以太网与OTN在博弈中融合

孙杰贤

在2012年中国国际信息通信展览会上，著名的半导体公司PMC展示了一款号称是业界端口密度最高的10G、40G与100G融合的电信级以太网及OTN成帧器产品——META 120G。该产品单芯片的容量达到惊人的120G，再次引发了业界对IP与光融合也就是光以太网技术的讨论。

光以太网技术集中了当前两大主流通信技术——以太网和光网络的优点，比如，以太网应用普遍、价格低廉、组网灵活、管理简单，而光网络可靠性高、容量大。光以太网的高速率、大容量消除了存在于局域网和广域网之间的带宽瓶颈，将成为未来融合话音、数据和视频的单一网络结构，是构建宽带城域光网络的主流技术之一。

之前，业界考虑的是以太网与SDH以及WDM的融合，然而现在，情况已经发生了改变。

OTN兴起

据相关统计，2011年，全球被创建和复制的数据总量接近1.8ZB，这意味着我们现在48小时所产生的数据量，几乎是从人类文明开始到2003年间所有数据量的总和。关键是，在移动互联、物联网以及整个社会对信息化强大需求的驱动下，现在的数据量还在以我们无法预测的速度在增长。

数据在爆炸，这对基础电信运营商的网络提出了非常严峻的挑战。目前我国各运营商的骨干网流量已经达到几十T比特甚至上百T比特，北京、上海、广州等超级核心节点的流量就已经超过T比特的级别。这要运营商的网络必须能够适配、提供T比特以上的传送和交换能力。同时我们注意到，运营商网络的数据流量在增加，但是单位比特收益在降低，所以传送的成本必须相应地降低；否则，运营商将面临业务量增加，利润减少的窘境，特别是在超大容量数据的承载和传输上这种要求尤为迫切。所以，大容量OTN技术开始兴起，因为通过大容量OTN技术构建海量带宽资源池，能够很好地满足运营商对大容量、低成本、智能化传送的要求。而OTN的设计目的便是为大量GE、2.5Gbit/s、10Gbit/s、40Gbit/s以及100Gbit/s等大颗粒业务提供传输通道。

近年来，OTN成为全球关注的焦点，由于业务的驱动和光纤资源的日益匮乏，国内外运营商纷纷投入建设。Dell'Oro预测，2015年全球光网络超过50%的收入来自于OTN/WDM网络，而40G、100G逐成规模的部署对OTN/WDM整体收入的拉动也起着很关键的作用。

OTN最初的定位是应用于长途骨干网，但是随着城域网对大容量承载以及灵活业务调度需求的增强，OTN开始进入城域。OTN技术包括了光层和电层的完整体系结构，各层网络都有相应的管理监控机制，具有光层和电层的网络生存性机制，能够很好地满足组网需求；且OTN技术可以提供强大的OAM功能，提供完善的性能和故障监测功能。OTN设备基于ODUk的交叉功能使得电路交换粒度由SDH的155M提高到2.5G/10G/40G甚至100G，从而实现大颗粒业务的灵活调度和保护。此外，OTN设备还可以引入基于ASON的智能控制平面，提高了网络配置的灵活性和生存性。这些都非常符合城域网的发展需求。

遭遇以太网

如中国联通研究院副总工程师唐雄燕所指出的，城域网是运营商网络规划和建设中最富挑战的领域，面临业务融合、网络IP化、宽带提升和QoS保证等要求。出于扩展性、成本和多业务承载等因素考虑，电信运营商的城域网开始逐渐由SDH和MSTP向IP演进，电信级的IP路由器和交换机被大量使用。

当OTN进入城域的时候，必然面对与之前的分组传送网以及城域数据网的互相定位问题。大容量、分组化已经成为城域传送网当前最为突出的两大需求，城域的分组传送网、OTN网络、城域数据网分别有着不同的功能定位，但是随着OTN在城域的进一步部署，不可避免地涉及到与PTN/IP RAN传送网的网络层次重叠和功能重合的问题。出于成本和资源节省以及效能最大化的考虑，实现OTN与以太网的融合是最为理想的方式。这样可以实现网络层次扁平化，网络调度效率的提升，将会直接降低网络投资，提升运维效率，并提升业务服务质量。

Infonetics公司首席分析师Michael Howard表示，由于路由器需要通过高带宽的接口与光传送基础设施相联，对运营商而言，要想达到光性能和协议与传送网的融合，采用具备双模式的以太网及OTN接口的路由器就变得愈加重要。而根据Infonetics公司近期调查显示，84%的运营商将会在电信级交换机及路由器的端口采用OTN，这些端口的速率为40G（OTU3）以及100G（OTU4）。

在PMC公司通信产品事业部市场及产品应用副总裁Babak Samimi看来，以太网与OTN的融合是相得益彰的事情。他说：“传统的路由器互联是非常复杂的一件事情，因为它有各种的历史遗留的接口，TI/E1、DS3/E3、ATM、POS，这里面有多种协议，重要的是速率无法随着以太网速率的增长有效地扩展。因此，对于运营商来讲，最大的一个问题是怎么让路由器还有以太网交换机更好地应对大数据所带来的挑战。OTN是最佳的选择，它可以解决三个方面的问题：IP与光的融合、管理更加简化以及前向纠错的FEC功能。前向纠错功能非常关键，也是大容量传送所必需的。因为以太网在低速率的时候，在城域运行没有问题，可以支持几十公里的传输，但是到40G、100G的时候无法进行长距传输，会带来很多误码问题。0TN天生具备了前向纠错，可以大大提高传送距离，比如100G以上它可以比传统的光模块提高50%以上的传送距离。”而从PMC公司展示的META120G芯片来看，以太网和OTN的融合之后的所带来的改善和提高是非常明显的。多速率融合，同时支持10G、40G和100G；多协议融合，每一端口可任意配置成独立的以太网或OTN接口；前向纠错融合，支持多种速率的纠错保证互联互通；智能融合，全面集成分组定时，时钟恢复，高精度时间戳。

唐雄燕认为，光与IP的融合是未来网络技术的发展趋势，而城域网则是两者融合的关键领域，它们将在相互借鉴和博弈中实现融合发展。