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核心路由器全面迈向400GE超高速时代

http://www.c114.com.cn ( 2018/11/9 10:06 )

C114讯 11月9日消息(岳明)当前,4K高清视频、VR/AR、云以及物联网等业务蓬勃发展,业务进入了前所未有黄金时代,将长期处于快速增长之中的骨干网流量带入了新一轮的爆炸式增长周期。IEEE带宽评估报告称,每秒将会有100万分钟的视频内容流经网络,网络带宽尤其是骨干网带宽每18个月翻一倍, 到2020年年底,全球IP流量将达到每年2.3ZB。

网络设备应对流量增长的必经之路就是持续提升端口容量,从100M、GE、2.5G、10GE到当前主流的100GE,端口速率不断提升,从而适配网络流量持续增长对设备的需求。随着100GE端口应用部署的持续增长,光纤多、配置复杂、维护工作量大等问题也日益突显,领先运营商纷纷考虑引入下一代端口技术来支撑骨干网的发展演进。眼下,整个电信网络就站在了骨干网升级发展的新路口,业界普遍认为,2019年将成为400GE的商用元年,400GE将是核心路由器未来十年的理想技术选择。

采用400GE单端口,可极大提升单板端口集成度,一个端口等同于4个100GE端口,用户侧光纤资源可以减少75%,同时端口配置工作量减少75%。对于当前动辄承载30Tbit/s以上流量的骨干单节点而言,采用单端口400GE可将路由器端口由原来的3万个100GE减少到7500个400GE,高集成度带来的成本效益由此可见一斑。此外端口聚合后,还可以解决多个100GE链路负载不均衡的问题。

400GE标准先行 促商用进程加速

客观来看,任何一项新技术的规模商用,都需要标准先行。1985年,首个10M的IEEE 802.3以太标准诞生;2010年,IEEE正式批准了802.3ba标准,标志着40G/100G商用之路正式开启;2013年年初,业界就开始在IEEE 802.3讨论100GE端口的下一代以太网标准,400GE标准提上日程……

由于以太网标准十分复杂,因此400GE的标准制订之路需要考虑诸多因素,可谓克服了重重挑战:第一,400GE标准的核心——逻辑层架构,需要面向骨干IP网络,支持广泛的互联互通以及高可靠性和兼容性;第二,400GE标准制订还需要解决物理层光链路带宽极限、光通道数量极限、超高速信号的线速数据报文处理等技术难题。

作为全球以太网标准领域的重要参与者,以华为为代表的上下游产业链在全面攻克400GE的相关技术标准难题。据了解,华为积极贡献IEEE 802.3 400GE标准提案,提交了超过50篇的技术文稿,承担了400GE 2/10km标准工作组主席和光层标准编辑、400GE 40km标准工作组主席职位。

早在2011年,华为即启动了400GE基础技术的研究,早于IEEE 802.3启动100GE之后下一代以太网标准研究的时间。此后,华为率先完成了以太网逻辑层架构技术方案的研究,完成了支持400Gbit/s高速率数据处理、FEC算法及适配等研究成果储备。这些基础技术,最终应用于已发布的400GE标准之中。

2012年,华为又启动了400GE物理层高速信号传输技术的研究与开发。华为率先进行了8×50Gbit/s PAM4(Pulse Amplitude Modulation)物理层光收发系统的研究、开发,以支持10/40km长距离、高可靠性传输,全面满足IEEE 802.3对技术可行性和成本可行性的严苛要求,从而实现低成本、可商用的400GE。

2016年,华为与中国电信成立400GE联合创新团队,分别基于系统架构模型、算法和软硬件平台等进行研发,从而保证400GE产品具备可商用性。

2017年12月6日,IEEE802.3以太网工作组正式批准了新的IEEE 802.3bs以太网定义标准,包括200GE、400GE两大以太网标准。至此,400GE标准已全面成熟,可以有效支撑未来的商用部署。

400GE已实现商用Ready

在积极推动400GE的标准化进程中,伴随着核心路由器端口速率的增长,华为核心路由器也一直保持着持续快速的发展,携手上下游产业共同推动400GE产业的成熟,从而加速400GE的商用进程。

2012年9月,华为发布业界首个480Gbit/s路由线卡,领先业界半年;2013年4月,华为发布了1Tbit/s路由线卡,领先业界1年以上;2017年10月,中国电信广州研究院与华为完成了全球首个400GE测试。该测试依托中国电信网络与终端重点实验室,基于真实网络应用所设计的测试用例展开。基于华为T比特大容量骨干路由器线卡,验证了400GE端口的线速转发、多业务叠加、故障上报等多个维度的功能。这一测试的成功完成,标志着下一代大容量端口技术400GE已经具备商用条件。目前华为正协同上下游产业共同推动400GE产业的进一步成熟发展,为400GE的商用部署夯实基础。

与此同时,400GE光模块产业也在快速成熟。作为400GE高速光模块的核心技术,PAM4信号采用4个不同的电平来传输,在高速信号互联场景中,基于同样的波特率PAM4可以使传输效率提升一倍,这意味着光模块可以在不增加现有光器件带宽及最小化光路数量增加的情况下,即可实现400GE的传输速率,大幅降低网络成本。目前业界主流厂家基于PAM4调制技术的光模块产品都已实现商用Ready,并具备规模发货能力。

在400GE的通信测试领域,主流通信测试厂商都已针对400GE的国际标准推出了对应的测试解决方案,可以有效支撑400GE的商用部署。

另外,值得一提的是,通过400GE核心路由器与400G光传送设备的组合,目前华为已经可以提供业界首家端到端的400GE商用解决方案,全面支撑全球运营商打造端到端的400GE商用网络。

作者:岳明   来源:C114通信网

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