【未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展大會】光電融合服務(wù)定制廣域網(wǎng)白皮書

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編寫說明

主要編寫單位：

網(wǎng)絡(luò)通信與安全紫金山實(shí)驗(yàn)室

北京郵電大學(xué)

主要編寫人員：

肖玉明、黃韜、張晨、汪碩、謝人超、朱海龍、劉江、劉韻潔

前言

隨著數(shù)字化經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)力驅(qū)動，互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展與新一輪工業(yè)革命

形成歷史性交匯，推動互聯(lián)網(wǎng)由傳統(tǒng)消費(fèi)領(lǐng)域向生產(chǎn)領(lǐng)域轉(zhuǎn)型，催生

出如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、算力互聯(lián)網(wǎng)等新興業(yè)務(wù)場景，從超大帶寬、超低時(shí)

延抖動、零丟包、萬億級連接等方面對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量（QoS）提出全

新訴求。然而，當(dāng)前廣域網(wǎng)在應(yīng)對上述需求時(shí)面臨容量受限、質(zhì)量難

承諾與資源效率不足等挑戰(zhàn)，難以提供“按需定制”的服務(wù)能力，其

根本原因在于光傳送與數(shù)通領(lǐng)域長期獨(dú)立發(fā)展，未能形成有效合力。

因此廣域網(wǎng)技術(shù)體系應(yīng)進(jìn)一步面向光電融合演進(jìn)升級，從傳統(tǒng)帶寬驅(qū)

動的通道式網(wǎng)絡(luò)向業(yè)務(wù)驅(qū)動的定制化網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)

（NaaS）的新型承載模式。

本白皮書結(jié)合廣域網(wǎng)業(yè)務(wù)與技術(shù)發(fā)展需求，提出了光電融合的服

務(wù)定制廣域網(wǎng)架構(gòu)（CustomWAN），聚焦多維QoS量化可承諾的核心

目標(biāo)，構(gòu)建光電傳送彈性化、拓?fù)淙诤峡芍貥?gòu)、分組跨層確定性等多

項(xiàng)基本能力，解決光電融合組網(wǎng)與統(tǒng)一調(diào)度問題，圍繞用戶個性化需

求提供靈活的資源適配能力，實(shí)現(xiàn)用戶與用戶、用戶與云/邊數(shù)據(jù)中心

間的高質(zhì)量互聯(lián)。本白皮書旨在通過構(gòu)建CustomWAN目標(biāo)架構(gòu)，推

動業(yè)界共同努力，加速推進(jìn)廣域網(wǎng)的技術(shù)演化與產(chǎn)業(yè)升級，全力建設(shè)

國際領(lǐng)先的信息通信網(wǎng)絡(luò)，為網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、制造強(qiáng)國、“東數(shù)西算”等

重大國家戰(zhàn)略貢獻(xiàn)力量。

I

一、背景

廣域網(wǎng)作為支撐信息時(shí)代的核心基礎(chǔ)設(shè)施，強(qiáng)力推動了21世紀(jì)

初消費(fèi)型互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新繁榮。但隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，廣域網(wǎng)在

應(yīng)用場景與技術(shù)能力上面臨全新挑戰(zhàn)。本章將重點(diǎn)分析廣域網(wǎng)的新型

業(yè)務(wù)需求與技術(shù)發(fā)展趨勢。

（一）廣域網(wǎng)發(fā)展新挑戰(zhàn)

隨著與實(shí)體經(jīng)濟(jì)的加速滲透融合，全球互聯(lián)網(wǎng)已逐步由消費(fèi)型向

生產(chǎn)型轉(zhuǎn)變，并催生出諸多新型業(yè)務(wù)場景，如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、算力互聯(lián)

網(wǎng)、全息通信等。傳統(tǒng)消費(fèi)型業(yè)務(wù)對服務(wù)質(zhì)量（QoS，QualityofService）

并不敏感，而新興業(yè)務(wù)場景對時(shí)延、抖動、丟包等QoS指標(biāo)提出了全

新訴求：

（1）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是對傳統(tǒng)制造業(yè)生產(chǎn)管理過程實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的新

型生產(chǎn)模式，通過傳感器采集設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端進(jìn)

行存儲、分析與處理，并由云端PLC（ProgrammableLogicController）

向現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送遠(yuǎn)程控制指令，從而提升企業(yè)生產(chǎn)效率、降低成本與

風(fēng)險(xiǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述愿景，廣域網(wǎng)將面臨超低時(shí)延抖動、萬億級連接等

嚴(yán)峻挑戰(zhàn)；

（2）算力互聯(lián)網(wǎng)是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的算力資源共享模式，其通

過網(wǎng)絡(luò)集群優(yōu)勢突破單點(diǎn)算力的性能極限，實(shí)現(xiàn)跨異地?cái)?shù)據(jù)中心的高

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質(zhì)量互聯(lián)，從而提升算力的整體規(guī)模，支持如超算、智算等算力密集

型應(yīng)用需求。然而，算力互聯(lián)的實(shí)現(xiàn)要求網(wǎng)絡(luò)提供超大帶寬、超低時(shí)

延、零丟包的承載能力，滿足業(yè)務(wù)對算力“隨需使用”與“跨異地?zé)o

感知”的需求；

（3）新型消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)是一種基于數(shù)字化手段的全新服務(wù)模式，

以擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR，eXtendedReality）技術(shù)為代表，通過使用計(jì)算、顯

示、傳感等設(shè)備，對環(huán)境與人物進(jìn)行數(shù)字化模擬，實(shí)現(xiàn)人與虛擬現(xiàn)實(shí)

環(huán)境間的智能交互。如圖1-1所示，以VR游戲人機(jī)交互為例，其要

求網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)耐禃r(shí)延被壓縮至6ms以內(nèi)，從而保證終端與云端的

渲染、編解碼、動作捕捉等處理要求。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，廣域網(wǎng)將面

臨超大帶寬、超低時(shí)延的承載挑戰(zhàn)。

圖1-1VR游戲人機(jī)交互時(shí)延預(yù)算

（二）光電融合新機(jī)遇

為支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、算網(wǎng)、新型消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，

廣域網(wǎng)應(yīng)重點(diǎn)圍繞QoS質(zhì)量保證進(jìn)行演進(jìn)，以提供“按需定制”的網(wǎng)

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絡(luò)承載能力。按需定制體現(xiàn)了“網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)（NaaS）”的思想，其允

許應(yīng)用主動向網(wǎng)絡(luò)提出定性/定量的QoS需求，同時(shí)要求網(wǎng)絡(luò)對于差

異化需求給予服務(wù)質(zhì)量承諾。解決廣域QoS問題存在兩種思路：一

是提升傳輸容量，類似于拓寬“馬路”；另一是強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)調(diào)度能力，

類似于通過路口“紅綠燈”調(diào)控各方向流量。其中，傳輸容量是保證

QoS性能的前提，因?yàn)闀r(shí)延、抖動等指標(biāo)都是傳輸能力的附屬產(chǎn)物，

若帶寬充足即可避免節(jié)點(diǎn)排隊(duì)、擁塞等問題。運(yùn)營商的傳統(tǒng)解決方式

便是基于該思想，通過不斷拓寬馬路來減少擁堵，卻一定程度上忽視

了紅綠燈調(diào)度邏輯的重要性。事實(shí)上，網(wǎng)絡(luò)容量升級勢必增加可觀的

成本投入，并且隨著業(yè)務(wù)增多，若缺乏有效的紅綠燈調(diào)度，即使馬路

再寬也難以完全避免擁堵問題。因此，廣域網(wǎng)靠單純提升速率已無法

滿足未來需求，而是應(yīng)將NaaS作為廣域網(wǎng)演進(jìn)的新思路，使其能夠

提供類似云計(jì)算服務(wù)的彈性帶寬、確定性傳輸能力，從而定量地滿足

用戶QoS需求。

從技術(shù)實(shí)現(xiàn)角度來看，光傳送技術(shù)是拓寬馬路的重要手段，且原

生具備時(shí)延、抖動等確定性能力，但同時(shí)也面臨帶寬粒度大與資源低

效等問題；數(shù)通技術(shù)是強(qiáng)化紅綠燈邏輯的重要手段，提供分組承載與

統(tǒng)計(jì)復(fù)用能力，但卻面臨非確定的承載缺陷。隨著新興業(yè)務(wù)的持續(xù)驅(qū)

動，光與數(shù)通領(lǐng)域都在不斷嘗試克服自身短板。例如，光傳送不斷向

細(xì)粒度演進(jìn)，形成如OSU（OpticalServiceUnit）、FGU（FineGranularity

Unit）等小顆粒技術(shù)；在數(shù)通方面，以DIP、DetNet為代表的分組確

定性技術(shù)，通過結(jié)合分組交換與電路交換思想，在保證調(diào)度靈活性的

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同時(shí)提升確定性能力。然而，光與數(shù)通兩者長期處于獨(dú)立發(fā)展的狀態(tài)，

