互联网-时代的光网络(李俊杰)

互联网+时代的光网络李俊杰中国电信股份有限公司北京研究院[e-mail]互联网+对光网络的需求高速、大容量光网络灵活、开放的光网络23“互联网+”的内涵——来自中国电信“互联网+”行动白皮书“互联网+”本质上是一种新的经济形态，是互联网广泛应用于生产和服务各领域，实现智能化生产和服务、泛在化互联，提供个性化产品，最终表现为虚拟化企业的新的经济发展形态。互联网产业的升级换代互联网下沉为各行各业都能调用的基础设施核心是推动信息（数据）的流动在消费端提供个性化产品，在生产端形成虚拟化企业•互联网的服务能力、服务触角显著增强，服务形式更加多样化从个人客户为主，向个人与产业客户并重从信息沟通向价值创造发展从致力于消费者的虚拟化到致力于企业的虚拟化网络功能服务提供基础网络构成•传统意义上的网络•“网络+云资源+公共平台”的综合体•通信传输•提供“资源＋通信+信息应用”的综合服务•以传统硬件为主、设备种类繁多的电信网络•软件化集约控制、设备通用化和标准化的智能网络依托智能网络实现泛在化互联决策控制感知测量记录传送存储分析推理推动数据流动之中实现生产和服务的智能化，并持续改进：提供个性化产品形成虚拟化企业•从产品功能研发到产品包装设计，与用户有更广泛的互动，尊重用户的个性化需求•互联网带来企业间交易成本节约，企业更多分工合作，推动生产和服务过程虚拟化、组织分散化、资源云化。3宽带光网络：“互联网+”不可或缺的基础设施中国大陆日本中国香港韩国世界平均水平4.5Mbps22.2Mbps16.8Mbps15.2Mbps3.4Mbps第二位第三位第82位Source:Akamai发布的“2014年第四季度全球网速排行榜”我国平均速率全球排名82，远低于日韩，且低于全球平均速率网络目标离《宽带中国战略》的目标仍有不小差距2013年底网络发展情况《宽带中国战略》目标：2020年城市家庭固定宽带普及率55%100%农村家庭固定宽带普及率20%100%3G/LTE用户普及率25%85%城市地区宽带接入能力20M宽带接入能力覆盖80%50M农村地区宽带接入能力4M宽带接入能力覆盖85%12M4持续提高基础带宽是光网络的首要发展目标！4K高清视频是下一个带宽杀手级应用-Source:Ovum视频业务是大金矿8XGlobalVideoRevenuewillreachto$29bnin20172007200920112013201520171030507090110130150170VideoDataVoice-FromStrategyAnalytics•西欧消费者付费意愿高达47%视频价值高，付费意愿高视频逐步成为运营商主要收入$1.4K起步2.中国/美国发展OTT点播，日本/韩国发展直播（全球15家4K运营商）3.FIFA4K直播技术测试成功1.中国市场4K发展起步2.电视台进行IP化改造，为4K直播做准备3.4K片源供应主要集中在美日韩，中国，大片、游记、自然风光、演唱会为主1.4K赛事直播进入实际应用2.4K片源供给超5000小时3.欧美4K电影院普及化，刺激了4K电影的供给54K的最佳体验需要高质量的光网络进行保障用户体验视频KQI网络KPI承载网时延抖动丢包带宽MOS端到端主观的客观的基础业务KQI到网络KPI映射体系业界关于用户体验的理论体系架构53421带宽是基础，丢包、时延是影响体验的关键因素视频加载快进快退频道切换无花屏无卡顿业务类型4K直播4K点播应用层协议RTPHLS传输层协议UDPTCP用户体验KQI花屏、频道切换首次加载、卡顿影响因素带宽丢包时延带宽丢包时延30M0.01‰不敏感30M2‰15-20ms6移动宽带快速增长7Source:KPCB&Statcounter我国3G/4G移动互联网业务发展现状(6/15)3G/4G用户数：6.7亿4G用户数：2.25亿3G/4G基站数：258万3G/4G月均流量：320M4G月