù)傳輸。在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上,PeOTN采用了OTN(Optical Transport Network)技術(shù),通過引入點到多點、多點到多點的傳送技術(shù),在實現(xiàn)靈活組網(wǎng)、靈活調(diào)度的同時,還能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一管理[1]。
二、PeOTN技術(shù)的發(fā)展歷程及其在新時代的重要性
PeOTN技術(shù)由美國Federal Communications公司于2018年首創(chuàng),2019年被正式納入ITU-TG.709協(xié)議,2020年3月,ITU-TG.709協(xié)議通過了一項關(guān)于PeOTN技術(shù)的建議。
基于此項建議,中國電信于2020年8月正式啟動了PeOTN試點工作,目前已完成了第一階段的試點工作,主要針對兩種場景進行業(yè)務(wù)測試。
PeOTN技術(shù)適用于業(yè)務(wù)多樣、用戶分布廣泛的城域網(wǎng)場景,能夠有效滿足新時代傳送網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可擴展性要求。新時代城域傳送網(wǎng)絡(luò)面臨著以下挑戰(zhàn):
一是未來的業(yè)務(wù)將呈現(xiàn)多樣化的趨勢。
二是業(yè)務(wù)對城域網(wǎng)的靈活性和可擴展性提出了更高的要求。
三是運營商之間的競爭將更激烈。
面對以上挑戰(zhàn),傳統(tǒng)OTN技術(shù)已無法完全滿足業(yè)務(wù)需求,必須引入新技術(shù)來滿足新時代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求。PeOTN技術(shù)應(yīng)需而生,并逐步走向成熟,未來將成為主流城域網(wǎng)技術(shù)[2]。
(一)PeOTN技術(shù)的特點
PeOTN是傳統(tǒng)OTN技術(shù)的演進。相比于傳統(tǒng)OTN技術(shù),PeOTN在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、業(yè)務(wù)部署和管理能力等方面都有顯著提升。具體來說,PeOTN具備以下特點:
1.具有較強的可擴展性
PeOTN技術(shù)支持在傳統(tǒng)OTN基礎(chǔ)上擴展新的保護機制,如自動保護、自動恢復(fù)等功能,可實現(xiàn)對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的平滑升級。
2.支持多種類型業(yè)務(wù)的部署
PeOTN可支持多種類型業(yè)務(wù)在城域網(wǎng)內(nèi)的部署,如業(yè)務(wù)接入和匯聚、大顆粒傳送、視頻會議等。通過靈活的業(yè)務(wù)部署方案,可以在網(wǎng)絡(luò)中為用戶提供多種類型的服務(wù)。
3.支持端到端的網(wǎng)絡(luò)管理能力
PeOTN支持多種協(xié)議棧和多層次管理域,可以實現(xiàn)對整個城域傳送網(wǎng)的集中式管理和控制,可實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點的監(jiān)控和維護。
4.具備豐富的網(wǎng)絡(luò)能力
PeOTN支持多種業(yè)務(wù)類型,可通過配置不同的傳輸距離、保護機制等,實現(xiàn)靈活擴容、保護倒換以及網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等功能。例如:PeOTN支持大顆粒業(yè)務(wù)(如20GE及以上)的承載和配置;支持多種保護機制(如自動、手動和半自動),可實現(xiàn)不同類型業(yè)務(wù)的靈活部署;同時還具備強大的網(wǎng)絡(luò)能力,能實現(xiàn)端到端的故障
倒換[3]。
5.具備智能運維能力
PeOTN支持統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理平臺(NMS)和多域統(tǒng)一管理平臺(MDMS),可以實現(xiàn)對整個城域傳送網(wǎng)進行集中式管理和維護。
(二)中國電信PeOTN試點測試情況
為推進PeOTN技術(shù)在中國電信的應(yīng)用,中國電信組織相關(guān)技術(shù)團隊進行了技術(shù)研究和實驗室測試,主要針對兩種場景開展業(yè)務(wù)測試。