導(dǎo)致在獨(dú)立面對按需定制要求時(shí)存在諸多問題。一方面，光通道再細(xì)

仍是剛性管道，并且無法區(qū)分同一管道內(nèi)的不同業(yè)務(wù)，因此其資源效

率受限且無法解決逐業(yè)務(wù)確定性的問題；另一方面，數(shù)通不感知底層

光路的選擇與變化，而光路更改可能導(dǎo)致時(shí)延變化甚至違約，從而無

法真正意義上承諾QoS質(zhì)量。為克服光與數(shù)通各自短板，構(gòu)建未來

廣域NaaS能力，必須推進(jìn)光電融合進(jìn)程。

光電融合并非新話題，但當(dāng)時(shí)缺乏足夠的需求驅(qū)動，因此運(yùn)營商

只將其作為網(wǎng)絡(luò)預(yù)規(guī)劃的手段而非在線調(diào)度方式，并且主要面向選路

與帶寬分配，不具備多維QoS量化可承諾的承載能力。然而，當(dāng)下新

興業(yè)務(wù)對服務(wù)質(zhì)量的要求日益嚴(yán)格，同時(shí)上升至理論高度來看，NaaS

與按需定制的實(shí)現(xiàn)也對光電融合提出了必然訴求，因此光電融合將迎

來窗口期機(jī)遇。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，未來廣域網(wǎng)應(yīng)深入推進(jìn)光電融合進(jìn)

程，強(qiáng)化光域技術(shù)實(shí)現(xiàn)大容量、長距離的數(shù)據(jù)傳輸，融合光、電傳送

特質(zhì)提供靈活組網(wǎng)與彈性資源能力，構(gòu)建廣域網(wǎng)操作系統(tǒng)對業(yè)務(wù)需求

/屬性與光電資源進(jìn)行建模，支持面向路由器隊(duì)列與緩存的精準(zhǔn)調(diào)控，

最終實(shí)現(xiàn)服務(wù)定制的承載愿景。

二、傳統(tǒng)廣域網(wǎng)技術(shù)綜述

光傳送與數(shù)通技術(shù)是實(shí)現(xiàn)廣域網(wǎng)長距離、大容量、靈活承載的基

礎(chǔ)，為分析光電領(lǐng)域各自的技術(shù)優(yōu)勢，本章重點(diǎn)圍繞組網(wǎng)結(jié)構(gòu)、光傳

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送與數(shù)通等方面對當(dāng)前廣域網(wǎng)技術(shù)展開討論。

（一）組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

1.IP-over-WDM組網(wǎng)結(jié)構(gòu)（IPoWDM）

SDH在上世紀(jì)90年代承擔(dān)了話音與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸任務(wù)，但隨

著業(yè)務(wù)體量的急速增長，其容量受限、成本高的劣勢逐漸顯露。波分

復(fù)用技術(shù)（WDM，WavelengthDivisionMultiplexing）的出現(xiàn)解決了

SDH的困境，其提供多波長的共纖傳輸能力，極大拓展了單纖容量，

且設(shè)備造價(jià)遠(yuǎn)低于新建光纜線路。在IP-over-WDM初始階段，路由

器通過外部WDM設(shè)備實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，并且不支持光層交換，因此不

具備波長路由能力。

光傳輸技術(shù)發(fā)展推動了學(xué)術(shù)界對IP-over-WDM的研究改善，并

逐步引入光層交換能力，形成如圖2-1所示的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。其中，IP層

由核心路由器構(gòu)成實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流量匯聚，光層由光轉(zhuǎn)發(fā)器與光線路系統(tǒng)

組成，為上層提供基于波長交換的光連接，光線路中需部署光放大器

以保障長距傳輸。在發(fā)送端，路由器與光轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備相連完成光電轉(zhuǎn)換，

從而將業(yè)務(wù)流調(diào)制到對應(yīng)的光載波上，不同載波經(jīng)復(fù)用器耦合實(shí)現(xiàn)共

纖傳輸；接收端基于波長交換實(shí)現(xiàn)對應(yīng)波長的下路操作，并經(jīng)光電變

換傳遞至路由器不同接口。

綜上所述，IPoWDM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡單，支持對碼率、數(shù)據(jù)格式的透

明傳輸且擴(kuò)容便捷，是一種經(jīng)濟(jì)有效的廣域承載解決方案，但面臨帶

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寬粒度過大、調(diào)度靈活性不足的問題。

圖2-1IPoWDM組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

2.IP-over-OTN組網(wǎng)結(jié)構(gòu)（IPoOTN）

為解決傳統(tǒng)WDM對于子波長調(diào)度能力不足、管理僵化的問題，

通過借鑒SDH中TDM與OAM理念，并結(jié)合WDM形成了OTN

（OpticalTransportNetwork）技術(shù)體制。OTN定義了多種速率等級的

容器，滿足不同帶寬粒度的承載要求，同時(shí)引入電交叉能力以實(shí)現(xiàn)子

波長級的路由調(diào)度，同時(shí)保留了光交叉能力實(shí)現(xiàn)在站點(diǎn)內(nèi)各方向之間

波長信號的自由調(diào)度。此外，OTN在幀結(jié)構(gòu)中引入豐富的監(jiān)控開銷，

提供從光層到電層的多級監(jiān)控能力。IP-over-OTN組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖2-2

所示，IP層由核心路由器構(gòu)成，OTN電層引入ODU容器提供基于子

波長的交叉能力，OTN光層提供基于波長的交叉能力，核心路由器

與OTN之間通過以太網(wǎng)接口相連。對于大帶寬業(yè)務(wù)，可通過OTN電

層或光層直通對端，回避IP層的轉(zhuǎn)發(fā)處理，在減少路由器過境流量

的同時(shí)降低端到端時(shí)延。

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相比于IPoWDM，傳統(tǒng)IPoOTN具備更高的調(diào)度靈活性與資源

效率，但仍存在如下不足：i）從業(yè)務(wù)角度而言，ODU帶寬粒度仍較

大（吉比特級），導(dǎo)致底層通道資源效率與連接數(shù)受限；ii）IP與光層

各自獨(dú)立算路，整體算路效率與優(yōu)化性能較低。

圖2-2IPoOTN組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

（二）新型光/電傳送技術(shù)

1.分組切片網(wǎng)（SPN）

如圖2-3所示，該方案采用IP-over-FlexE-over-WDM組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，

通過FlexE構(gòu)建1.5層時(shí)隙通道，實(shí)現(xiàn)物理層與MAC層速率解耦，

提供類似于OTN的TDM低時(shí)延電交叉能力，但其封裝更為簡潔高

效。ITU-T標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范時(shí)隙粒度為5Gbps，與ODU速率處于同級別。

為向下拓展Sub-1G速率粒度，SPN提出了基于GFU（FineGrained

Unit）的小顆粒通道能力，通過綜合考慮芯片設(shè)計(jì)的復(fù)雜度、大小、

成本、功耗等因素，將時(shí)隙粒度定為10Mb/s?？傮w而言，SPN具備

如下優(yōu)勢：i）順應(yīng)業(yè)務(wù)以太化發(fā)展趨勢，擴(kuò)展支持主流以太口，與IP、

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MPLS等分組技術(shù)高度兼容，可保護(hù)已有技術(shù)投資；ii）提供時(shí)隙交

叉能力，支持低時(shí)延承載；iii）支持多速率的端到端通道構(gòu)建，提供

通道的連通性檢測與性能監(jiān)測能力；iv）支持小顆粒通道帶寬的無損

調(diào)整。

雖然SPN優(yōu)勢巨大，但仍存在如下不足：i）SPN雖能通過構(gòu)建

端到端時(shí)隙通道保證路由與帶寬的確定性，但無法解決同一時(shí)隙通道

內(nèi)的逐流確定性問題。其原因是SPN確定性的實(shí)現(xiàn)繞過了分組層，

因此從根本上無法解決“分組”的問題。當(dāng)然，SPN可通過分配冗余

帶寬來保證確定性，但這會導(dǎo)致資源效率下降；ii）時(shí)隙粒度的細(xì)化

會增加數(shù)據(jù)在SPN節(jié)點(diǎn)的等待時(shí)間。因?yàn)槭苕溌穫鞑ヅc節(jié)點(diǎn)處理延

遲影響，數(shù)據(jù)到達(dá)SPN節(jié)點(diǎn)后未必能被立刻轉(zhuǎn)發(fā)，須等待所分配的

時(shí)隙到來，然而粒度細(xì)化導(dǎo)致同一時(shí)隙的兩次發(fā)送間隔變大，導(dǎo)致數(shù)

據(jù)等待時(shí)間延長；iii）SPN淡化了光層交叉能力，導(dǎo)致光路配置靈活

性受限。

圖2-3SPN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖

2.下一代光傳送網(wǎng)（NG-OTN）

如圖2-4所示，NG-OTN繼承了傳統(tǒng)OTN的固有能力，并向下

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拓展了基于OSU的Sub-1G容器粒度，從而將OTN組網(wǎng)延伸至接入

