迈入40G超宽带时代

40G超宽带时代来临

宽带业务的迅猛发展，使互联网中的业务流量呈现了爆炸式的增长。Gartner预测，未来5年用户的带宽需求和网络中的业务流量将增加10倍，其中以视频业务为主的P2P流量将占据互联网总流量的60-70%，高峰时期甚至达到85%以上。P2P业务免费的特点，加剧了网络流量的增长。

互联网骨干网大提速如火如荼。很多运营商，例如Verizon、AT&T、Qwest等，已经建设了40G商用网络。从总体上看，因流量激增而导致的骨干网带宽的增长是40G超宽带技术发展的根本驱动力。

与10G相比，40G技术具有诸多优势。对于路由器而言，"大"管道意味着更高的效率和更大的带宽。IP包不定长的特点，导致多端口间流量均衡操作困难，容易出现拥塞。目前路由器的最大等价链路数只有8-16，难以进一步增多。如果采用10G链路，能实现的最大链路带宽为80-160G;如果采用40G技术，则最大可达640G。此外，一个40G单板代替4个10G单板，由于端口的集成度更高，将带来空间的节省、功耗的降低、管理的方便等一系列优点，从而在解决带宽瓶颈的同时节省端口，提高效率，降低OPEX。

华为40G技术的创新

华为自2001年开始投入40G技术的研究。从在全球推出首个40G传输设备到今天，已历经了7年。目前，40G技术已开始规模商用，并进入快速成长期。得益于华为在IP技术和光技术方面的深厚积累，华为在路由器40G接口技术上取得了多项创新。

非对称负载分担

在骨干网部署40G链路，其初衷是通过提高端口速率来满足大流量的承载需求。但并不是所有的链路都必须采用40G链路。如何利旧10G链路，使运营商的投资效益最大化，是必须要考虑的因素之一。

针对路由链路的负载分担技术，业界普遍的做法是：链路的速率必须是对等的，或者是基于10G链路的负载分担，或者是基于40G链路的负载分担。华为基于对运营商需求的深刻理解，领先于业界厂商，率先实现了路由器10G与40G链路的非对称负载分担技术，使得10G与40G链路混合组网，给运营商提供了更为灵活的投资选择，从而保证投资效益的最大化。

即插即用

路由器接口的即插即用是降低运维成本的关键因素。对光信号相关参数的调整能否实现自动化，是衡量40G接口(特别是40G彩光接口)能否实现即插即用的关键指标。为了让光信号能够更加准确、高效地进行长距离传输，除了要采用先进的调制码型以外，还需在精确色散补偿、差错控制等方面进行保障。

不同于外置色散补偿的业界传统做法，华为在40G板卡上集成了内置的可调色散补偿模块(Tunable Dispersion CompensatorModule)，从而拥有了高集成度、高稳定性、低功耗、易管理维护等独特优势。差错控制与内置色散补偿模块的智能联动，在无需人工干预的情况下，保证了最优的光信号传送，从而可显著降低运维成本。

传统的色散补偿参数调整都是手动静态实现的，线路异常后需要人工干预才能恢复，其缺点是：及时性差、对操作人员技术要求高、维护成本高。

MIPO带外管理

目前，业界彩光方案是将路由器的彩光接口接入WDM设备的OMU(OpticalMultiplexer Unit)单元，直接支持WDM传输。随之而来的问题就是：如何同时管理好路由器设备和传输设备?G M P L S(Generalized Multiprotocol Label Switching)技术应运而生。GMPLS由MPLS演进而来，它是MPLS向光层扩展的必然产物。GMPLS将时隙、波长和光纤端口作为标签用于数据转发，通过采用扩展的信令、路由协议和新增的链路管理机制以适应对智能光网络的控制要求，动态地提供网络资源，增加网络的灵活性和可靠性。

GMPLS信令的传送，目前业界普遍的做法是采用带内通道和带外通道两种方式。带内通道方式是指控制信令和业务流量共享带宽，带外通道方式是指控制信令有单独的通道，与数据通道彼此独立。带内通道方式的缺点是在业务流量堵塞情况下，很有可能导致控制信令丢失，造成网络业务中断;而带外通道方式的缺点是需要占用独立的业务槽位或者业务接口，浪费接口资源。

