華為光突發(fā)傳送網(wǎng)OBTN技術(shù)白皮書

OBTN光突發(fā)傳送網(wǎng)絡(luò)白皮書Author/Email:DengNing/ning.deng@Version:V1.4(20120203)Author/IDDengNing/00163549Co-author/IDLiMo/00195248;XueQingsong/00142881;CaoShiyi/00122456;Approver/IDXiongQianjin/00134096DescriptionPleaseconsidertodeletethisslidebeforeyoupresent目錄網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)趨勢(shì)OBTN理念和原理OBTN應(yīng)用場(chǎng)景經(jīng)濟(jì)性分析樣機(jī)介紹網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)趨勢(shì)Page4點(diǎn)對(duì)點(diǎn)波分復(fù)用全光波長(zhǎng)粒度交換全光子波長(zhǎng)粒度交換未來發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)O-E-OO-E-OO-E-O點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸全光波長(zhǎng)粒度交換全光子波長(zhǎng)粒度交換立體的多層多跳架構(gòu)光層穿通的扁平架構(gòu)All-optical更簡(jiǎn)單更靈活網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)趨勢(shì)Page5快速光交換陣列快速光交換陣列快速光交換陣列NGWDMO/EE/OE/OO/EO/EE/OROADMOTN

XC交換機(jī)NGWDMO/EE/OE/OO/EO/EE/OROADMOTN

XC交換機(jī)NGWDMO/EE/OE/OO/EO/EE/OROADMOTN

XC交換機(jī)L0L1L2三層合一L0&L1&L2流量迅猛增長(zhǎng)，現(xiàn)有組網(wǎng)方式成本和功耗問題凸顯，多層融合成為熱點(diǎn)。最理想的情況是，光層同時(shí)實(shí)現(xiàn)傳輸和交換，L0～L2完全融合。這種技術(shù)稱為全光交換?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)理想網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)Page6全光交換示例波長(zhǎng)交換快速子波長(zhǎng)粒度交換電交換

流量需要先光電轉(zhuǎn)換，然后在L1/L2/L3層匯聚/交換，最后在電光轉(zhuǎn)換

流量直接通過光交換陣列在光層匯聚/交換時(shí)間時(shí)間時(shí)間12n現(xiàn)有光網(wǎng)絡(luò)連續(xù)光信號(hào)理想全光交換網(wǎng)絡(luò)光突發(fā)信號(hào)幀時(shí)間時(shí)間時(shí)間12n傳輸粒度>>交換粒度傳輸粒度=交換粒度全光交換業(yè)界方案簡(jiǎn)介業(yè)界主要的技術(shù)方案有：OPS(opticalpacketswitching)和OBS