側(cè)。業(yè)務(wù)通過OSU接入網(wǎng)絡(luò)，并在城域匯聚/核心節(jié)點(diǎn)復(fù)用至ODUk

中，骨干OTN提供傳統(tǒng)ODUk交叉能力，構(gòu)建基于OTN單層網(wǎng)絡(luò)

的端到端連接。該方案支持分組業(yè)務(wù)（具有保證帶寬要求）、及固定

速率業(yè)務(wù)（STM-1/STM-4等）的接入，并提供無損帶寬調(diào)整能力（最

小調(diào)整步長為10Mbps）。此外，NG-OTN通過簡化映射層級，降低業(yè)

務(wù)封裝與交換時(shí)延。

NG-OTN提供了低時(shí)延、大連接、靈活無損帶寬調(diào)整的技術(shù)優(yōu)勢，

可顯著提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量與帶寬效率。但NG-OTN在面向未來業(yè)務(wù)

場景時(shí)仍存在如下不足：i）NG-OTN繼承了傳統(tǒng)OTN的固有能力，

支持低階ODU向高階ODU復(fù)用，不同階ODU之間通過GMP協(xié)議

封裝，然而階數(shù)過多導(dǎo)致多級重復(fù)封裝，引入額外處理時(shí)延；ii）NG-

OTN雖然向下拓展了細(xì)粒度容器，但其本質(zhì)上仍是剛性傳輸通道，

因此帶寬效率問題仍未從根本上被解決，尤其在面對較強(qiáng)突發(fā)性的分

組業(yè)務(wù)時(shí)；iii）雖然基于電路交換的NG-OTN可保證端到端時(shí)延與抖

動，但其對上層業(yè)務(wù)透明傳輸，難以滿足同一容器內(nèi)的逐流確定性要

求。造成上述問題的原因是NG-OTN未與分組層進(jìn)行聯(lián)動。

圖2-4NG-OTN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖

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（三）數(shù)通技術(shù)

1.流量調(diào)節(jié)與整形技術(shù)

流量調(diào)節(jié)（Policing）旨在限制進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的某一類業(yè)務(wù)流量，通過

在網(wǎng)絡(luò)入口對不同類型數(shù)據(jù)流量采取不同措施，以決定數(shù)據(jù)分組是否

進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。通常采用令牌桶算法實(shí)現(xiàn)，如單速率雙色桶與雙速率三色

桶。令牌桶類似于入口閘機(jī)，獲得令牌的分組便可進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，未獲得

令牌的分組則繼續(xù)等待。網(wǎng)絡(luò)可為不同類別的業(yè)務(wù)單獨(dú)設(shè)置令牌桶，

通過調(diào)節(jié)桶深與令牌發(fā)放速度進(jìn)行控制，其中桶深用于限制業(yè)務(wù)的突

發(fā)量，令牌發(fā)放速度用于限制業(yè)務(wù)速率。

流量整形（Shaping）用于調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中某一鏈路的業(yè)務(wù)突發(fā)，使數(shù)

據(jù)分組能以相對均勻的速率發(fā)送。由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)突發(fā)性問題的存在，

若瞬時(shí)流量過大可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生擁塞。流量整形通常基于漏桶算法

實(shí)現(xiàn)，限定鏈路上各個時(shí)刻流量速率的上限。

未來廣域網(wǎng)中仍需沿用流量調(diào)節(jié)與整形技術(shù)，例如，保證用戶側(cè)

發(fā)送速率符合SLA約定，以及對業(yè)務(wù)進(jìn)行入口整形為端到端QoS質(zhì)

量保障提供輔助作用。

2.路徑選擇與資源預(yù)留技術(shù)

（1）MPLS-TE

MPLS-TE是解決大型骨干網(wǎng)中流量工程問題的有效方案，其通

過結(jié)合MPLS技術(shù)與流量工程，在無連接的IP網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)了面向連

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接的服務(wù)。MPLS-TE具體操作如下：i）除網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⑼?，所有?jié)

點(diǎn)還需收集各鏈路TE參數(shù)及負(fù)載信息。MPLS-TE通過擴(kuò)展IGP協(xié)

議來發(fā)布鏈路狀態(tài)信息，包括最大鏈路帶寬、最大可預(yù)留帶寬、當(dāng)前

預(yù)留帶寬、鏈路顏色等，在設(shè)備上形成鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫；ii）通過CSPF

算法與鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，計(jì)算滿足帶寬、顏色、顯示路徑等約束的路

由；iii）通過RSVP-TE或CR-LDP協(xié)議建立標(biāo)簽交換路徑并預(yù)留資

源；iv）基于MPLS進(jìn)行數(shù)據(jù)面轉(zhuǎn)發(fā)。

MPLS-TE可預(yù)先確定路由并預(yù)留帶寬資源，從而為服務(wù)質(zhì)量提

供保證。但其在面向未來業(yè)務(wù)場景時(shí)卻存在如下不足：i）路由選擇主

要面向分組層，并不能對光層選路進(jìn)行決策；ii）高度依賴最新、準(zhǔn)

確的鏈路TE狀態(tài)，若狀態(tài)信息不準(zhǔn)確，將導(dǎo)致QoS性能下降；iii）

向全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)頻繁更新鏈路TE狀態(tài)，將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)擔(dān)加重；iv）

受傳輸距離影響，鏈路狀態(tài)的更新同步存在延遲，影響狀態(tài)的時(shí)效性

與準(zhǔn)確性，進(jìn)而限制組網(wǎng)規(guī)模；v）CSPF能夠一定程度實(shí)現(xiàn)定制化承

載，但僅限于自治域內(nèi)，無法提供跨域的定制化能力。

（2）RSVP

RSVP是針對InterServ模型而設(shè)計(jì)的傳輸層協(xié)議，用于在沿路節(jié)

點(diǎn)上傳遞資源預(yù)留的控制信息。RSVP定義了一整套消息機(jī)制實(shí)現(xiàn)

QoS請求、資源預(yù)留、預(yù)留路徑維護(hù)、資源釋放等功能，其中以PATH

與RESV消息為核心，其它消息則由其演化而來。PATH消息由發(fā)端

向收端定期發(fā)送，在途經(jīng)節(jié)點(diǎn)上建立或刷新Path狀態(tài)。由于預(yù)留狀

態(tài)是有時(shí)間限制的軟狀態(tài)，因此需周期性刷新。RESV消息則沿反方

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向從收端向發(fā)端逐跳傳遞，在途經(jīng)節(jié)點(diǎn)上建立或刷新Resv狀態(tài)，執(zhí)

行接納控制與資源預(yù)留操作。RSVP事先在數(shù)據(jù)流傳輸路徑上預(yù)留了

一定帶寬資源，因此可提供業(yè)務(wù)所期望的服務(wù)質(zhì)量。

RSVP解決了帶寬維度的QoS保障問題，但在面對未來廣域網(wǎng)應(yīng)

用時(shí)仍存在如下不足：i）雖然支持用戶提出的差異化帶寬需求，但只

針對已有路徑預(yù)留帶寬，無法通過信令觸發(fā)路由的方式實(shí)現(xiàn)差異化選

路；ii）RSVP帶寬預(yù)留成功率有限；iii）不支持時(shí)延、抖動、丟包等

多維度的QoS定制；iv）跨域資源預(yù)留實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度高，導(dǎo)致業(yè)務(wù)開通

慢。

（3）IPv4源路由

區(qū)別于逐跳查表轉(zhuǎn)發(fā)的路由方式，IPv4源路由是一種無狀態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)

機(jī)制，通過在IPv4包頭攜帶完整路由信息，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)根據(jù)該信息進(jìn)

行端口匹配實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，從而極大減少轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，降低

控制面與數(shù)據(jù)面頻繁交互引入的通信開銷。其實(shí)現(xiàn)方式是：源端將路

由信息（如每跳的IP地址）添加至IP數(shù)據(jù)包的Option字段，路由器

根據(jù)報(bào)頭中IP地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理，從而在無連接的IP網(wǎng)絡(luò)上提供一

定程度的QoS保障能力。IPv4源路由分為兩類，即嚴(yán)格源路由與松

散源路由，其中嚴(yán)格源路由要求嚴(yán)格按照IP列表中的地址順序轉(zhuǎn)發(fā)；

松散源路由則只提供必須經(jīng)過的路由器地址信息，非直連路由器間還

需依靠傳統(tǒng)IP尋址完成路由轉(zhuǎn)發(fā)。

IPv4源路由允許發(fā)端指定數(shù)據(jù)包的完整路徑，從而具備一定程度

的路由控制與網(wǎng)絡(luò)調(diào)優(yōu)能力，但在面向未來廣域網(wǎng)應(yīng)用時(shí)仍存在如下

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不足：i）Option字段長度不能超過40字節(jié)，導(dǎo)致路由跳數(shù)受限；ii）