兩種場景均有大量的終端接入,且終端種類豐富。在基站接入場景中,PeOTN技術(shù)能夠提供端到端的SDH/OTN業(yè)務(wù)和光纖資源。同時,由于PeOTN技術(shù)支持靈活調(diào)度、調(diào)整和管理,可以有效地降低網(wǎng)絡(luò)成本和能耗。目前,中國電信已完成了第一階段的試點工作。通過試點測試結(jié)果來看,PeOTN技術(shù)在城域網(wǎng)場景中表現(xiàn)出了較強的性能優(yōu)勢:在基站接入場景、城域傳送網(wǎng)場景和核心網(wǎng)場景中,PeOTN均能夠提供端到端的SDH/OTN業(yè)務(wù)和光纖資源。
目前,中國電信已完成了第二階段試點的相關(guān)部署工作:一是在基站接入場景中部署了兩套PeOTN設(shè)備;二是在城域傳送網(wǎng)場景中部署了一套PeOTN設(shè)備。
總體來看,目前中國電信的試點測試情況良好[4]。
(三)PeOTN在新時代的重要性
首先,PeOTN技術(shù)是SDN技術(shù)的重要補充。在網(wǎng)絡(luò)智能化時代,SDN技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)智能化提供了重要的技術(shù)支撐。從業(yè)務(wù)角度來看,在業(yè)務(wù)云化、網(wǎng)絡(luò)智能化的趨勢下,SDN技術(shù)能夠幫助運營商實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化、網(wǎng)絡(luò)切片化、網(wǎng)絡(luò)融合化。從商業(yè)角度來看,SDN技術(shù)能夠為運營商提供可定制、可擴展、可編排的網(wǎng)絡(luò)資源池,幫助運營商實現(xiàn)資源的高效利用。
其次,PeOTN是未來OTN發(fā)展的必然趨勢。從趨勢來看,隨著5G時代的到來,多業(yè)務(wù)融合對網(wǎng)絡(luò)性能提出了更高的要求。因此,未來的傳送網(wǎng)需要從單域走向多域,以滿足業(yè)務(wù)多樣化的需求。從技術(shù)角度來看,PeOTN是面向多業(yè)務(wù)融合需求的傳送網(wǎng)技術(shù),能夠支持多種業(yè)務(wù)類型和多種傳送網(wǎng)形態(tài)。
再次,PeOTN是助力運營商實現(xiàn)“一張網(wǎng)”戰(zhàn)略的重要抓手。從現(xiàn)有市場來看,多家運營商均在積極推進“一張網(wǎng)”戰(zhàn)略落地。
三、PeOTN技術(shù)應(yīng)用場景
PeOTN技術(shù)是一種靈活的端到端傳送技術(shù),其通過將業(yè)務(wù)流量映射到具有相同端口的光通道上,實現(xiàn)傳送平面的靈活劃分,從而有效滿足不同業(yè)務(wù)承載需求。PeOTN可支持對不同業(yè)務(wù)的精準(zhǔn)調(diào)度,在城域網(wǎng)中可廣泛應(yīng)用于以下場景:
(一)多業(yè)務(wù)承載
PeOTN技術(shù)支持多種不同類型業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度和多路徑傳輸。在城域網(wǎng)中可根據(jù)業(yè)務(wù)需求靈活部署PeOTN節(jié)點,通過引入PeOTN技術(shù)對城域網(wǎng)內(nèi)不同的業(yè)務(wù)流進行分類識別和精準(zhǔn)管控。當(dāng)某條路徑上的業(yè)務(wù)流量過大時,PeOTN技術(shù)可以將該業(yè)務(wù)流量分流到其他路徑,從而降低該路徑上的流量壓力。
另外,PeOTN還可以根據(jù)不同的業(yè)務(wù)類型(如MPLS-VPN/OTN/PW/GE專線等)對業(yè)務(wù)流進行分類識別,實現(xiàn)對不同業(yè)務(wù)流的精準(zhǔn)調(diào)度。當(dāng)同時承載多條路徑上的業(yè)務(wù)流時,PeOTN技術(shù)可以對該路徑上的不同業(yè)務(wù)流進行分類識別,從而根據(jù)不同業(yè)務(wù)類型提供差異化的傳輸服務(wù)[6]。
(二)智能管道
傳統(tǒng)的SDH/MSTP/OTN等智能管道將網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)流量根據(jù)不同的QoS等級進行了區(qū)分,主要功能包括QoS保障、多業(yè)務(wù)融合和按需調(diào)度等。智能管道技術(shù)可基于業(yè)務(wù)類型和帶寬要求對不同類型的流量進行精準(zhǔn)管控并提供差異化QoS保障,在保障業(yè)務(wù)QoS的前提下實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化利用,提升網(wǎng)絡(luò)效率。智能管道在城域網(wǎng)中可作為SDH/MSTP/OTN等智能管道的延伸,通過PeOTN技術(shù)可實現(xiàn)以下功能:
1.多業(yè)務(wù)融合