(opticalburstswitching)都是基于分組交換體制，最大瓶頸是無法實(shí)現(xiàn)靈活光緩存若采用光纖延遲線模擬光緩存，100T系統(tǒng)需要100Gm長(zhǎng)的光纖?。ㄌ柕降厍颍〣urstAssemblyNodeDatachannelControlchannelOOOOEOOffset=TCParrivesattheOEOnodeattimet1Whenburstsarrive,thefabricisconfiguredSwitchingNodeOBSOPS包頭處理O/EO/E交叉矩陣光緩存輸入接口輸入接口…………E/OE/O華為OBTN規(guī)避了靈活光緩存的要求，是近期可實(shí)用的創(chuàng)新全光交換技術(shù)目錄網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)趨勢(shì)OBTN應(yīng)用場(chǎng)景OBTN原理經(jīng)濟(jì)性分析樣機(jī)介紹星形應(yīng)用OBTN星型拓?fù)淇梢詾橛脩籼峁╈`活的寬帶接入，同時(shí)減少中心局的數(shù)量。通過結(jié)合WDM和TDM技術(shù)，可以支持100km的長(zhǎng)距離接入和多達(dá)1000個(gè)用戶的覆蓋對(duì)齊OB時(shí)隙，可支持多波長(zhǎng)突發(fā)光放，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍簡(jiǎn)化接收機(jī)和多波突發(fā)光放的設(shè)計(jì)，提升其性能Support100kmMUX/DEMUXOACentralOfficeCustomersSplitterOATDMAWDMPage10環(huán)形應(yīng)用OBTN環(huán)網(wǎng)中，節(jié)點(diǎn)之間通過OB通道進(jìn)行通信可以與現(xiàn)有WDM/OTN網(wǎng)絡(luò)兼容/共同建網(wǎng)，靈活提供波長(zhǎng)和子波長(zhǎng)顆粒疏導(dǎo)可以進(jìn)行基于DBA的動(dòng)態(tài)流量管理，適合承載多種業(yè)務(wù)OAControlUnitDEMUXBurstRxRxTxDelayControl…MUXVOAFOBSTxTFFDataTFFTFF——optical——electricalTFF:thinfilmfilterOA:opticalamplifierFOBS:fastopticalburstswitch/selectorMesh應(yīng)用OBTN原理上可以適用任意網(wǎng)絡(luò)。技術(shù)上，OB通道可以實(shí)現(xiàn)和ODUk/VC通道相同的配置靈活度可以采用快速光開關(guān)陣列實(shí)現(xiàn)功能和成本均衡的“快速光交換矩陣”。波長(zhǎng)阻塞問題通過控制平面解決。Page11OB幀頭同步OB幀頭同步本地發(fā)射本地接收快速光交換矩陣控制信息處理（和WDM中監(jiān)控信道處理類似）光纖1光纖k……光纖1光纖k……控制信息提取控制信息提取控制信息插入控制信息插入Page12城域網(wǎng)應(yīng)用總攬星形網(wǎng)絡(luò)城域接入層單C環(huán)網(wǎng)雙C環(huán)網(wǎng)城域匯聚層BRAS/BASRouter均勻型環(huán)網(wǎng)城域業(yè)務(wù)控制層城域核心以上層Mesh或環(huán)網(wǎng)WDM+TDMA，單纖支持1000以上用戶支持多波長(zhǎng)突發(fā)光放，傳輸距離>100Km量變導(dǎo)致質(zhì)變，有利于接入層向用戶延伸，實(shí)現(xiàn)大帶寬接入，減少接入局點(diǎn)交換陣列和線速無關(guān)支持線速平滑升級(jí)；線速越高，TCO優(yōu)勢(shì)越明顯適應(yīng)大帶寬時(shí)線速升級(jí)需求支持分布式業(yè)務(wù)，適應(yīng)流量迅猛增長(zhǎng)下網(wǎng)絡(luò)扁平化需求；BRAS/Router之間光層子波長(zhǎng)Bypass，消除波長(zhǎng)的N平方問題降低核心路由器容量和功耗，消除大帶寬業(yè)務(wù)部署時(shí)網(wǎng)絡(luò)瓶頸OBTN星形應(yīng)用覆蓋面積更廣，接入層將可以向上延伸到BRAS點(diǎn)，城域匯聚層可能消失星形網(wǎng)絡(luò)城域接入層BRAS/BASRouter均勻型環(huán)網(wǎng)城域業(yè)務(wù)控制層城域核心以上層Mesh或環(huán)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用目前典型的數(shù)據(jù)中心組網(wǎng)使用樹型大象流（100M~G，90%）、橫向流（80%）特征明顯這些橫向流目前全部連接到EOR進(jìn)行交換