只支持指定路由，無法指定沿路的資源配置；iii）無法指定光層傳輸

路徑。

（4）SR-MPLS

分段路由技術(shù)（SR,SegmentRouting）解決了MPLS中協(xié)議種類

多、信令復(fù)雜、可擴(kuò)展性差等問題。SR基于源路由思想，將網(wǎng)絡(luò)路

徑劃分為多段并以SID來標(biāo)識各段與轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，通過有序排列段與

節(jié)點(diǎn)形成傳輸路徑，節(jié)點(diǎn)根據(jù)SID執(zhí)行分組轉(zhuǎn)發(fā)。SR支持MPLS與

IPv6數(shù)據(jù)面，并形成SR-MPLS與SRv6兩條技術(shù)路線，其中SR-MPLS

以MPLS標(biāo)簽作為SID進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。SR-MPLS改用IGP代替

LDP分發(fā)標(biāo)簽，同時(shí)集中化控制面規(guī)避RSVP導(dǎo)致的大量節(jié)點(diǎn)間交

互過程，實(shí)現(xiàn)路徑標(biāo)簽的集中計(jì)算與下發(fā)，因此除源節(jié)點(diǎn)外其它節(jié)點(diǎn)

無需維護(hù)路徑狀態(tài)。

SR-MPLS簡化了設(shè)備控制平面，具備更強(qiáng)的擴(kuò)展性，但在面向

未來業(yè)務(wù)需求時(shí)仍存在如下不足：i）與IPv4源路由類似，只支持指

定路由，無法指定沿路資源配置，因此不具備多維QoS定制能力；

ii）不關(guān)注底層光路的選擇與變化，因此無法實(shí)現(xiàn)真正意義上的路由

定制。

（5）SRv6

SRv6是基于IPv6封裝格式的SR技術(shù)，在原始報(bào)文中新增了擴(kuò)

展頭SRH，并在SRH內(nèi)直接使用IPv6地址空間來編碼與表達(dá)SID，

無需額外的標(biāo)簽協(xié)議。當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，SRv6在發(fā)端將路徑SID寫入

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SRH形成SegmentList，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)根據(jù)SID進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)，若節(jié)點(diǎn)不

支持SRv6則仍可沿用傳統(tǒng)IPv6方式進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，從而保護(hù)現(xiàn)網(wǎng)投資。

此外，SRv6基于IPv6極大的地址空間提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)編程能力，例

如SID間的靈活組合、自定義SID結(jié)構(gòu)與功能等，從而支持更豐富

的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

相比SR-MPLS與MPLS技術(shù)，SRv6具備協(xié)議簡化、兼容性強(qiáng)、

網(wǎng)絡(luò)可編程等優(yōu)勢，但在面向未來廣域網(wǎng)應(yīng)用時(shí)存在如下不足：i）仍

然不具備指定沿路資源配置的能力，因此無法實(shí)現(xiàn)時(shí)延、抖動、丟包

等指標(biāo)的量化承諾；ii）不支持對光層路由的感知與定制。

3.隊(duì)列調(diào)度技術(shù)

隊(duì)列調(diào)度用于解決多分組競爭同一出口時(shí)的發(fā)送排序問題，尤其

在待發(fā)數(shù)據(jù)速率高于出口速率上限的時(shí)候能夠發(fā)揮顯著作用。隊(duì)列調(diào)

度要求既能提供高等級業(yè)務(wù)的優(yōu)先級保證能力，又要兼顧低等級業(yè)務(wù)

對帶寬使用的公平性。傳統(tǒng)隊(duì)列技術(shù)包括PQ、CQ、LLQ，WFQ，

CBWFQ等：

（1）PQ：優(yōu)先級隊(duì)列，使用優(yōu)先級為High、Medium、Normal、

Low的四個子隊(duì)列。PQ機(jī)制優(yōu)先服務(wù)高優(yōu)先級子隊(duì)列，若高優(yōu)先級

子隊(duì)列中無待發(fā)數(shù)據(jù)，則再服務(wù)順位優(yōu)先級隊(duì)列。若PQ在服務(wù)中等

優(yōu)先級隊(duì)列時(shí)，高優(yōu)先級隊(duì)列中有數(shù)據(jù)分組到達(dá)，則高優(yōu)先級隊(duì)列會

對中等優(yōu)先級隊(duì)列的發(fā)送過程進(jìn)行搶占。PQ中每個子隊(duì)列都對應(yīng)一

個最大隊(duì)列深度，若超過該值則進(jìn)行隊(duì)尾丟棄。PQ的優(yōu)勢在于為高

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優(yōu)先級隊(duì)列數(shù)據(jù)提供了低時(shí)延轉(zhuǎn)發(fā)能力，其缺點(diǎn)在于會導(dǎo)致低優(yōu)先級

隊(duì)列被餓死，并且當(dāng)大量高優(yōu)先級分組到來時(shí)，PQ無法保證每個高

優(yōu)先級分組的排隊(duì)時(shí)延。

（2）CQ：用戶定制隊(duì)列，通過配置多個子隊(duì)列，并指明各隊(duì)列

所適配的業(yè)務(wù)類型、長度以及每次輪詢所能連續(xù)發(fā)送的字節(jié)數(shù)等。其

中，0號子隊(duì)列優(yōu)先級最高，只有在該隊(duì)列報(bào)文發(fā)送完后才會處理其

它隊(duì)列，其它隊(duì)列使用Round-Robin（RR）機(jī)制進(jìn)行循環(huán)調(diào)度，被RR

機(jī)制調(diào)度的隊(duì)列其優(yōu)先級相同。此外，還有改進(jìn)版的RR機(jī)制，即

WRR，其允許用戶為每個隊(duì)列分配一個權(quán)值，根據(jù)權(quán)值為各隊(duì)列分配

一定接口帶寬，其中權(quán)值表征了一次輪訓(xùn)中各隊(duì)列可發(fā)送的字節(jié)數(shù)。

CQ的優(yōu)勢在于既保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)能獲得較多帶寬，又可避免非關(guān)鍵業(yè)

務(wù)被餓死。但缺點(diǎn)在于CQ無法保證實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)獲得像PQ一樣優(yōu)質(zhì)的

時(shí)延指標(biāo)。

（3）WFQ：加權(quán)公平隊(duì)列，通過業(yè)務(wù)優(yōu)先級配置權(quán)重，將帶寬

公平地分給不同類型的業(yè)務(wù)。WFQ采用IP優(yōu)先級作為分配帶寬的權(quán)

重，權(quán)重計(jì)算方式為4096/(IP優(yōu)先級+1)。WFQ優(yōu)勢在于能較公平地

提供帶寬服務(wù)，且配置相對簡單。但缺點(diǎn)在于單純從帶寬（即平均速

率）角度考慮轉(zhuǎn)發(fā)，保證不了突發(fā)情況下逐分組的時(shí)延與抖動要求，

并且對于進(jìn)入同一隊(duì)列中的流量無法再做區(qū)分，無法提供逐流的QoS

保證。

（4）CBWFQ：基于類別的加權(quán)公平隊(duì)列，允許用戶通過ACL、

入接口、DSCP值等自主定義隊(duì)列，并且允許給每個隊(duì)列分配最小保

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證帶寬，各隊(duì)列均基于FIFO的調(diào)度方式，默認(rèn)采用尾丟棄機(jī)制。若

無擁塞發(fā)生時(shí)，各隊(duì)列所占帶寬可超過其保證帶寬，并在發(fā)生擁塞時(shí)

能提供最小帶寬保證。CBWFQ的優(yōu)勢在于支持用戶自主定義業(yè)務(wù)分

類，但由于未改變WFQ的公平性本質(zhì)，因此其缺點(diǎn)與WFQ相同。

（5）LLQ：低時(shí)延隊(duì)列，在CBWFQ中添加一個嚴(yán)格優(yōu)先級隊(duì)

列用于時(shí)延敏感流量的轉(zhuǎn)發(fā)（如語音業(yè)務(wù)），保證該隊(duì)列優(yōu)先級高于

其它所有隊(duì)列，從而保證時(shí)延敏感型業(yè)務(wù)的快速轉(zhuǎn)發(fā)。該高優(yōu)先級隊(duì)

列存在最小保證帶寬的約束，在擁塞發(fā)生時(shí)該隊(duì)列所占帶寬不能超過

保證帶寬，否則會被丟棄。LLQ在CBWFQ公平性的基礎(chǔ)上提供了

低時(shí)延轉(zhuǎn)發(fā)能力，但其缺陷在于未對最高優(yōu)先級做進(jìn)一步的定量化區(qū)

分，若同時(shí)到達(dá)大量實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)（事實(shí)上不同實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)的QoS需

求在數(shù)值上存在差異性），則勢必引發(fā)LLQ內(nèi)超長排隊(duì)，甚至導(dǎo)致隊(duì)

尾業(yè)務(wù)被丟棄。

上述所有隊(duì)列機(jī)制都是從帶寬角度出發(fā)解決業(yè)務(wù)QoS問題，然

而帶寬是一種統(tǒng)計(jì)概念，用于衡量每秒轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)量，并不能刻畫業(yè)

