構(gòu)筑面向智能時代的400GE骨干網(wǎng)

  華為GIV 2025預(yù)測，2025年全球?qū)⒂?00億智能終端，1000億聯(lián)接將基本消除信息孤島。無處不在的聯(lián)接勢必帶來網(wǎng)絡(luò)帶寬的持續(xù)攀升，尤其是作為網(wