耿景毅:IPoC设计标准与实践

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耿景毅:IPoC设计标准与实践 当前操作系统分为两个不同的操作和维护平面。我们的操作和维护团队需要分别在两个平面上操作和感受网络。我们现在使用的传统传输设备的大多数管理通道仍然采用cli和snmp的方式。这给几十人的网络运营团队带来了很多困难和麻烦，尤其是在基于SDN的精细化运维背景下。

耿静宜:大家下午好。我很高兴与今天在ODCC的所有专家分享腾讯在IPOC领域的探索和实践。谈到IPOC，我个人的理解是，它不是指特定的技术，而是指一种方法，并最终在光的使用水平上追求更快、更灵活、更开放的知识产权解决方案。为什么需要IPOC，或者为什么IPOC会成为未来的趋势？首先，看看OTT大规模网络在城域网中面临的挑战。随着互联网应用和时代的到来，数据业务之间对互联带宽的需求越来越大。以腾讯为例。目前，单个城市的城域网建设总量为52T。AWS官方数据还显示，同一城市的备份数据达到25T。利用50%的带宽利用率，城域网带宽建设达到50T。还有另一种数据共享。腾讯在去年11月庆祝了它的18岁生日。到目前为止，每年的城域网建设相当于前几年的总和。这意味着城域网带宽的建设成本在整个数据中心基础设施网络的交付成本中所占的比例越来越大。越来越多的城域带宽建设意味着我们将部署越来越多的大型传输设备。目前，大型传输设备基本上面向运营商的通信。我们将把这些巨人部署在我们的计算机房里，并进行大量的改造，这意味着超过三个月的改造期。这给我们目前追求快速交付的互联网数据中心带来了巨大挑战，尤其是在云计算环境下，我们要求制造商在7天内交付一种产品。

另一点是操作上的挑战。当前操作系统分为两个不同的操作和维护平面。我们的操作和维护团队需要分别在两个平面上操作和感受网络。我们现在使用的传统传输设备的大多数管理通道仍然采用cli和snmp的方式。这给几十人的网络运营团队带来了很多困难和麻烦，尤其是在基于SDN的精细化运维背景下。

因此，我们实际上需要一个成本更低、灵活性更高、开放性更高、可操作性和可维护性更强的传输方案，这就是今天要讨论的IPOC。

既然IPOC是一个传输方案，让我们先来看看传统OTN传输的网络架构。整个系统分为三个部分:以太网设备、传输设备的电气层子帧、传输设备的光层子帧和中间传输线。发射相同波长的白光，然后完成波长转换，最后由光学层完成合波、放大和长距离传输。中间的组件包括电层和光层EDFA。根据组网方式和距离的不同，中间还包括RODAM、继电器等。在IPOC方案的网络架构中，很明显，主要的区别在于我们直接将原有传输设备的电气层处理部分带到交换机侧进行处理。我们的以太网设备发射不同波长的光，通过中间传统传输设备或未来开路设备的光层完成光层设备的传输。这带来了几个好处。首先，我们的整个网络结构变得更加简单，这使得基于SDN进行统一的操作和维护管理成为可能。第二，由于减少了一个中间层处理，端到端转换时间减少了。事实上，在传统服务中，尤其是在城域网中，时间挑战不是很大，现在是在5毫秒之内，所以满足当前的服务需求没有问题。然而，从前面提到的AWS数据可以看出，在云背景下，同一城市的数据中心的互通延迟现在需要不到两毫秒。这个方案带来的时间减少对我们非常有益。第三点非常重要，就是降低成本，至少从材料成本上来说。我们可以直接省略中间传输设备的电气层部分，这在成本中占了很大的比例，同时也节省了用户端的光模块。