務(wù)分組的到達(dá)情況，從而導(dǎo)致業(yè)務(wù)各分組在隊(duì)列中的等待時(shí)間無法被

精確控制。另一方面，上述隊(duì)列機(jī)制對于低時(shí)延需求的解決思路是采

用“盡快轉(zhuǎn)發(fā)”，而“盡快轉(zhuǎn)發(fā)”只是一種模糊的定性保證手段，并

不能提供定量化的QoS承諾，因而在面向未來業(yè)務(wù)需求時(shí)存在不足。

4.確定性技術(shù)

（1）確定性IP（DeterministicIP）

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DIP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2-5所示，包括入口邊緣節(jié)點(diǎn)、核心節(jié)點(diǎn)、出

口邊緣節(jié)點(diǎn)等。發(fā)送端通過UNI向網(wǎng)絡(luò)提出業(yè)務(wù)需求，入口邊緣節(jié)

點(diǎn)為各業(yè)務(wù)流選擇發(fā)送周期，核心節(jié)點(diǎn)則執(zhí)行聚合周期調(diào)度。下文將

從控制面與轉(zhuǎn)發(fā)面兩個角度對DIP的具體技術(shù)進(jìn)行說明。

圖2-5DIP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

（1）控制面：i）準(zhǔn)入控制。DIP入口邊緣節(jié)點(diǎn)的控制面記錄各

流的資源預(yù)留狀態(tài)，包括流標(biāo)識、預(yù)留帶寬、起始時(shí)間與結(jié)束時(shí)間。

入口節(jié)點(diǎn)通過資源預(yù)留結(jié)果，決定該流是否被允許入網(wǎng)。當(dāng)數(shù)據(jù)流違

背SLA合約時(shí)（如超速），入口節(jié)點(diǎn)可直接丟棄分組或按BE類型轉(zhuǎn)

發(fā)；ii）路徑規(guī)劃與資源預(yù)留?；诜植际交蚣惺铰酚伤惴A(yù)先計(jì)

算路徑，并沿途進(jìn)行靜態(tài)或動態(tài)資源預(yù)留。其中，靜態(tài)預(yù)留可通過集

中控制單元為沿途轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)下發(fā)資源需求，或通過入口節(jié)點(diǎn)發(fā)送資源

預(yù)留信令；動態(tài)資源預(yù)留采用信令方式，其流程通過人工、控制單元、

數(shù)據(jù)流等方式動態(tài)觸發(fā)實(shí)現(xiàn)。

（2）數(shù)據(jù)面：改進(jìn)TSN循環(huán)排隊(duì)轉(zhuǎn)發(fā)（CQF）技術(shù)思想，不要

求所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的嚴(yán)格時(shí)間同步。DIP通過在時(shí)域劃分等長時(shí)隙周

期，使數(shù)據(jù)包按照時(shí)隙周期進(jìn)行排隊(duì)與轉(zhuǎn)發(fā)，要求發(fā)送節(jié)點(diǎn)同一周期

內(nèi)被轉(zhuǎn)發(fā)的所有分組，在接收節(jié)點(diǎn)也被調(diào)度到同一周期進(jìn)行下一跳轉(zhuǎn)

發(fā)，具體實(shí)現(xiàn)包括：i）路由綁定。DIP在沿路節(jié)點(diǎn)上預(yù)留資源，并使

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各分組與對應(yīng)路徑綁定，上述綁定可通過攜帶轉(zhuǎn)發(fā)標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)；ii）基

于時(shí)隙的確定性轉(zhuǎn)發(fā)。入口節(jié)點(diǎn)將分組的發(fā)送周期編號寫入分組頭中，

中間節(jié)點(diǎn)則根據(jù)上下游節(jié)點(diǎn)間的周期映射關(guān)系選擇對應(yīng)的發(fā)送周期，

并重復(fù)上述過程直到分組抵達(dá)出口節(jié)點(diǎn)。IP網(wǎng)絡(luò)中分組的處理與鏈

路傳播時(shí)延相對固定，上下游相鄰節(jié)點(diǎn)可維持穩(wěn)定的周期映射關(guān)系。

DIP是基于時(shí)隙思想的分組確定性技術(shù)代表，具備良好的可擴(kuò)展

性，但同時(shí)面臨如下不足：i）基于時(shí)隙思想的調(diào)度導(dǎo)致時(shí)間調(diào)控精度

受限，使得抖動存在兩倍時(shí)隙寬度的理論上限；ii）基于首節(jié)點(diǎn)的時(shí)

隙規(guī)劃方式，限制了業(yè)務(wù)調(diào)度的求解空間，進(jìn)而降低了業(yè)務(wù)承載量；

iii）DIP基于底層網(wǎng)絡(luò)連接不變的設(shè)計(jì)原則，而事實(shí)上底層網(wǎng)絡(luò)連接

在光路斷裂、OSNR劣化時(shí)都可能發(fā)生改變，但上層對其并不感知，

因而可能導(dǎo)致QoS性能不穩(wěn)定甚至違約。

（2）指定周期排隊(duì)轉(zhuǎn)發(fā)（CSQF）

如圖2-6所示，基于CSQF機(jī)制的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備在其出口開辟定長時(shí)

隙周期，并設(shè)立M個循環(huán)隊(duì)列，各隊(duì)列按輪詢方式進(jìn)行發(fā)送。任意

時(shí)刻只能存在一個隊(duì)列發(fā)送數(shù)據(jù)，而其它隊(duì)列則執(zhí)行數(shù)據(jù)接收操作，

通過多隊(duì)列機(jī)制可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)延遲發(fā)送（最多延遲M-1個周期）。與DIP

出口規(guī)劃方式不同，CSQF支持逐跳周期規(guī)劃。此外，CSQF要求各

轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)保持頻率同步并且維護(hù)與相鄰節(jié)點(diǎn)間的周期映射關(guān)系。其中，

周期映射關(guān)系表征相鄰節(jié)點(diǎn)間因物理距離而導(dǎo)致的周期偏差，即明確

上游節(jié)點(diǎn)某一周期所發(fā)數(shù)據(jù)將在下游節(jié)點(diǎn)的哪一周期到達(dá)（例如節(jié)點(diǎn)

A周期1的數(shù)據(jù)到達(dá)節(jié)點(diǎn)B時(shí)會橫跨周期Y與Y+1）。CSQF作為一

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種隊(duì)列機(jī)制，通常與源路由技術(shù)配合使用，將包含路由與時(shí)隙信息的

標(biāo)簽寫入分組頭中，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)解析分組頭并查詢轉(zhuǎn)發(fā)表執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)。

圖2-6CSQF轉(zhuǎn)發(fā)原理示意圖

CSQF一定程度解決了DIP求解空間不足的問題，但仍面臨如下

挑戰(zhàn)：i）與DIP類似，基于時(shí)隙思想的調(diào)度將導(dǎo)致時(shí)間調(diào)控精度受

限，同周期內(nèi)分組先后順序不可控，并且無法實(shí)現(xiàn)“定時(shí)定點(diǎn)”的嚴(yán)

格確定性要求；ii）CSQF支持逐跳周期規(guī)劃并提供最多N-1個周期

的出隊(duì)延遲選擇，雖優(yōu)于DIP但仍限制著業(yè)務(wù)調(diào)度的求解空間，進(jìn)而

降低業(yè)務(wù)承載量。

綜上所述，為實(shí)現(xiàn)對新型業(yè)務(wù)場景的高質(zhì)量承載，廣域網(wǎng)需要進(jìn)

一步深化光電融合組網(wǎng)進(jìn)程，通過光層技術(shù)創(chuàng)新，保證大容量長距離

的數(shù)據(jù)傳輸；通過提升組網(wǎng)與資源分配靈活性，構(gòu)建跨層聯(lián)合選路與

資源調(diào)配機(jī)制，克服各層獨(dú)立規(guī)劃而導(dǎo)致的低效性與不可靠問題；保

留分組層統(tǒng)計(jì)復(fù)用與底層電路交換的各自優(yōu)勢，在實(shí)現(xiàn)QoS質(zhì)量可

承諾的同時(shí)強(qiáng)化綜合資源效率，降本運(yùn)維成本、提升運(yùn)營收益與用戶

體驗(yàn)。

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三、業(yè)界光電融合技術(shù)方案

光電融合并非新話題，經(jīng)過多年發(fā)展已經(jīng)形成多種不同技術(shù)體系，

本章針對國內(nèi)外已有的光電融合承載方案進(jìn)行介紹，并結(jié)合未來廣域

網(wǎng)應(yīng)用場景與技術(shù)需求展開分析。

1.Cisco：RoutedOpticalNetworking(RON)

如圖3-1所示，RON采用IP-over-WDM組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，但將光模塊

集成入路由器從而移除外部WDM轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，并摒棄L1/L0層的時(shí)隙

與波長交叉能力，依靠分組層實(shí)現(xiàn)流量匯聚與轉(zhuǎn)發(fā)，從而形成單平面

組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。RON在路由器各接口上集成大容量相干光模塊，通過復(fù)

用器耦合多波長實(shí)現(xiàn)共纖傳輸，并在下一跳路由節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行解復(fù)用，