EOR需要大量的線卡和交換板對(duì)應(yīng) TOR,EOR間的互聯(lián)光纖不計(jì)其數(shù)使用OBTN技術(shù)來進(jìn)行數(shù)據(jù)中心組網(wǎng)，TOR之間通過波分的光OB進(jìn)行傳輸和（分布式）交換，EOR的相關(guān)下行線卡和交換板大幅縮減，同時(shí)光纖連接大為簡(jiǎn)化TOREORTOREORTCTCTCLCSCLCTCTCTCLCSCLCTCTCTCLCSCLCTCTCTCLCSCLCLCLCLCLCLCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCLCLCLCLCLCXCXCXCXCLC:linecardTC:tributary(serveraccess)cardSC:switchcardXC:OBTNall-opticalswitchcardEOR:endofrowTOR:topofrack目錄網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)趨勢(shì)OBTN應(yīng)用場(chǎng)景OBTN原理經(jīng)濟(jì)性分析樣機(jī)介紹Page15節(jié)點(diǎn)S節(jié)點(diǎn)D1節(jié)點(diǎn)D2節(jié)點(diǎn)D3節(jié)點(diǎn)DnOBTN原理OBTN的精髓在于，從OPS/OBS的分組交換機(jī)制，改為在光層實(shí)現(xiàn)子波長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)電路交換。最大好處是不需要靈活的光緩存，實(shí)用性大為增強(qiáng)！時(shí)間一個(gè)波長(zhǎng)將一個(gè)波長(zhǎng)按照一定長(zhǎng)度劃分為時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙承載一個(gè)光突發(fā)（光突發(fā)之間為無光的間隔區(qū)域）按照一定長(zhǎng)度增加虛擬幀結(jié)構(gòu)不同幀中相同位置的OB組成OB通道網(wǎng)絡(luò)中以O(shè)B通道為單位進(jìn)行交叉連接OB1OB2OBn●●●OB3OB1OB2OBn●●●OB3TT1122nn33OB1通道OB2通道Page16OBTN原理針對(duì)日益增長(zhǎng)的IP等動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)，OBTN設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)調(diào)整功能（也可稱為動(dòng)態(tài)電路交換），在光層實(shí)現(xiàn)帶寬統(tǒng)計(jì)復(fù)用環(huán)網(wǎng)或星形網(wǎng)絡(luò)中，推薦使用DBA（動(dòng)態(tài)帶寬算法）集中控制方式實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單易于和PON兼容/對(duì)接S節(jié)點(diǎn)L節(jié)點(diǎn)數(shù)字VideointernetPSTNL節(jié)點(diǎn)STEP1：L節(jié)點(diǎn)檢測(cè)本節(jié)點(diǎn)流量情況，申請(qǐng)帶寬；STEP2：S節(jié)點(diǎn)根據(jù)各L節(jié)點(diǎn)的申請(qǐng)情況以及網(wǎng)絡(luò)可用帶寬，計(jì)算每個(gè)L節(jié)點(diǎn)分配的帶寬STEP3：S節(jié)點(diǎn)給L節(jié)點(diǎn)下發(fā)帶寬STEP4：L節(jié)點(diǎn)根據(jù)分配的帶寬傳送業(yè)務(wù)Mesh網(wǎng)絡(luò)推薦基于MPLS修改創(chuàng)新IP業(yè)務(wù)主導(dǎo)，有必要引入動(dòng)態(tài)靈活的控制技術(shù)F1F2F3入標(biāo)簽入端口及OB通道號(hào)類型出標(biāo)簽出端口及OB通道號(hào)標(biāo)簽操作方式L1P1λ1OB1F1：TDML4P3λ1OB2靜態(tài)配置L2P2λ3OB3F2：大象流L5P4λ3OB1協(xié)議生成L3P2λ2OB4F3：小流L6P4λ2OB4協(xié)議生成………………Page17OBTN優(yōu)勢(shì)分析OBTN和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)比較起來，能大幅降低網(wǎng)絡(luò)TCO；和OPS/OBS比較起來，實(shí)用性強(qiáng)，近期有機(jī)會(huì)商用OBTN是實(shí)現(xiàn)理想網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，當(dāng)前唯一可選方案（某大T評(píng)語）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)成本和功耗節(jié)點(diǎn)容量按需擴(kuò)展實(shí)用性網(wǎng)絡(luò)層次Transponder數(shù)量電交叉/交換容量WDM+OTN+Switch3多大?。菏芟薇嘲咫娀ヂ?lián)、功耗等難：中間節(jié)點(diǎn)需要電處理，限制較多強(qiáng)：已大規(guī)模商用OPS/OBS1少小大易差：靈活的光緩存無實(shí)用方案，商用還遠(yuǎn)OBTN1少：源宿節(jié)點(diǎn)帶寬可收斂；中間節(jié)點(diǎn)無需O/E/O，?。簝H邊緣節(jié)點(diǎn)需要少量大：模塊之間是采用光互聯(lián)，更利于實(shí)現(xiàn)多框級(jí)聯(lián)，只受限于交換陣列可實(shí)現(xiàn)規(guī)模；目前的器件水平，可實(shí)現(xiàn)20P交換容量易：中間節(jié)點(diǎn)無電限制，能實(shí)現(xiàn)真正按需擴(kuò)展較強(qiáng)：無需靈活的光緩存，所需器件均可實(shí)現(xiàn)，近期可商用目錄網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)趨勢(shì)OBTN理念和原理OBTN應(yīng)用場(chǎng)景經(jīng)濟(jì)性分析樣機(jī)介紹OBTN與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型的對(duì)比Page19(a)(b)(c)光纖光通路CMC節(jié)點(diǎn)城域節(jié)點(diǎn)MR:城域路由器；CR:核心路由器；LC:線路卡；TC:支路卡三種城域傳送組網(wǎng)模型：a.WDM/OTN全連接，b.WDM/OTN+集中交換，c.WDM/OBTN結(jié)論——不考慮統(tǒng)計(jì)復(fù)用時(shí)結(jié)果與分析“WDM/OTN全連接”組網(wǎng)方案需要最多線卡（原因分析：a.N平方關(guān)系，b.有相當(dāng)多的連接只有幾個(gè)G的流量）“WDM/OTN+中心路由器（集中交換）“可以節(jié)省一些線卡（原因分析：因?yàn)樗泄?jié)點(diǎn)都是連接到中心路由器所在節(jié)點(diǎn)，多個(gè)連接可以進(jìn)行匯聚而共用波長(zhǎng)或ODU）；但需要消耗一定數(shù)量的路由器的線卡和路由器交換能力OBTN使用最少的線卡數(shù)（原因分析：使用OBTN也實(shí)現(xiàn)了流量匯聚，而同時(shí)卻不需要中心路由器，所以進(jìn)一步節(jié)省了CMCnode的傳送線卡--OBTN本身實(shí)現(xiàn)了分布式的交換）Page20核心路由器全連接OBTN無ODU1有ODU1無

ODU1有

ODU1雙環(huán)單環(huán)減少(傳輸)線路卡30294640211935%/52%支路卡302946402119額外的路由器線路卡19170000結(jié)果與分析考慮統(tǒng)計(jì)復(fù)用效果，OBTN的優(yōu)勢(shì)更加明顯Page21核心路由器全連接OBTN無ODU1有ODU1無

ODU1有

ODU1雙環(huán)單環(huán)減少(傳輸)線路卡26214640201634%/60%支路卡262146402016額外的路由器線路卡17130000結(jié)論——考慮統(tǒng)計(jì)復(fù)用時(shí)目錄網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)趨勢(shì)OBTN理念和原理OBTN應(yīng)用場(chǎng)景經(jīng)濟(jì)性分析樣機(jī)介紹研究現(xiàn)狀與樣機(jī)關(guān)鍵性技術(shù)上有所突破，如10G突發(fā)發(fā)射接收機(jī)、突發(fā)光放大器、快速OB開關(guān)、動(dòng)態(tài)帶寬分配、突發(fā)網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)和OAM等等。當(dāng)前版本樣機(jī)支持16節(jié)點(diǎn)環(huán)網(wǎng)，容量可達(dá)1.6TPage23OBTN板卡OFC2011上的樣機(jī)展示OBTN技術(shù)與OTN平臺(tái)的融合OBTN技術(shù)可以與現(xiàn)有的波分復(fù)用光傳送網(wǎng)(WDM/OTN)共同部署OBTN還可以與OTN保持相同的幀格式來實(shí)現(xiàn)全光復(fù)用以