近期,Microchip 參加了每年一度的“中國光網絡研討會”,并以“邊緣化趨勢:接入型 OTN 和邊緣數據中心”為主題發表了演講。可能在很多人印象中,Microchip 并沒有光通信業,如果你還記得去年 3 月 Microchip 對 Microsemi 的并購會恍然大悟,這次并購加強了 Microchip 的通訊業務。在以往的會上,Microchip 討論了 OTN 在 5G 承載中的角色,新一代光傳送網與 5G 等話題,Microchip 資深產品經理郎濤強調,“無論我們的演講主題如何變化,但是傳送技術是我們這個產品系統的基因,我們一直在這個領域耕耘。”

 

在通信領域,傳輸網一般分為骨干層、匯聚層、接入層,OTN 技術一般用于骨干層。由于接入網面對的客戶多種多樣,非常復雜,接入技術也在不斷變化。郎濤表示,“無論是家庭寬帶從 GPON 轉向 XGPON,還是無線 RRH 從 PTN/IP-RAN 轉向 SPN、M-OTN 或者 IP-RAN2,或者政企客戶從 MSAP 到 PTN/OTN,接入網技術也在不斷變革。”如今,由于三大運營商建立了政企專線,邊緣數據中心數量隨著流量大增而崛起,OTN 技術在快速向接入側下沉。

 


Microchip 通信業務部資深產品營銷經理郎濤

 

從邊緣數據中心崛起看 OTN 技術下沉到接入側的意義
企業客戶接入之前已經有了小型 PTN 技術,那么 OTN 技術下沉到接入側的意義是什么?近幾年,三大運營商開始建設政企專線,而政企專線需要大帶寬、高品質的服務。因此,接入側對 OTN 技術的需求大增。

 

 

OTN 技術具有從 100M 到 100G 的大帶寬;本身具有剛性隔離,這是 OTN 專網和分組專網的重要區別。OTN 是基于時分復用(TDM)的,具有資源獨占特性,也就是給用戶提供的資源、帶寬是固定的,不受別的用戶的干擾。同時在 OTN 傳送時不需要做報文的二層終結,延時最低可以做到 5 微秒;在安全方面,OTN 技術可以引入加密功能。

 

郎濤也解釋,“用 OTN 技術來做接入的目的是能夠提供點到點的 OTN 專線,能夠把客戶兩個不同的辦事處或者是不同的數據中心之間連接起來。OTN 下沉到接入側是為了給企業提供專線業務,數據中心之間的互聯需要大帶寬、高品質的專線服務來支撐,而數據中心是企業專線用戶的典型用戶。所以,接入型 OTN 的技術就是讓大量、高品質的專線服務變成可能,也為邊緣數據中心大量互聯提供了可能性。”

 

中國移動通信有限公司研究院教授級高級工程師李允博表示,“中國移動已經在干線上建立了一張全世界最大規模的 OTN 網絡,從去年開始建設政企專網,延續了之前的 OTN 網絡架構。去年,中國移動的政企專網收入接近 300 億,而且每年在以 20%的速度遞增。不管是國家干線,還是省內、城域,OTN 在大帶寬、靈活性方面起到了重要作用。而且三大運營商都有一個共識,OTN 在政企專線服務方面是最好的技術。”

 

當然除了 OTN 技術,分組技術也可以用于專網服務。對于這兩者的關系,郎濤認為,“針對不同的用戶群,OTN 技術和分組技術可以互補。政企客戶對租用線或專用線服務的要求比較高,使用 OTN 技術更合適;普通中小企業對租用線或專用線服務要求并不嚴格,分組技術可以滿足需求,因此我們認為兩者可以共存。”

 

DCI 如何應對 5G 大流量的帶來的沖擊?