隨后將各路波長信號傳遞至對應(yīng)的路由器接口。RON通過路由器互

聯(lián)實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)，基于Hop-by-Hop方式進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，并引入SR-TE優(yōu)

化網(wǎng)絡(luò)性能與資源效率。

RON有利于簡化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、降低組網(wǎng)成本，但在面向未來廣域

應(yīng)用時(shí)卻存在如下不足：i）接口為100G起步，顆粒度過大，僅適用

于大帶寬互聯(lián)場景；ii）缺乏電層、光層交叉能力，無法實(shí)現(xiàn)L1/L0層

穿通，難以保證超低時(shí)延傳輸；iii）長距離傳輸致使跳數(shù)過多，在增

加端到端時(shí)延的同時(shí)提升了節(jié)點(diǎn)排隊(duì)的可能，加劇了時(shí)延、抖動的不

確定性；iv）RON將所有類型的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)都交由路由器處理，增加了

路由器負(fù)擔(dān)；v）不具備多維QoS量化定制能力。

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圖3-1RON組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

2.Juniper：ConvergedOpticalRoutingArchitecture(CORA)

與CiscoRON技術(shù)思想類似，CORA將自研400G相干光模塊直

接插入IP路由器，實(shí)現(xiàn)IPoDWDM的扁平式組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。CORA具備

如下能力：i）簡化光層結(jié)構(gòu)。CORA通過移除外部DWDM轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，

減少對電源與空間的需求以降低成本；ii）支持多速率長距覆蓋。可

提供超過500公里的400GDWDM鏈路、900公里的300GDWDM

鏈路，以及2000公里的200GDWDM鏈路能力，并支持后續(xù)向800G

容量擴(kuò)展；iii）光路監(jiān)測與重路由。CORA利用光收發(fā)器遙測技術(shù)，

支持對質(zhì)量降級的光路進(jìn)行重路由，從而避免服務(wù)中斷；iv）減少保

護(hù)冗余。CORA將IP作為控制平面進(jìn)行整體調(diào)度規(guī)劃，并釋放傳統(tǒng)

光網(wǎng)絡(luò)用于1:1保護(hù)的閑置波長，改由在服務(wù)層進(jìn)行保護(hù)，從而以消

耗少量額外帶寬為代價(jià)保護(hù)關(guān)鍵流量。

CORA以路由器為核心并簡化光層結(jié)構(gòu)，可顯著降低控制面組件

與調(diào)度邏輯的復(fù)雜性，但在面向未來廣域應(yīng)用時(shí)卻存在與RON類似

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的不足：i）接口顆粒度過大，僅適用于大帶寬互聯(lián)場景，并且難以提

供細(xì)粒度的硬隔離能力；ii）移除了電層&光層路由能力，無法實(shí)現(xiàn)

L1/L0層穿通，難以保證超低時(shí)延傳輸；iii）長距離傳輸致使跳數(shù)過

多，在增加端到端時(shí)延的同時(shí)提升了節(jié)點(diǎn)排隊(duì)的可能，加劇了時(shí)延、

抖動的不確定性；iv）無法提供多維QoS量化定制能力。

3.華為：基于NCE的IP+光協(xié)同

NCE采用IP-over-OTN的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通過IP/MPLS進(jìn)行分組層

路由轉(zhuǎn)發(fā)，基于ASON技術(shù)提供靈活的光路調(diào)控能力。NCE采用層

次化的管控架構(gòu)，引入如圖3-2所示的NCE-Super、NCE-IP與NCE-

T控制面角色。其中，NCE-Super負(fù)責(zé)全局調(diào)度、跨層管理等任務(wù)，

NCE-IP負(fù)責(zé)IP網(wǎng)絡(luò)配置、資源發(fā)現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控、IP集中算路等

任務(wù)，NCE-T負(fù)責(zé)光網(wǎng)絡(luò)配置、開通光路等任務(wù)。NCE具備如下光

電協(xié)同能力：i）由IP層連接驅(qū)動光層建路。先由用戶在IP層明確要

創(chuàng)建的跨層連接（MLLink），隨后由NCE-Super根據(jù)層間連接關(guān)系

確定出待建光路的光層源宿設(shè)備，并交由NCE-T進(jìn)行算路，綜合考

慮時(shí)延、ERO、SRLG等約束；ii）資源池化。NCE將路由器端口與

光層資源作為資源池，支持按需的帶寬資源分配；iii）基于閾值擴(kuò)容。

實(shí)時(shí)監(jiān)測MLLink流量，若發(fā)現(xiàn)超過閾值則進(jìn)行擴(kuò)容，增加路由器端

口或光層波長等；iv）三維跨層拓?fù)淇梢暋CE提供三維的跨層拓?fù)?/p>

視圖，并在其上呈現(xiàn)L0~L3網(wǎng)元與鏈路、跨層連接、隧道信息等，并

對跨層連接提供時(shí)延、資源利用率信息。

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NCE提供了基于多層結(jié)構(gòu)的光電協(xié)同解決思路，具備資源高效、

自動化運(yùn)維等優(yōu)勢，但在面向未來廣域網(wǎng)應(yīng)用時(shí)仍需進(jìn)一步強(qiáng)化QoS

能力，具體包括：i）目前只支持帶寬量化定制能力，無法嚴(yán)格保證時(shí)

延、抖動、丟包性能。雖然在創(chuàng)建MLLink時(shí)考慮了時(shí)延因素，但主

要針對光路傳播時(shí)延，并未對分組層排隊(duì)時(shí)延與跨層資源適配導(dǎo)致的

等待時(shí)延進(jìn)行調(diào)控。事實(shí)上，多維QoS量化定制的實(shí)現(xiàn)要求分組層

與傳送層共同參與，從路由選擇與資源分配兩個角度進(jìn)行控制，一方

面保證路由的確定性，另一方面建立分組與轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間的映射關(guān)系（即

用對資源）；ii）跨層連接的建立是先確定分組層連接關(guān)系，然后向光

層映射需求從而開辟光路，本質(zhì)上還是各層獨(dú)立選路并通過控制器進(jìn)

行拉通（Overlay），并沒有將各層對等地融合在一起進(jìn)行聯(lián)合選路

（Peer-to-Peer），從而缺乏全局調(diào)度與優(yōu)化的能力。

圖3-2(a)基于NCE的IP+光協(xié)同方案；(b)跨層連接創(chuàng)建過程

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4.中興：基于SDN的IP+光協(xié)同

如圖3-3所示，該方案采用IP-over-OTN的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并基于層

次化管控架構(gòu)實(shí)現(xiàn)對IP層與光層的聯(lián)合調(diào)度。該方案創(chuàng)新性地將數(shù)

據(jù)中心對計(jì)算資源的調(diào)度與管理模式引入至廣域網(wǎng)中，具備如下能力：

i）資源池化。面向路由器端口與光傳輸資源，支持在單個路由器物理

端口上創(chuàng)建多個虛擬端口，實(shí)現(xiàn)路由器端口資源的池化與去方向性，

并基于ODU容器、波長等光電資源為其建立帶寬按需的傳輸通道，

通道帶寬可隨業(yè)務(wù)流量變化而彈性伸縮，從而節(jié)省路由器與OTN端

口資源，解決網(wǎng)絡(luò)擁塞、流量不均衡等問題；ii）基于虛實(shí)映射的光

電協(xié)同。通過將L3及以上層級與物理資源池解耦，支持上層協(xié)議的

靈活配置，并通過UNI接口實(shí)現(xiàn)IP層與光層的互通。具體操作為：

首先為業(yè)務(wù)創(chuàng)建IP虛擬網(wǎng)絡(luò)，隨后將IP虛擬網(wǎng)絡(luò)作為業(yè)務(wù)請求觸發(fā)

光層建路，并綜合考慮帶寬、時(shí)延、SRLG等約束。

該方案提供了面向IP-over-OTN的光電協(xié)同解決思路，具備資源

彈性、按需建路的優(yōu)勢，但與NCE類似還應(yīng)進(jìn)一步強(qiáng)化多維QoS定

制能力：i）目前只提供了跨層連接按需創(chuàng)建、帶寬彈性分配等功能，

未解決同一跨層連接中的QoS定制問題，同時(shí)未從確定性要求角度

探討跨層資源適配的方式；ii）該方案由IP層需求驅(qū)動光路建立，雖

然優(yōu)于傳統(tǒng)IP、光層獨(dú)立規(guī)劃或預(yù)先規(guī)劃的方式，但本質(zhì)上還是各層

獨(dú)立路由，缺乏全局優(yōu)化能力。

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圖3-3(a)SDNIP+光方案總體架構(gòu)；(b)基于虛實(shí)映射的光電協(xié)同

四、CustomWAN的技術(shù)創(chuàng)新與探索

本白皮書提出服務(wù)定制廣域網(wǎng)（CustomWAN，CustomizingWide

AreaNetwork）架構(gòu)，旨在實(shí)現(xiàn)NaaS的新型服務(wù)模式，提供多維QoS

可承諾的分組傳送能力，從而定量地滿足差異化業(yè)務(wù)需求，支撐工業(yè)

