为什么万兆以太网对城域网而言是新的带宽标准?-阿里云开发者社区

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为什么万兆以太网对城域网而言是新的带宽标准?

简介:

由于预计到2016年将有10亿消费者拥有智能手机,单单借助移动设备访问内容的需求正在以惊人的速度增长。就在无线网络流量急剧增加的同时,由于更多的设备变得能够支持IP,更多的服务向云环境转移,有线网络流量也在随之增加。城域网提供商必须满足容量方面的这种需求,同时要提供最高质量的客户体验、管理成本、提升性能以及增加收入。

在城域网中部署万兆以太网(10GbE)正在迅速取代老式的同步光纤网(SONET)OC-48和OC-192,因为万兆以太网让服务提供商们能够迅速应对带宽方面不可预测、迅猛的增长。推动这一转变的潮流包括高速互联网、数字家庭电话和电视服务的相互融合,这使得每户家庭在单单一条接入线路上的带宽需求超过了12 Mbps。此外,市面上有面向移动服务的长期演进(LTE)网络技术,提高了每个演进型节点B(ENB,连接到终端用户设备)需要以太网连接速度达到至少100 Mbps的标准,而且每个蜂窝信号发射塔基站的连接通道要达到1 Gbps。

与此同时,许多公司继续迅速地从帧中继和时分复用(TDM)服务向IP/以太网服务转变。以太网提供了在数据中心支持云计算、融合和虚拟化的功能。电信级以太网(Carrier Ethernet)为城域网服务提供商提供了更高的网络可扩展性、服务级别协议(SLA)执行机制和服务运营、管理和维护(OAM)方面的综合功能--想满足基于IP的通信要求,就需要这些功能。电信级以太网还提供了面向服务的故障检测、确认、隔离和通知等功能,以监控性能、识别网络问题,以便尽快恢复。

以太网企业服务的起始速率常常是10 Mbps,而企业需要能够迅速地增加额外带宽(以10 Mbps的幅度递增)。对使用1Gbps接入服务的客户来说,提供商希望能够以100 Mbps的幅度来逐步增加带宽。

基于万兆以太网接入(又叫多节点)环的架构能够显著地提升服务的可靠性,提供低延迟、易于预测的抖动(jitter),以获得必要的SLA。老式的SONET OC-48网络无法经济高效地满足IP/以太网连接的要求。

虽然以太网是大家青睐的技术,但是1Gbps接入环满足不了相当高的带宽要求。这就是为什么拥有1 Gbps入口速度的10Gbps接入环是城域网的新标准。

为什么要部署万兆以太网接入环?

如果更近距离地关注这个潮流,就会发现10-Gbps已成为城域网领域的新标准,这有几个原因。

快速无缝地响应难以预测的带宽需求。部署万兆以太网接入环让城域网服务提供商能够迅速应对带宽需求方面出现的变化。这种能力与老式的SONET OC-48形成了鲜明对照,后者迅速逐步增加带宽的能力很有限。

把万兆以太网接入环和分组交换核心网络的可扩展性结合起来,可以很自然地应对带宽增长。由于万兆以太网接入环能着手处理带宽饱和情形,环分裂或者借助链路聚合(LAG)为同一分组交换核心网络简单地添加并行万兆以太网波长,就能够无缝快速地扩展接入网。

基于万兆以太网接入环的架构能够提供五个9(99.999%)的服务可靠性。老式的SONET网络为接入网的高可靠性设立了标准。迁移到万兆以太网会改变这个标准吗?G.8032v2等电信级以太网技术由SONET标准发展而来,已把以太网提升到了现在其可靠性超过老式SONET网络的地步。

面向故障检测和性能监控的服务运营、管理和维护(OAM)技术(如Y.1731)现在是电信级以太网产品的标准特性。这些协议能够监控和报告网络性能和所提供的服务。

由于广大消费者和公司企业在飞快地积极接受移动技术,设备生产商们正在为智能手机及其他设备添置越来越高级的媒体和内容处理功能,并且为用户们提供速度更快的网络连接。支持数据流量方面的这种增长对回程网络连接提出了新的要求。对移动回程网络提供商来说,3G和4G移动应用的这种爆炸式增长一定要由蜂窝信号发射塔基站的相应带宽来应对。

