骨干传送网架构的演进 超100G和香农极限

　　移动通信网消息，自电信网络产生开始，骨干传送网便随之产生。1877年，在贝尔发明电话后的第二年，波士顿和纽约架设的第一条电话线路开通了，两地相距300公里。1901年，在"马可尼无线电报有限公司"成立后4年，在英国与纽芬兰之间，实现横跨大西洋的无线电通讯，距离超过3000公里。经过100多年的网络变迁，骨干传送网的发展已经到一个新的高度，线路速率从64Kb/s提升至8Tb/s，传送距离从数百公路提升至上万公里，成为连接全球通信网络的纽带。本文将从业务变化角度分析骨干网的挑战及发展趋势。

　　1、业务和网络的变迁

　　从传统意义上看，通信网承载的业务主要包括固定电话业务、无线电话业务及数据业务。20世纪60~80年代，得益于数字通信、计算机技术等的发展，通信业务和网络完成了第一次变革，逐步从军用扩大到民用。进入90年代后，以PSTN、GSM为核心业务的通信网，取得了飞速的发展。这个阶段，业务速率以2Mb/s等低速为主，业务接口多元化，网络模型为逐级汇聚交换的层次化结构，并同时表现为一种业务一个网络的烟囱结构。骨干传送网在网络中的主要作用是提供长途交换局之间的连接。由于业务模型决定了长途局之间的流量流向是可规划、可控的，因此骨干传送网主要承载基于规划的P2P流量，并在网络上对这些流量进行汇聚和分插复用。此时，PDH、SDH技术顺应了业务发展的要求。

　　进入2000年，以ALL IP和移动业务为核心的第二次通信业务变革，在新的10年中逐步完成。在此期间，网络架构逐步完成了IP化，从而实现了烟囱网络的融合和网络层次的扁平化。同时，在3G的带动下，移动业务快速崛起，固定话音业务逐渐衰退。互联网业务在ALL IP的推动下迅速发展，并历经了从FTP到Web、P2P等业务模式的变迁。这个阶段，业务速率逐步提升到10M、100M，业务接口逐步统一到Ethernet/IP，网络模型演变为Client-Server的结构。骨干承载网由多种核心网业务承载至PDH、SDH开始转变为统一的IP承载。由于互联网数据业务流量占比的快速提升，骨干网流量流向趋于离散，并受IP技术影响转为不可控。此时，IP承载成为骨干网的主要承载技术，骨干传送网转为解决大带宽、长距离的底层物理组网问题，DWDM技术逐步成为骨干传送网的主要选择。

　　21世纪第二个10年，我们开始经历通信业务的第三次变革。以视频、云计算驱动的业务和网络架构变化正在酝酿，去电信化、IT化成为新的方向。首先，以OTT为主的视频流量成为网络的主导流量，带来了低收敛、扁平化的网络需求，致使带宽增长数十倍，驱动业务速率向Gb/s演进，流量大型化成为趋势。其次，网络模型开始向云数据中心－本地/前端数据中心&CDN－用户的架构转变，一定程度上缓解了骨干网的流量压力，流量开始重新集中化。第三，计算机技术进一步发展，软件定义网络（SDN）等前沿技术不断涌现。软件的作用也被提升到前所未有的高度。目前，这些正在发生的变革对骨干传送网的冲击还没有完全明确。但一个架构融合的、可重构的、拥有超级带宽和强大软件功能的骨干传送网应该是我们目前可以看到的方向。