互聯(lián)網(wǎng)、算力互聯(lián)網(wǎng)、新型消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)等新興應(yīng)用的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。本章

將對CustomWAN技術(shù)目標(biāo)與實(shí)現(xiàn)原理展開詳細(xì)闡述。

（一）技術(shù)目標(biāo)

“服務(wù)定制”是未來網(wǎng)絡(luò)廣域網(wǎng)必須攻克的核心問題，其總體要

求可概括為“需求表達(dá)差異化”與“網(wǎng)絡(luò)承載定制化”?！安町惢敝?/p>

支持業(yè)務(wù)定性或定量地向網(wǎng)絡(luò)主動表達(dá)自身需求與屬性。其中，需求

指業(yè)務(wù)QoS訴求，包括帶寬、時(shí)延、抖動、丟包等；屬性指對業(yè)務(wù)流

特征的刻畫，包括分組達(dá)到規(guī)律、突發(fā)長度等。“定制”指根據(jù)差異

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化業(yè)務(wù)需求靈活調(diào)控承載網(wǎng)絡(luò)，從而提供個性化服務(wù)。

然而，目前廣域網(wǎng)面臨容量受限、QoS難承等挑戰(zhàn)，難以提供“按

需定制”的服務(wù)能力，其根本原因在于光傳送與數(shù)通領(lǐng)域長期獨(dú)立發(fā)

展，未能形成有效合力，因此廣域網(wǎng)技術(shù)體系應(yīng)進(jìn)一步面向光電融合

演進(jìn)升級，充分發(fā)揮各層的獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢。CustomWAN重點(diǎn)解決融

合組網(wǎng)與靈活調(diào)度問題，通過底層全光互聯(lián)實(shí)現(xiàn)大容量長距離的廣域

傳輸，融合光電域的多資源維度與全顆粒調(diào)度能力，實(shí)現(xiàn)資源池化并

提供彈性化承載通道，同時(shí)構(gòu)建面向分組的端到端確定性傳輸能力，

最終圍繞用戶要求提供靈活網(wǎng)絡(luò)調(diào)度與資源按需適配能力，實(shí)現(xiàn)用戶

與用戶、用戶與云/邊數(shù)據(jù)中心間的高質(zhì)量傳輸。

1.大容量長距離傳輸

根據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)信息中心發(fā)布的《第51次中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)?/p>

況統(tǒng)計(jì)報(bào)告》顯示，截至2022年12月，我國網(wǎng)民規(guī)模達(dá)到10.67億，

互聯(lián)網(wǎng)普及率突破75%，移動互聯(lián)網(wǎng)接入流量達(dá)到2618億GB，同

比增長18.1%，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)深入滲透零售、餐飲、金融、交通物流等

行業(yè)，從而推動用戶流量、接入設(shè)備數(shù)量的急速增長。同時(shí)隨著計(jì)算

密集型應(yīng)用的鋪開，算力互聯(lián)也進(jìn)一步加重了未來廣域網(wǎng)的帶寬壓力，

例如，為支持“東數(shù)西算”八大樞紐節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)，要求承載網(wǎng)具備大

容量、長距離的傳輸能力；中國天眼Fast每天要產(chǎn)生500ZB的數(shù)據(jù)

回傳至數(shù)據(jù)中心處理。因此從客觀趨勢而言，對廣域網(wǎng)進(jìn)行容量升級

是不爭的事實(shí)，另一方面大容量也是保證服務(wù)質(zhì)量的基礎(chǔ)。此外，廣

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域網(wǎng)承擔(dān)著跨數(shù)十甚至數(shù)千公里的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，如何降低傳輸路徑

損耗也是一項(xiàng)關(guān)鍵問題。

2.光電傳送彈性化

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量的持續(xù)攀升導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力劇增，一種解決思路是

擴(kuò)容，但這代表著更多的成本投入；另一種思路是挖掘現(xiàn)網(wǎng)的資源效

率，提升工作鏈路每比特的平均業(yè)務(wù)承載量。這就要求打破傳統(tǒng)物理

接口的容量邊界，對各節(jié)點(diǎn)傳輸資源進(jìn)行池化處理，同時(shí)引入高效的

資源分配策略，實(shí)現(xiàn)資源按需彈性配置、避免閑置。具體方式包括：

i）傳統(tǒng)廣域網(wǎng)光層采用WDM固定柵格分配頻譜資源，限制了頻譜

分配的靈活性，致使業(yè)務(wù)速率與光層帶寬顆粒難以匹配，引發(fā)頻譜資

源閑置問題，如圖4-1-①所示；ii）傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)以物理接口為資源調(diào)度

的基本單位，然而接口速率不能按需適配業(yè)務(wù)，加之接口存在方向性

（如固定配置去往某節(jié)點(diǎn)），從而導(dǎo)致各接口/波長帶寬不能被充分利

用，如圖4-1-②所示；iii）隨著互聯(lián)網(wǎng)與垂直行業(yè)的加速融合，不同

行業(yè)提出了差異化的隔離性要求，然而傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不具備資源池化能力，

即無法靈活地劃分資源集合并定義其邊界，從而只能以犧牲部分資源

為代價(jià)滿足隔離性要求，如圖4-1-③所示；iv）互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)呈現(xiàn)波動

特性，即其數(shù)據(jù)速率隨用戶行為（如位置移動、操作頻率等）以及時(shí)

間推移而持續(xù)變化，因此網(wǎng)絡(luò)資源供給也應(yīng)隨業(yè)務(wù)需求變化而彈性伸

縮，進(jìn)而既保證QoS質(zhì)量又能提升資源效率。然而，如圖4-1-④所

示，受物理接口額定速率所限，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)難以實(shí)現(xiàn)該情況下的擴(kuò)縮容。

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圖4-1網(wǎng)絡(luò)不支持資源池化導(dǎo)致的一系列問題

對此，融合網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備帶寬資源池化能力，突破物理接口的容量

邊界，實(shí)現(xiàn)承載資源池化并提供統(tǒng)一調(diào)度能力。然而，當(dāng)前光層技術(shù)

還無法提供面向逐業(yè)務(wù)的接口粒度，因此本白皮書認(rèn)為可在光層與分

組層之間引入TDM層，以彌補(bǔ)細(xì)粒度物理通道能力的不足，從而構(gòu)

建三層的分組傳送融合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，滿足資源按需適配的要求。

3.拓?fù)淙诤峡芍貥?gòu)

新興業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)提出超低時(shí)延、確定性抖動等要求。反觀數(shù)通分

組層與光傳送層特性，分組層可提供統(tǒng)計(jì)復(fù)用能力，但其轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延相

對較高，并且無法保證底層網(wǎng)絡(luò)路由與帶寬的確定性；傳送層可通過

電路交換方式構(gòu)建光&電剛性管道保證路由與帶寬的穩(wěn)定，但缺點(diǎn)是

無統(tǒng)計(jì)復(fù)用能力，導(dǎo)致資源效率與連接數(shù)量受限。分組層與傳送層的

各自優(yōu)勢，對于構(gòu)建未來廣域網(wǎng)都有極大助益，因此兩者間存在強(qiáng)烈

的融合動力，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。為推進(jìn)融合進(jìn)程，應(yīng)構(gòu)建多層一體的

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌瑥亩嫦蚨嘣枨筇峁┒ㄖ苹目鐚勇酚膳c資源適配能力，

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具體包括：i）算路一體化。基于各層對等協(xié)作的設(shè)計(jì)理念，以全局視

角進(jìn)行多層一體化算路，擴(kuò)大路由規(guī)劃的求解空間，打破當(dāng)前各層獨(dú)

立算路效率低、優(yōu)化不足的困境。同時(shí)提供清晰化的業(yè)務(wù)端到端跨層

路由結(jié)果，提升多層統(tǒng)一排障效率；ii）多目標(biāo)優(yōu)化。支持面向用戶

或運(yùn)營者設(shè)計(jì)專用化鏈路權(quán)重，適配收益、能效、QoS等多元優(yōu)化目

標(biāo)，例如自動選擇光層/TDM層旁路以實(shí)現(xiàn)超低時(shí)延傳送；iii）靈活

可重構(gòu)。由業(yè)務(wù)請求觸發(fā)各層網(wǎng)絡(luò)連接的建立與拆除，支持階段性調(diào)

整拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以優(yōu)化全局或局部性能。

4.分組跨層確定性

未來廣域網(wǎng)將全面支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、算力互聯(lián)網(wǎng)與元宇宙等新興

業(yè)務(wù)場景，分組確定性傳輸是服務(wù)上述業(yè)務(wù)的核心網(wǎng)絡(luò)能力。確定性

技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)兼顧可擴(kuò)展性與精確性，并支持與光層、TDM層聯(lián)動。

一方面，分組確定性實(shí)現(xiàn)的前提是路由確定，即為業(yè)務(wù)構(gòu)建明確的傳

輸路徑，從而保證鏈路傳播時(shí)延穩(wěn)定，如圖4-2（a）所示。若底層路

徑頻繁改變將會導(dǎo)致業(yè)務(wù)時(shí)延變化劇烈，甚至違背SLA承諾。因此，

分組層應(yīng)與TDM層、光層聯(lián)動構(gòu)建明確的傳輸路徑，形成光層直通、

光層多跳、TDM層多跳等多種路由形式；另一方面，分組確定性的

實(shí)現(xiàn)還要求資源分配確定，即將各分組與傳輸所需的時(shí)空資源進(jìn)行精

確映射，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延的逐跳可控。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)主要從帶寬角度實(shí)

行資源分配，而帶寬是一個統(tǒng)計(jì)性概念，用于衡量每秒內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸

量，無法精確限定各分組的發(fā)送時(shí)刻進(jìn)而導(dǎo)致不確定性。如圖4-2（b）

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所示，若兩個連續(xù)到達(dá)的分組分別在1秒?yún)^(qū)間的首端與尾端發(fā)送，則

其轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延差距為秒級，進(jìn)而引發(fā)巨大抖動；若對兩個分組的可能發(fā)

送區(qū)間進(jìn)行適當(dāng)限制，則可減少抖動。然而，分組發(fā)送時(shí)間的調(diào)控精

度越高將導(dǎo)致規(guī)劃復(fù)雜度越高，進(jìn)而限制網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性。因此，如何平

衡精確性與擴(kuò)展性是廣域網(wǎng)應(yīng)重點(diǎn)解決的問題。

圖4-2路由與資源分配對分組確定性的影響

此外，廣域網(wǎng)還應(yīng)具備多級確定性的承載能力，本白皮書從不同

“確定性”需求的實(shí)現(xiàn)難度出發(fā)，將其劃分為五個等級：i）不確定性，

指對所有QoS指標(biāo)都無要求，如Best-effort業(yè)務(wù)；ii）弱確定性，指

對時(shí)延、抖動無要求，但對帶寬或丟包有要求。承載該類業(yè)務(wù)無需復(fù)

雜的規(guī)劃調(diào)度，可通過傳統(tǒng)資源預(yù)留技術(shù)予以實(shí)現(xiàn)（如RSVP）；iii）

一般確定性，指對時(shí)延有要求但對抖動無要求（對時(shí)延有要求隱含了

對帶寬也存在要求，比如1bit/s帶寬必然無法滿足100Kb/s業(yè)務(wù)的

時(shí)延要求），該種情況要求對路由與沿路資源進(jìn)行規(guī)劃，但相較iv~v

級而言其解空間較大，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)難度較?。籭v）強(qiáng)確定性，指對時(shí)延、

抖動皆有要求，該種情況在iii級的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng)了資源分配的

求解約束，其系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)難度較iii而言更大；v）超強(qiáng)確定性，要求分

組在特定時(shí)刻到達(dá)目的端，該種情況下路由與資源分配的解空間極小，

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因此對資源調(diào)控的精度要求極高。值得注意地是，iii~v級實(shí)現(xiàn)難度高

于ii級，是因?yàn)閹挕G包指標(biāo)是面向業(yè)務(wù)流而言，是對一批分組傳

輸成功與否的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，其容錯性較大，無需嚴(yán)格實(shí)現(xiàn)逐分組調(diào)控；

而為滿足時(shí)延、抖動需求則須進(jìn)行逐分組調(diào)度，其系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)難度較大。

當(dāng)前DIP、CSQF等廣域確定性技術(shù)從原理上而言可滿足i~iv類要求。

（二）總體架構(gòu)

CustomWAN總體架構(gòu)如圖4-3所示，包括網(wǎng)絡(luò)控制平面與基礎(chǔ)

設(shè)施平面。其中，控制平面由決策中樞與域控制器組成，承擔(dān)業(yè)務(wù)跨

域跨層規(guī)劃與資源調(diào)度控制等任務(wù)；基礎(chǔ)設(shè)施平面由光電轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備與

網(wǎng)關(guān)組成，形成“分組+TDM+光”的多層融合轉(zhuǎn)發(fā)模式，并通過網(wǎng)關(guān)

銜接不同自治域提供跨域QoS定制能力，實(shí)現(xiàn)用戶與用戶、用戶與

云/邊數(shù)據(jù)中心間的高質(zhì)量傳輸控制。CustomWAN重點(diǎn)解決光電融合

組網(wǎng)與靈活調(diào)度問題，通過底層全光互聯(lián)實(shí)現(xiàn)大容量長距離的廣域傳

輸，融合光電域的多資源維度與多顆粒調(diào)度能力，實(shí)現(xiàn)資源池化并提

供彈性承載通道，構(gòu)建面向分組的端到端確定性傳輸能力，最終圍繞

用戶要求提供多維QoS量化可承諾的分組傳送能力，實(shí)現(xiàn)長距離大

容量、確定性、彈性化的高效傳輸控制。具體包括：

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圖4-3CustomWAN總體架構(gòu)

（1）CustomWAN支持跨域服務(wù)定制。通過在域間引入獨(dú)立的

網(wǎng)關(guān)角色銜接各域，并在物理網(wǎng)絡(luò)之上形成網(wǎng)關(guān)平面進(jìn)行全域統(tǒng)籌，

從而解決各域因商業(yè)競爭與私密性等客觀原因?qū)е碌碾y協(xié)同問題。

CustomWAN對各域QoS能力進(jìn)行抽象形成“接口”向網(wǎng)關(guān)平面提供，

網(wǎng)關(guān)平面根據(jù)業(yè)務(wù)需求對其進(jìn)行組合，基于指標(biāo)分解方式實(shí)現(xiàn)跨域

QoS定制，其實(shí)現(xiàn)思想為：首先，各域控制器收集本域所有鏈路及其

上資源信息，構(gòu)建完整的域內(nèi)拓?fù)洳ζ涑橄?，并將抽象后的虛擬拓

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撲呈報(bào)CustomWAN操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)收集各域虛擬拓?fù)洳?gòu)建全

局虛擬拓?fù)湟晥D；其次，當(dāng)業(yè)務(wù)請求到達(dá)并向操作系統(tǒng)提交需求信息，

操作系統(tǒng)根據(jù)虛擬拓?fù)渲械逆溌范攘恐?，選擇從源域至宿域的候選路

徑集。隨后根據(jù)候選路徑的跨域情況，對業(yè)務(wù)時(shí)延、抖動等指標(biāo)進(jìn)行

逐域分解，并將分解后的指標(biāo)需求傳遞給相應(yīng)的域控制器；最后，各

域控制器在域內(nèi)規(guī)劃滿足該分解需求的QoS路徑。

（2）CustomWAN支持域內(nèi)服務(wù)定制。在域內(nèi)構(gòu)建基于“分組

+TDM+光”的多層組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，突破傳統(tǒng)物理接口的容量邊界，實(shí)現(xiàn)承

載資源池化并提供統(tǒng)一調(diào)度能力，同時(shí)結(jié)合各層提供不同的數(shù)據(jù)交換

能力與資源調(diào)控粒度，實(shí)現(xiàn)跨層資源間的協(xié)同規(guī)劃及高效適配。通過

發(fā)揮TDM層與光層的剛性通道能力，滿足帶寬定制化與路由確定性

要求，通過在分組層引入確定性調(diào)度機(jī)制，解決分組與轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間的精

準(zhǔn)映射問題，實(shí)現(xiàn)同一接口內(nèi)的各業(yè)務(wù)帶寬、時(shí)延、抖動、丟包的定

制化。

（3）CustomWAN操作系統(tǒng)支持全域調(diào)度控制，向下實(shí)現(xiàn)對底

層物理資源的虛擬化抽象與統(tǒng)一控制，向上提供面向多元業(yè)務(wù)的跨域

跨層規(guī)劃功能，如圖4-4所示。操作系統(tǒng)由決策中樞與控制器兩部分

構(gòu)成，控制器直接對接各域轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備下發(fā)控制指令，同時(shí)將采集到的

網(wǎng)絡(luò)信息呈報(bào)決策中樞；決策中樞負(fù)責(zé)解析業(yè)務(wù)需求并提供個性化的

編排策略，同時(shí)存儲、歸納、分析采集到的網(wǎng)絡(luò)信息，執(zhí)行趨勢預(yù)測、

性能評估等操作。CustomWAN操作系統(tǒng)的關(guān)鍵功能描述如下：i）資

源抽象與按需調(diào)度。通過構(gòu)建時(shí)、頻、空多維資源的統(tǒng)一抽象方法與

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歸一化度量模型，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)元資源的抽象并構(gòu)建資源池進(jìn)行統(tǒng)一管控

與調(diào)配；ii）跨域聯(lián)合編排。基于網(wǎng)關(guān)平面所形成的全局虛擬拓?fù)渑c

虛擬鏈路TE參數(shù)，進(jìn)行跨域QoS路由與指標(biāo)分解；iii）多層聯(lián)合調(diào)

度