均流量：1GB（CMCC，1/15）Ref:韩国2014年底，4G平均流量3.23G，3倍于3GLTEBBU集中部署的光网络承载需求集中BBU的回传承载：BBU集中导致上联带宽加大：WDM/OTN覆盖BBU集中局站，更适宜提供大带宽承载BBU集中放置更利于采用同步信号地面传送方案：WDM/OTN可将同步信号传送到BBU集中位置，并避免双向不对称性问题接入层核心层汇聚层S-GWS-GWRANCE移动回传宏基站RRUBBUPoolMMECN2移动前传集中BBU的前传承载：接入光纤占用较多：引入WDM技术承载将大幅节省光纤的占用WDM技术方案多样化：须进一步研究，推进标准化8互联网+时代：数据中心（DC）成为网络的中心IDCIDCIDC运营商网络IDCIDCIDC运营商网络CDNCT：SDN/NFVIT:云计算/万物互联IDC改变运营商网络架构CDN重要性更凸显9当前光网络布局与DC规划脱节，导致流量压力加大骨干：未考虑跨省IDC访问和IDC互联需求城域：网络按用户数规划，未考虑IDC需求跨省IDC访问：互联网应用会根据服务器负载自动调整DNS，本地用户频繁访问外省IDC，服务体验差IDC互联：IDC间缺少直达路由，时延高，无法满足云计算资源实时同步/迁移的需求带宽逐层收敛:DCI专线开通慢，成本高，无法满足ICP业务扩容需要，ICP选择自建城域DCI传输系统ICP就近接入:ICP进驻运营商IDC冷热不均，且未能与用户分布向匹配10大型ICP对DCI专线的需求带宽9.Nov10.Nov11.Nov12.Nov时间业务流量骨干DCI专线带宽需求达到Tbps量级城域DCI专线带宽利用率达到70%更大带宽、效率更高DC间端到端业务的按需快速下发（小时）按需带宽专线(BoD)、虚拟传送网络(VTS)带宽按需提供“双十一”购物节超级DC普通DCDC云互联网+时代的企业需要更宽、更灵活的专线12Amazon，阿里云、天翼云……第三方云平台传统型企业本地化关键应用企业自建DC运营商IDC、内蒙云基地、贵州云基地……企业托管DC更灵活的专线需求混合云业务特征：多家独立三方云点到多点、可变局向区分SLA、带宽统一管理、规划企业已从租用机架、主机托管，走向使用云服务约30%SME及国企中约15%应用在使用第三方云业务平台，并且还在增长中互联网专线专线《昆塔》6千台机器，15万个核，400T内存低时延大带宽高安全性易运维Summary/Agenda互联网+时代对光网络的需求•光网络作为基础承载网络的重要性得到提升•FBB/MBB的发展高速、大容量(主线)•DC为中心组网/互联网+专线灵活、开放(新方向)高速、大容量光网络灵活、开放的光网络13100G的空前成功：从骨干到城域14Source:OVUM100G带动全球WDM传输设备市场发展2014年增长率：48%全球光网络市场：-2.7%亚太地区（中国为主）新增100G占比：46%北美地区：32%全球WDM设备供应商排名华为：No.1中兴：No.3烽火：No.7超100G传输技术路线：光域MIMO光域MIMO(MultipleInput,MultipleOutput)•概念：n路独立子载波通路复用承载1路高速信号•要点：子载波通路独立/正交、可灵活调整•举例：偏振、波长、模式、空间、角动量……•实例：ITU-T引入OTUCnWDM领域的光MIMO技术•要素：一个波道内的多个子载波•子波长复用（SuperChannel）•NyquistWDM•OFDM•模式复用/空间复用/纤芯复用15新型光纤技术当前：改良单模光纤——低损耗/大面积•G.652LL/ULL光纤•G.654LL/ULL光纤•陆缆系统：G.652LL/ULL•海缆系统：G.654ULL/ULL未来：传输光纤的革命•单模光纤极限：100T×1000km•FMF：少模光纤•MCF：多芯光纤•MCFMF：少模多芯光纤•Others……16超100G灵活光传输技术关键