不同類型的業(yè)務(wù)需要不同的承載平臺,可以根據(jù)流量和帶寬要求選擇不同的承載平臺。PeOTN技術(shù)可支持多種業(yè)務(wù)融合,如MPLS專線、以太網(wǎng)專線、視頻會議專線等。
2.流量智能管控
智能管道可以根據(jù)流量特征對業(yè)務(wù)進行分類管理,從而實現(xiàn)流量的精準(zhǔn)分配和按需分配。PeOTN技術(shù)在實現(xiàn)流量智能管控的同時還可以兼顧帶寬保障,從而實現(xiàn)差異化QoS保障。PeOTN技術(shù)可支持多路徑傳輸和帶寬動態(tài)調(diào)整,并在故障發(fā)生時可快速恢復(fù),從而保障業(yè)務(wù)傳輸質(zhì)量。
3.多路徑傳輸
PeOTN技術(shù)可支持多路徑傳輸。當(dāng)城域網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)故障時可以使用多個PeOTN節(jié)點進行備份,從而有效應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)故障。
4.按需調(diào)度
智能管道可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要進行靈活的流量調(diào)度和路徑調(diào)整。一方面,可在不同業(yè)務(wù)間進行流量的調(diào)配,另一方面可在網(wǎng)絡(luò)故障時迅速進行業(yè)務(wù)恢復(fù)?;赑eOTN技術(shù)的智能管道將幫助運營商實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化配置和按需調(diào)度,從而提升網(wǎng)絡(luò)效率和效益。智能管道還可以與現(xiàn)有SDH/MSTP/OTN等技術(shù)相結(jié)合,進一步提升網(wǎng)絡(luò)傳輸與管控的整體效率[7]。
(三)多路徑傳輸
多路徑傳輸是指通過在業(yè)務(wù)流的不同路徑上采用不同的保護措施以保障業(yè)務(wù)傳輸安全,是傳統(tǒng)SDH/MSTP等技術(shù)的延伸和拓展。
基于PeOTN技術(shù)的多路徑傳輸能力,城域網(wǎng)可提供靈活的多路徑業(yè)務(wù)承載方案。在城域OTN網(wǎng)絡(luò)中,通過對業(yè)務(wù)流進行多路徑保護,可以提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率和網(wǎng)絡(luò)可靠性,避免因單點故障造成網(wǎng)絡(luò)中斷。
(四)城域網(wǎng)骨干匯聚層
在城域網(wǎng)骨干匯聚層,通過PeOTN技術(shù)實現(xiàn)多路徑傳輸,可以有效提高城域網(wǎng)骨干網(wǎng)絡(luò)資源利用率。例如,在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大的運營商核心/骨干網(wǎng)中,通過采用PeOTN技術(shù),可以將骨干匯聚層多個物理通道上的業(yè)務(wù)流進行多路徑傳輸,將業(yè)務(wù)流量轉(zhuǎn)換為不同路徑上不同波長的光信號,在滿足業(yè)務(wù)質(zhì)量要求的前提下實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的最大化利用[8]。
四、PeOTN技術(shù)部署方案
為滿足多種業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度需求,需要對業(yè)務(wù)進行分類和分層管理。其中物理層網(wǎng)絡(luò)作為核心層,承載所有固定和移動業(yè)務(wù),如承載固定、移動及虛擬網(wǎng)絡(luò)的匯聚層,以及IP網(wǎng)絡(luò)的接入層;匯聚層主要承載語音、視頻、大顆粒數(shù)據(jù)等;接入層主要承載寬帶業(yè)務(wù)。PeOTN技術(shù)能同時滿足三類業(yè)務(wù)的承載需求。
首先是業(yè)務(wù)類型復(fù)雜多樣、帶寬需求靈活多變的大顆粒數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。為了滿足不同的業(yè)務(wù)類型,需要對傳送網(wǎng)絡(luò)進行靈活的分層管理。傳統(tǒng)傳送網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下,傳送網(wǎng)絡(luò)的匯聚和接入設(shè)備是兩個相對獨立的部分。對于大顆粒數(shù)據(jù)流量,需要通過傳統(tǒng)匯聚設(shè)備和核心設(shè)備進行轉(zhuǎn)發(fā),且轉(zhuǎn)發(fā)路徑不固定;對于語音和視頻等數(shù)據(jù)流量,由于需要將語音和視頻進行分級處理,所以需要通過匯聚設(shè)備進行轉(zhuǎn)發(fā)。