为了保证业务的可靠性，华为除了兼容带内通道方式外，还在 40G接口板上单独设计了随板的带外管理接口M I O P(Management of IP and Optical)，以带外通道的方式转发GMPLS信令流，给控制信令开辟单独的通道。在业务流阻塞的情况下，不影响控制信令的传送与处理，从而实现控制与转发相分离。

40G端到端解决方案

华为整合了光传输领域和IP领域的优势资源，针对网络发展的各个阶段，推出了全场景、端到端的40G解决方案。方案主要覆盖下述主要建网模式：

骨干网：40G白光接口的集群路由+40G光传输

华为40G白光接口遵从ITU-T G.707标准。40G白光接口互通性强，与WDM传输网络可以很好地对接。目前的互联网骨干网由于扁平化趋势日益明显，同一节点多局向的组网模式逐渐增多，这必然要求核心路由器具有足够多的端口密度，并具备集群能力。同时，考虑到骨干网络的高可靠性要求，需进行物理链路的备份保护，因而传输系统也要具备40G能力。

因此，在互联网骨干网络，华为推荐采用40G白光接口的集群路由系统与40G波分系统共同组网。这一方案的好处是：网络具备良好的开放性，易于规划、建设和运维;路由器与传输网管理界面清晰，可靠性高;通过合波和波分调度技术，可大大提高光纤利用率。该方案已实现1200公里以上无电中继传送，可满足大部分骨干网的需求。

华为40G OT N(O p t i c a l Tra n s p o r tNetwork)与华为40G白光接口可以在任意两台路由器之间实现光层直达路由，加速实现互联网骨干网的扁平化部署。相对于WDM系统，华为40G OTN可降低38%的建网成本和40%的运营成本，可显著降低传输系统的TCO。

2008 年，华为在业界首家发布2+8的10T集群路由器。目前，华为N E5000E2+2/2+4集群已完成"满框、满负荷、带业务叠加"的商用测试。其中2+2集群满负荷测试历时81天、1944小时，完成全部测试，结果优异;2+4集群24小时满负荷转发，16万亿数据包流量，测试结果零丢包。华为成为世界上第一个完成路由器集群2+4测试的厂家。目前，华为40G端口已率先在长途骨干网获得了应用。

城域网：40G背对背直连

Huawei Technologies在网络POP(Point of Presence)层面，宽带接入网关(Broadband AccessGateway)、业务路由器(Server Router)通常与城域网核心路由器、骨干P E(Provider Edge)路由器部署在同一城市 、 同一局所。因此，城域网 核心至POP、POP至骨干PE的距离一般在2公里以内。在这种情况下，可以采用路由器40G白光接口进行背对背直连组网。若距离超过两公里，可采用路由器40G彩光接口进行背对背直连组网。

40G背对背直连带来的好处是：可减轻运营商在POP点的建网与运维成本。由于采用了路由器40G光纤直连，无需单独建设传输系统，减少了传输投资;仅需维护路由层面，从而简化了维护界面，降低了运维成本。

城域网：40G彩光互联

目前，运营商针对城域网的建设都把带来大量流量的视频业务如IPTV等业务，从核心逐渐下移至P O P甚至业务接入点(User-facing Provider Edge)。另外，大型IDC直接挂靠到城域网核心。因此，城域网流量本地化，是缓解骨干网扩容成本压力的关键。这对城域网路由器的扩展能力提出了新的挑战，要求城域核心路由器也同样集群化、端口高速化。

针对城域网的发展趋势，华为推出了40G彩光互联方案。40G彩光接口遵从I T U-T G.709标准，并采用独特的技术创新，率先实现了即插即用，大大降低了运维的复杂度;在传输距离方面，实现了业界领先的无电中继80公里超长传输，解决了长距离传输问题，可全面满足城域网的点对点组网需要。

通过40G彩光互联，网络可节省路由器与WDM/OTN传输系统之间的白光接口。WDM传输系统不需要OTU单元进行波长转换，从而简化网络架构，方便故障定位，降低管理难度，降低CAPEX和OPEX。

作者：刘学斌 来源：通信产业报