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方案描述

華為端到端100G解決方案

華為憑借多年的技術積累與對客戶需求的深刻理解,整合了路由器和光傳輸領域的領先優勢,推出業界領先的端到端100G解決方案。100GE線卡和端口將率先在長途骨干(CORE)獲得應用,并逐步延伸至骨干邊緣(EDGE)及城域(METRO)網絡。在長途骨干,通過支持100GE接口的NE5000E路由器集群系統和40/80波×100G的OSN6800/8800 OTN系統共同組網,實現100GE的長距離傳送,并充分提高整網的開放性和可靠性,宜于網絡規劃、建設和運維;在骨干邊緣及城域核心,采用NE5000E集群路由器100GE接口直連方案,大規模簡化網絡架構,使運營商輕松應對流量本地化的業務發展趨勢。圖一展示了華為端到端100G解決方案的全貌:

 

 

  1、端到端可部署的方案

  目前100GE光模塊的初期傳輸距離僅實現了10公里。而100GE接口首先是在長途骨干核心平面應用的,這就需要核心路由器和傳送系統的緊密配合。華為OTN(Optical Transport Network)系列產品基于華為自主研發的100G光電模塊和核心芯片,集成OPFDM-DQPSK、oPDM-DQPSK、 ePDM-QPSK等先進的編碼調制方式,實現1500公里超長距離傳送,使得單光纖的傳送容量提升到8T。配合領先的大容量OTN交換、智能 ASON(Automatically Switched Optical Network)等技術,實現WDM(Wavelength Division Multiplexing)傳送網絡持續向更大容量、更靈活高效和高可靠的網絡演進。 路由器與傳輸的互通能力也是運營商建設端到端100G網絡必須考慮的重點。華為充分發揮自身同時擁有路由器和傳送兩大業界領先的產品系列的優勢,以及在100G標準領域的積極參與和深入全面理解,實現100GE路由器與100G傳輸的標準化的互通,從而可以為運營商提供完整的端到端100G解決方案。 
                                                   
  2、綠色可持續的帶寬增長保證

  帶寬的增長,用戶業務體驗質量的提升,不能以無限地功耗增長和支付成本增長為代價,否則增長是無法持續的。華為公司的100G解決方案,引入了多項低功耗技術,使得每10G功耗比業界當前的系統降低了57%,達到了<40W/10G的領先水平, 有效地支撐了帶寬的持續增長。
                                                                            

  3、增強的業務質量保證EQC

  從運營商網絡實際運行的情況來看,僅僅靠帶寬的增長難以完全保證端到端業務質量保證的需要,如: 

  1) 很多運營商在有較充分帶寬的情況下,IPTV的視頻質量還是無法得到根本的保證,也無法準確定位出具體的故障位置;
  
  2) P2P業務逐步成為互聯網的主要流量,P2P終端不清楚網絡的拓撲結構,導致90%以上的IP流量流向了骨干,而沒有像傳統電信網絡那樣實現本地化,這造成了骨干持續的擴容壓力和終端用戶體驗質量的降低;

  3) 帶寬的增加和接入終端的智能化,使得以DDOS(Distributed Denial of Service)為主要手段的網絡攻擊,成為影響網絡質量的非常重要的因素,已經發生的多起網絡安全事故,也暴露了傳統網絡的脆弱。 

  要保證端到端的業務體驗,網絡不能僅僅提供一個帶寬,而是需要更多的智能,而且這種智能的部署成本是受限的,華為把這種可部署的質量保證措施統稱為EQC(Enhanced Quality Control)。EQC是一個全網解決方案,可在城域,骨干各種位置部署,華為的解決方案把部分EQC能力固化到了硬件和芯片中,以有效降低部署成本。EQC是配合帶寬增長,保證業務質量,降低運營商運營成本的必要措施。EQC主要包含以下內容,華為公司會在后繼解決方案中持續優化并提升其能力: 

  1) 可擴展的業務支持:能夠識別需要特殊保證的業務,并給予特殊質量保證措施;

  2) 流量控制和疏導:能夠有效控制網絡流量的流向,優化資源配置; 

  3) 業務質量監控:能夠在線監控業務質量的狀態,以便出現問題及時發現并排除; 

  4) DDOS攻擊防護:能夠保護設備本身以及某個網絡免受DDOS攻擊; 

