以太網與OTN在博弈中融合

孫杰賢

在2012年中國國際信息通信展覽會上，著名的半導體公司PMC展示了一款號稱是業界端口密度最高的10G、40G與100G融合的電信級以太網及OTN成幀器產品——META 120G。該產品單芯片的容量達到驚人的120G，再次引發了業界對IP與光融合也就是光以太網技術的討論。

光以太網技術集中了當前兩大主流通信技術——以太網和光網絡的優點，比如，以太網應用普遍、價格低廉、組網靈活、管理簡單，而光網絡可靠性高、容量大。光以太網的高速率、大容量消除了存在于局域網和廣域網之間的帶寬瓶頸，將成為未來融合話音、數據和視頻的單一網絡結構，是構建寬帶城域光網絡的主流技術之一。

之前，業界考慮的是以太網與SDH以及WDM的融合，然而現在，情況已經發生了改變。

OTN興起

據相關統計，2011年，全球被創建和復制的數據總量接近1.8ZB，這意味著我們現在48小時所產生的數據量，幾乎是從人類文明開始到2003年間所有數據量的總和。關鍵是，在移動互聯、物聯網以及整個社會對信息化強大需求的驅動下，現在的數據量還在以我們無法預測的速度在增長。

數據在爆炸，這對基礎電信運營商的網絡提出了非常嚴峻的挑戰。目前我國各運營商的骨干網流量已經達到幾十T比特甚至上百T比特，北京、上海、廣州等超級核心節點的流量就已經超過T比特的級別。這要運營商的網絡必須能夠適配、提供T比特以上的傳送和交換能力。同時我們注意到，運營商網絡的數據流量在增加，但是單位比特收益在降低，所以傳送的成本必須相應地降低；否則，運營商將面臨業務量增加，利潤減少的窘境，特別是在超大容量數據的承載和傳輸上這種要求尤為迫切。所以，大容量OTN技術開始興起，因為通過大容量OTN技術構建海量帶寬資源池，能夠很好地滿足運營商對大容量、低成本、智能化傳送的要求。而OTN的設計目的便是為大量GE、2.5Gbit/s、10Gbit/s、40Gbit/s以及100Gbit/s等大顆粒業務提供傳輸通道。

近年來，OTN成為全球關注的焦點，由于業務的驅動和光纖資源的日益匱乏，國內外運營商紛紛投入建設。Dell'Oro預測，2015年全球光網絡超過50%的收入來自于OTN/WDM網絡，而40G、100G逐成規模的部署對OTN/WDM整體收入的拉動也起著很關鍵的作用。

OTN最初的定位是應用于長途骨干網，但是隨著城域網對大容量承載以及靈活業務調度需求的增強，OTN開始進入城域。OTN技術包括了光層和電層的完整體系結構，各層網絡都有相應的管理監控機制，具有光層和電層的網絡生存性機制，能夠很好地滿足組網需求；且OTN技術可以提供強大的OAM功能，提供完善的性能和故障監測功能。OTN設備基于ODUk的交叉功能使得電路交換粒度由SDH的155M提高到2.5G/10G/40G甚至100G，從而實現大顆粒業務的靈活調度和保護。此外，OTN設備還可以引入基于ASON的智能控制平面，提高了網絡配置的靈活性和生存性。這些都非常符合城域網的發展需求。

遭遇以太網

如中國聯通研究院副總工程師唐雄燕所指出的，城域網是運營商網絡規劃和建設中最富挑戰的領域，面臨業務融合、網絡IP化、寬帶提升和QoS保證等要求。出于擴展性、成本和多業務承載等因素考慮，電信運營商的城域網開始逐漸由SDH和MSTP向IP演進，電信級的IP路由器和交換機被大量使用。

當OTN進入城域的時候，必然面對與之前的分組傳送網以及城域數據網的互相定位問題。大容量、分組化已經成為城域傳送網當前最為突出的兩大需求，城域的分組傳送網、OTN網絡、城域數據網分別有著不同的功能定位，但是隨著OTN在城域的進一步部署，不可避免地涉及到與PTN/IP RAN傳送網的網絡層次重疊和功能重合的問題。出于成本和資源節省以及效能最大化的考慮，實現OTN與以太網的融合是最為理想的方式。這樣可以實現網絡層次扁平化，網絡調度效率的提升，將會直接降低網絡投資，提升運維效率，并提升業務服務質量。

Infonetics公司首席分析師Michael Howard表示，由于路由器需要通過高帶寬的接口與光傳送基礎設施相聯，對運營商而言，要想達到光性能和協議與傳送網的融合，采用具備雙模式的以太網及OTN接口的路由器就變得愈加重要。而根據Infonetics公司近期調查顯示，84%的運營商將會在電信級交換機及路由器的端口采用OTN，這些端口的速率為40G（OTU3）以及100G（OTU4）。

在PMC公司通信產品事業部市場及產品應用副總裁Babak Samimi看來，以太網與OTN的融合是相得益彰的事情。他說：“傳統的路由器互聯是非常復雜的一件事情，因為它有各種的歷史遺留的接口，TI/E1、DS3/E3、ATM、POS，這里面有多種協議，重要的是速率無法隨著以太網速率的增長有效地擴展。因此，對于運營商來講，最大的一個問題是怎么讓路由器還有以太網交換機更好地應對大數據所帶來的挑戰。OTN是最佳的選擇，它可以解決三個方面的問題：IP與光的融合、管理更加簡化以及前向糾錯的FEC功能。前向糾錯功能非常關鍵，也是大容量傳送所必需的。因為以太網在低速率的時候，在城域運行沒有問題，可以支持幾十公里的傳輸，但是到40G、100G的時候無法進行長距傳輸，會帶來很多誤碼問題。0TN天生具備了前向糾錯，可以大大提高傳送距離，比如100G以上它可以比傳統的光模塊提高50%以上的傳送距離。”而從PMC公司展示的META120G芯片來看，以太網和OTN的融合之后的所帶來的改善和提高是非常明顯的。多速率融合，同時支持10G、40G和100G；多協議融合，每一端口可任意配置成獨立的以太網或OTN接口；前向糾錯融合，支持多種速率的糾錯保證互聯互通；智能融合，全面集成分組定時，時鐘恢復，高精度時間戳。

唐雄燕認為，光與IP的融合是未來網絡技術的發展趨勢，而城域網則是兩者融合的關鍵領域，它們將在相互借鑒和博弈中實現融合發展。