 

 

5G 網絡包括前傳網、中傳網和回傳網,現在的趨勢是把 BBU 的基站分拆成兩塊,一部分叫分布式的單元 DU,另外一部分叫集中式的單元 CU。分拆之后集中式的單元 CU 可以通過虛擬化實現,用戶通過數據中心里大量的服務器就能實現 CU 的功能。所以 CU 將來就是數據中心的一個功能,由數據中心來實現。因此,數據中心就已經部署到 CU 層,就是基站層。

 

因為移動邊緣計算(MEC)需要低延時,這一需求推動邊緣計算能力向基站遷移。不僅 CU 變成數據中心虛擬化了,邊緣計算中心的 MEC 的功能也直接和 CU 放到同一數據中心里面。

 

騰訊的應用涉及集中在數據中心互聯層面,5G 會帶來網絡架構的演進,兩個不同區域的數據中心之間業務的打通可以通過不同段的波分系統調節,這給會增加運維成本,而且需要大量的設備投入。騰訊技術工程事業群網絡平臺部光網絡結構師李方超解釋,未來我們會考慮在自己定義的光層設備上增加 WSS 板卡解決維度問題。另外,流量的增長必然帶來巨大的時延成本,而且不同的業務對于時延的要求不同,針對這種節點,我們會通過光層穿透,這需要低時延、高可靠性,我們不經過 IP 設備直接穿透,優勢在于不需要上電層設備,沒有進入 OTN 解封裝,也沒有到 IP 去做下一跳,節約了時延。同時降低了 IP 的跳度時的端口需求量,從而可以節約了 IP 端口成本。

 

“未來騰訊會和 Microchip 合作解決采用可插拔模塊來做轉發。在城域應用中,小于 60 公里時,可以采用 ZR 模塊方案,直接插在交換機上出彩光。在 80 公里到 100 公里之間,采用 CFP2-DCO 的方案,性能更好。原因是里面的激光器功率會更高一些,里面會加放大器。傳統盒子一般使用像 MSA 大的模塊,雖然性能更好,但是因為距離很短,優勢得不到發揮,成本很高,所以后面會考慮在可插拔模塊的情況下做一款自己的設備來解決問題。” 李方超補充。

 

憑借新型以太網 PHY 器件應對 DCI 未來發展趨勢

當前,數據中心互聯(DCI)市場呈現四大趨勢:超大規模數據中心到 2021 年流量翻倍,需要 400GbE 或者更大的容量線卡;DCI 復合年增長率達到 30%,安全需求劇增;DCI 的增長和相干 DSP 需要比以太網更多的靈活性;而且 5G 對網絡的同步提出的更大的挑戰。

 

 

為了順應 DCI 的發展需求,Microchip 推出 META-DX1 系列以太網 PHY 器件。META-DX1 是業界首個 T 級別的以太網 PHY,最高容量 1.2T,集成了 PHY/FEC/PCS/MAC 的以太網接口芯片,密度比同類產品高出 50%。涵蓋 1GbE 到 400GbE 的各種以太網接口,56G PAM-4 高速 SERDES,MACsec 以太網加密,FlexE 靈活以太網,納秒級的高精度 PTP 時鐘戳,最高密度的 gearbox,最高密度的 CDR/Retimer,無損的 2:1 開關切換,SERDES 交叉功能。

 

當前應用需要路由器上的以太網接口速率更加靈活,傳統以太網是固定速率,只有 100G、200G 和 400G 三種,無法充分利用相干 DSP 的能力,而采用 FlexE 的子速率模式可以細調到 25Gbps 顆粒。郎濤表示,“采用 FlexE 的技術,將以太網速率變細,和前面的設備進行匹配,新的以太網速率標準化工作至少 4 年以上,難以跟上步伐,用 FlexE 的綁定模式速率已超過了以太網速率。”

 

關于加密問題,數據中心在地理上越來越分散,城域分布式數據中心對廣域網的安全有很大挑戰,為了保證數據安全,比較實際的做法是二層加密(MACsec),MACsec 作為業界標準解決方案可支持多個 Terabit。郎濤認為,“如果在數據中心里有大量以太網業務,對以太網做二層加密更安全。我們在后面的產品定義里會將 MACsec 作為重要的功能做進去。”

 

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