移动服务提供商和光纤网络的所有者已经认识到了光纤到信号发射塔的价值,正不遗余力地把信号发射塔搬到网络上,以满足带宽方面越来越高的要求。运用万兆以太网接入环和电信级以太网技术减少了光纤的消耗量,提高了灵活性,能够灵活扩展,而且为以太网连接服务方面的SLA提高了水准。实际上,部署了万兆以太网接入环和电信级以太网技术的移动回程网络运营商其表现胜过为回程网络部署了老式SONET网络的回程网络运营商。

万兆以太网电信级以太网接入提供了"接近零"的延迟和易于预测的抖动。企业对网络的低延迟有许多要求,比如合并的数据中心。多个数据中心实际上合并到一个数据中心(跨城市、地区或全国进行合并)时,整个企业所用的信息和数据在进行联网和共享时一定要有"如同局域网的感觉"。远程业务连续性和灾难恢复需要磁盘镜像和主数据中心与辅助数据中心之间的数据同步复制,恢复点目标(RPO)接近零。RPO 其实就是恢复丢失数据所用的时间量。金融服务公司(如涉及金融交易的那些公司)在交易所、电子通信网络(ECN)节点和算法交易数据中心之间必须有经过优化的低延迟连接,那样才能迅速地执行交易。

只要能提供下列服务,就能通过电信级以太网和万兆以太网波分多路复用(WDM)技术,实现低延迟:

o精心设计的方法,采用针对低延迟经过优化的模块和平台架构。

o经过简化的传输,第1层用于专门连接和有限的有效载荷处理。

o高效的信号处理,借助透明传输,高效地传送到广域网。

o经过优化的传输距离,提供了"接近零"的延迟技术,用于信号放大和色散补偿。

光纤受限的环境能得益于成熟的WDM技术。虽然WDM技术一度被认为缺点太多:难度大、成本高、耗电量大和局限于远程网络,但是它在过去五年发展了许多:

o动态光学层方法解决了WDM网络配置起来很复杂的问题,这些方法结合了可重构的光分插复用器(ROADM)、传输距离扩展和服务管理等功能,为波长和基于分组的服务改进了自动化。

o结合这些技术让服务提供商能够跨网络增加波长,就跟为以太网服务逐步增加带宽一样容易。

o城域WDM技术现在发展到了第四代;换句话说,平台针对成本进行了优化,因而在城域网中部署WDM显得经济可行。

o由于硅片处理能力、编码技术和光学部件等方面不断取得进步,这些系统的耗电量得到了大幅减少。比如说,耗电量不到100瓦的2个机架单位(2RU)平台就能够提供40个波长的传输能力和8x万兆以太网的分插能力。

o由于所有这些先进的WDM技术,提供万兆以太网波长在城域网上很容易实现。

向万兆以太网迁移是可喜的第一步

对许多资本开支有限的服务提供商来说,从OC-3或者甚至OC-48接入环向万兆以太网接入网迁移似乎是迈出的一大步。不过,为了经济高效地满足固定网络消费者和移动网络消费者的服务和带宽需求,此举越来越成为需要迈出的第一步。

对老式SONET接入环有所限制,并把服务和基础设施方面所有的新需求推向电信级以太网,这将让所有服务提供商有望实现投资回报最大化。在一些情况下,把SONET网络从专用光纤对迁移到WDM接入网上的波长也许是明智之举。这同一个WDM接入网可以提供万兆以太网连接需要的所有波长,以支持电信级以太网基础设施的扩建,从而满足以太网服务的需求。

由于如今正在向全WDM万兆以太网城域网迈进,服务提供商就能致力于为公司企业部署1-Gbps电信级以太网服务,知道每个比特成本很低的基础设施会落实到位,实现投资回报最大化。另外,由于动态光学网络已到位,服务提供商就不需要致力于预测难以预测的带宽采用需求或者是有线服务与无线服务的混合。随着网络提供的服务日趋成熟、带宽增加,服务提供商就能高枕无忧,确信作为基石的、灵活高容量的架构能够满足将来的需求。

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