技术：•Flexi-GridWSS：n×12.5GHz灵活栅格WDM•ODUflex/OPUCn：n×1.25G/n×10G/n×100G灵活容器•OTUCn：n×100G灵活封装•DAC：xQAM灵活调制•光子集成/光电集成：灵活的光发送和光接收波长数传输距离和容量之间的平衡，适应全网组网的动态调整17400G传输技术方案单载波方案多载波超级通道方案载波数量112224电信号速率37G/43G56G/64G28G/32G37G/43G56G/64G28G/32G调制格式64QAM16QAM16QAM8QAMQPSKQPSK单载波速率400G400G200G200G200G100G400Gbps超级通道间隔50GHz75GHz75GHz100GHz100GHz150GHz净频谱效率(bit/s/Hz)85.35.3442.7OSNR容限参考值~26dB~24dB~19dB~18dB~17dB~12dB传输距离参考值~100km~200km~400km~500km~600km~1500km400GE标准关键技术方案和基线（Baseline）已确定，预计2017年完成；400GWDM传输技术路线难以统一，未来可能出现多种调制方式，适用于不同场景。18ROADM技术优势：减少电再生：降低成本，降低时延波道灵活调度：业务快速开通，重路由提供可扩展性：不影响业务新增节点和链路ROADM优先部署范围：骨干光网络：区域组网城域光网络：核心层城域光网络：汇聚层ROADM设备形态：ROADM：提供波长层面调度集成OTN电交叉：提供子波长业务汇聚/疏导和光电光再生CD/CDCROADM提供上下路波长端口灵活性，满足集约化运营需求CD和CDCROADM应用于不同应用场景CDCCDCCDCCDCCDCCDCODUkSwitch波长业务维护波道子波长业务ColorlessColorlessColorlessColorlessColorlessColorlessODUkSwitch光电光再生光层+电层协同调度：ROADM+OTN19专线业务方案：OTN端到端建网核心层：100G/400GOTN/ROADM•大容量交叉调度：光、电调度融合，实现海量资源池调度•高集成/低功耗：提高可维护性，减少机房面积，降低机房功耗•多业务灵活接入：集成度高、满足复杂组网需求…………EnterpriseSDH/PDH40*100G环40*100G环汇聚接入层：紧凑型OTN/ROADM•灵活组网，扩容方便•业务即开即通，运维高效•基于统一交叉，提供分组甚至TDM等交换能力•小颗粒专线组建向OTN网络迁移骨干网/城域核心层100G/400GOTN/ROADM80*100G/200G/400G汇聚层紧凑型OTN/ROADMOLT80*10G环80*10G环80*10G环80*10G环端到端组网，降低对接和运维成本，加快业务发放时间20Summary/Agenda互联网+时代对光网络的需求高速、大容量光网络•100G已普及，从骨干向城域扩展•400G需求已明确，多种技术方案并存•ROADM+OTN提供大容量交换和专线承载方案灵活、开放的光网络21灵活、开放的光网络架构虚拟资源管理网络功能管理NFV管理SDN控制器网络协同/业务编排/能力开放网络功能层基础设施层编排协同层省重要DC中心DC/传送枢纽节点传送枢纽节点BATIDC骨干光网络综合接入点IP城域出口本地DCOLTBBURRU本地DCONU城域光网络本地DCvOLTvONUEMS/NMS运营系统/智能网管vCPEAPP，用户控制器，等22SDON：软件定义光网络光网络引入SDN技术•控制与转发分离：控制平面具备灵活创新性，有利于网络快速升级•集中控制：实现跨厂商、跨域统一控制，提高业务部署效率，智能调度及运维简化•开放接口：面向用户应用开发，实现业务快速创新和实时自动化•跨专业协同：IP＋光，DCI＋光开放北向接口，支持新型传送业务•BOD按