  5) 快速故障定位:和業務質量監控配套使用,當出現業務質量問題時準確定位出問題的故障設備或故障鏈路。

 
                                                                                                    
華為端到端100G 解決方案實現技術介紹

  IEEE、ITU-T和OIF 是完成100G領域標準化工作的三個標準化組織,華為是100G標準的主要貢獻者。在IEEE,華為在100GE PCS模型和OTN映射領域,提交文稿超過10篇以上;在ITU-T SG15,華為引領OTN標準演進,擁有G.709建議的Editor席位,貢獻包括ODU4映射結構在內標準文稿30篇以上。基于上述標準方面的積累,華為得以在100G領取取得多項創新,并將之產品化。

   1、Solar 2.0 PFE2A:100G轉發引擎


  華為依托自研Solar系列ASIC(Application Specific Integrated Circuit)芯片,基于Solar 1.0實現了20G/40G路由器線卡,已經取得大規模商用, 累計發貨量已經超過10萬線卡。100GE路由器線卡基于Solar 2.0 PFE2A實現,該芯片(如圖二所示)具有如下顯著優勢:

 

 


   業務靈活性,高性能和低功耗的完美融合:Solar 2.0 PFE2A采用了華為獨創的宏指令包處理(MIP,Macro Instruction for Packet Processing)技術。它專為IP/MPLS/ETH應用設計,結合了網絡處理器業務靈活和ASIC性能高,功耗低的優點, 同時規避了網絡處理器處理性能低,功耗大以及ASIC無法支持新業務的缺點,加上其獨特的外圍器件低功耗一體化設計,實現了業務靈活性,高性能和低功耗的完美結合。

   2、100GE路由器線卡方案

   基于IEEE 802.3ba標準,華為提供1×100GE(如圖三所示)與10×10GE(如圖四所示)兩種100GE線卡,滿足不同應用場景的需求。

 

 


   華為100GE線卡采用兩片Solar 2.0 PFE2A作為轉發引擎,一片處理100G上行流量,另一片處理100G下行流量。這種設計理念將Solar 2.0 PFE2A的能力發揮至極致,保證了100G流量的線速轉發(如圖五所示)。PIC(Physical Interface Card)模塊基于自研的可編程100GE MAC芯片,支持IEEE 802.3ba、S-Eth、IEEE 1588v2以及ODU4標準。內置的oTM(output Traffic Management)引擎,完美實現下行流量的5級H-QoS(Hierarchical QoS)調度。1×100GE線卡具備4M海量FIB(Forwarding Information Base),充分滿足IP網絡持續擴展的需要,并且100GE接口支持CFP MSA(Compact Form Factor Pluggable Multi-Source Agreement)封裝,實現光模塊的即插即用。

 

 

   3、100G WDM先進編碼調制技術

   先進的編碼調制技術是實現超長距離、大容量波分傳送技術的關鍵。借助多年的技術積累和業界頂尖的專家團隊,華為開發出OPFDM-DQPSK、oPDM-DQPSK、ePDM-QPSK等先進的編碼調制技術。

   OPFDM-DQPSK技術通過偏振控制,有效降低高速密集波分復用(DWDM,Denseness Wavelength Division Multiplexing)系統中的非線性效應,實現超過1200公里的超長距離傳送。oPDM-DQPSK技術通過先進的算法和硬件實現快速的光學偏振跟蹤,實現80波100G傳送。ePDM-QPSK則是一系列關鍵創新技術的結晶,包括相干檢測、高速模數轉換(ADC,Analog Digital Converter)、高速數字信號處理(DSP,Digital Signal Processor)芯片技術,其中DSP芯片通過先進的算法實現偏振跟蹤,相位、時鐘、數據恢復,以及色散和偏振模色散(PMD,Polarization Mode Dispersion)補償。ePDM-QPSK可以實現80波100G的1500公里傳送,并具有極高色散和大PMD容忍能力。

   4、高增益前向糾錯技術

   高增益前向糾錯(FEC,Forward Error Correction)技術是實現超長距離傳送的一項關鍵技術。為了消除噪聲帶來的光信號損傷,100G系統要求提供更高增益的FEC技術。華為自主研發了高增益、低功耗的超強FEC算法,為消除光信號損傷影響,實現超長距離傳送提供關鍵技術保障。

 
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