由于這種大顆粒數(shù)據(jù)流量特性,會給傳統(tǒng)傳送網(wǎng)絡(luò)帶來較大的壓力。PeOTN技術(shù)將多個傳送網(wǎng)元合并成一個通用通道(GeneralPort),每個通道可承載不同類型業(yè)務(wù)。對于語音類業(yè)務(wù),可以將該通道合并成一個Port;對于視頻類業(yè)務(wù),可以將該通道合并成一個Port;對于流量比較大的虛擬專線業(yè)務(wù),可以將該通道合并成一個Port。由于PeOTN技術(shù)采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),使得各個通道之間的流量可自動識別和匹配,大大降低了網(wǎng)絡(luò)擁塞率[9]。
其次是語音和視頻類業(yè)務(wù)對帶寬需求相對較高、對時延敏感的業(yè)務(wù)。這兩種類型的數(shù)據(jù)流量具有不同的帶寬需求和時延要求。對于語音類業(yè)務(wù)來說,語音類業(yè)務(wù)對時延敏感的程度相對較高;而視頻類業(yè)務(wù)對時延敏感程度相對較低。因此需要將Port分為語音和視頻兩種類型:對于語音類業(yè)務(wù)來說,可以根據(jù)具體的語音類型劃分Port;對于視頻類業(yè)務(wù)來說,可以根據(jù)具體的視頻類型劃分Port。
再次是彈性大顆粒數(shù)據(jù)流量中占比最大的大顆粒數(shù)據(jù)流量。這部分?jǐn)?shù)據(jù)流量是通過各種控制面進行管理、控制和轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)。這部分?jǐn)?shù)據(jù)流量對于傳輸帶寬、時延等沒有特別要求,但對時延要求相對較高。例如對于語音類和視頻類兩種類型的數(shù)據(jù)流量來說,需要將這兩種類型的Port進行合并;對于視頻類和語音類兩種類型的Port來說,需要將這兩種類型的Port進行合并[10]。
最后是語音和視頻等低時延敏感類數(shù)據(jù)流量中占比最大的低時延和高帶寬類業(yè)務(wù)。這部分?jǐn)?shù)據(jù)流量對時延敏感程度相對較低;但由于其對時延要求較高,所以需要將其進行區(qū)分和管理;對于視頻類和語音類兩種類型的Port來說,需要將這兩種類型的Port進行分開管理;對于低時延和高帶寬類業(yè)務(wù)來說,需要將這兩種類型的Port進行合并管理;對于視頻類和語音類兩種類型Port來說,需要將這兩種類型的Port進行分開管理。
根據(jù)上述分析可知:PeOTN技術(shù)將會廣泛應(yīng)用于各種城域網(wǎng)中:
(1)核心匯聚層將采用PeOTN技術(shù)進行骨干匯聚;
(2)城域網(wǎng)接入層將采用PeOTN技術(shù)進行匯聚;
(3)城域網(wǎng)匯聚層將采用PeOTN技術(shù)進行骨干匯聚;
(4)城域傳送網(wǎng)絡(luò)將采用PeOTN技術(shù)實現(xiàn)城域內(nèi)各級網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間高效、靈活、動態(tài)互通;
(5)PeOTN技術(shù)可以適用于未來不同業(yè)務(wù)場景對承載需求。
在部署PeOTN技術(shù)時需要重點考慮業(yè)務(wù)類型和傳送網(wǎng)架構(gòu)兩個方面[11]。
五、結(jié)束語
總之,新時代PeOTN技術(shù)在我國光纖通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用具有重要意義。隨著5G、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的快速發(fā)展,PeOTN技術(shù)將迎來更廣泛的應(yīng)用場景。網(wǎng)絡(luò)運營商應(yīng)充分認(rèn)識PeOTN技術(shù)的優(yōu)勢,結(jié)合自身網(wǎng)絡(luò)需求,合理規(guī)劃和發(fā)展PeOTN技術(shù),以提高光纖通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率和業(yè)務(wù)質(zhì)量。在未來,我們有理由相信,PeOTN技術(shù)將為我國光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展注入新的活力,助力我國信息技術(shù)邁向新高峰。
作者單位:趙杰 山西信息規(guī)劃設(shè)計院有限公司
趙杰(1988.01-),男,漢族,山西介休,本科,通信工程師,研究方向:通信技術(shù)。
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