在本文提出的开关照明方案中，相干光技术可以调制光信号的相位和频率，因此更适合长距离高速传输。我们现在讨论的开关照明方案有几种选择。第一个是第二代产品的ACO方案。众所周知，光技术处理的核心技术是dsp芯片，而我们是集成到核心交换机中的。先看看基础技术，在QSPK的调制下，可以跑1000公里。最大容量为16T。目前，这组数据已经完全满足当前城域网的带宽要求。但是ACO计划本身也有一些问题。因为我们之前说的是用一种不太集成的方法来集成开关板，而我们的开关数字信号处理器芯片之所以能够完成长距离传输是非常重要的，因为增加了fec，而我们目前还没有标准的200G，所以最大的问题是我们不能实现厂商间的交换，这给我们的实际部署带来了很大的挑战。此外，集成级别较低，因此功耗较大且受尺寸限制。第二组方案(CFP2 DCO、DOC和ACO)之间的核心区别在于，DS芯片直接集成在光学模块上，从而解决了供应商之间的交换问题。此外，由于其更高的集成度，我们现在看到的商用产品每个模块可以消耗16到18W的功率，并且功耗更低。单板的密度是有限的。在第三种方案QSPP28 colorZ中，数据传输距离只能是80公里，这里的80公里是指通过增加光发射和颜色补偿实现的极限距离。此外，单个波长只能达到50G，这里的100G意味着单个模块可以产生两种波长。因此，我可以使用的单根光纤的最大容量只有4T，这是性能数据的差异。还有一个问题。目前可以看到的QSPP28的光学模块采用固定的和不可调节的波长。如果在线网络中使用全光纤4T，则需要在交换机端维护40种不同类型的光学模块。这对于在线网络的资产管理来说是一场噩梦，尤其是备件管理。因此，在对几个方案进行分析的基础上，我们选择了第二个方案，即CFP2 DCO，主要交换机供应商也为我们开发了核心交换机版本8200 GCFP 2DCO。

由于200G标准尚未发布，因此在此提及的8 200GCFP2 DCO方案定义了相关规范。它分为三个维度。首先，我们定义了CFP2 DCO光模块的电气接口设计方案。左图显示的是CFP2光学模块。我们组装了第二个200克光学模块，并制作了一个200克光学模块。第二种方案定义了BCM的电气接口，并与CFP2光学模块接口。定义了整个工作系统的规范，包括环境要求和工作要求。我们希望更多的制造商和同行能够参与到规范的讨论和实施中来。

为了验证我们的计划的可行性，在腾讯成都城域网建立了一个实验区环境。有两点需要解释。首先，因为前面提到的8，200 GCFP 2 DCO开关板要到2017年第4季度才会发布，我们使用的是市场上已经上市的4，100 g。另一点是核心光传输部分，我们采用传统的方法。实验区有两个核心目的。首先是验证方案的连通性，这并不太具有挑战性，因此进行了理论分析。第二点是我们需要验证开关的照明方案在可操作性方面是否能够满足现有的操作要求。因此，我们在网络架构中将整个网络分为两个操作和维护域。以太网设备的操作和维护领域可以通过交换机或交换机上的照明模块监控各波长的相关信息，包括接收和发送数据包的功率、电流和电压。一旦检测到故障，就可以看到运行维护的报警信息，从而确认故障是发生在传输侧还是以太网交换机侧，为后续的故障处理提供参考。我们还在网上手工验证了这种操作和维护思想的可行性，但这实际上只是最基本的操作和维护方法。在实验过程中，我们也遇到了许多问题。例如，最简单的一个是，目前我们的交换端口和光传输侧的每个波长之间的对应关系只能手动维护，并且在光层中不能实现自动检测。因此，我们也推动了现有的波分设备供应商为我们进行定制开发。总之，要满足IPOC基于SDN控制的需求，刚才提到的所有运行和维护措施还有很长的路要走。

最后，有几个问题。首先，如果我们的地铁光纤资源足够丰富，在100公里以内，有没有更好、更便宜的解决方案可供选择？第二个更重要。由于我们在方案中简化了整个网络的架构，我们能否对其中的一些组件，特别是中间的光层传输部分，采用一个更加简洁和开放的系统，帮助我们更快地实现统一和高效的IP+光操作的最终目标？即将到来的400克是否为IPOC提供了更多的可能性？上述问题还不能给出准确的答案。我希望更多的制造商通过ODCC的力量参与IPOC领域的研发。我希望在明年的ODCC峰会上找到这些问题的准确答案。以上是我今天的份额。谢谢你。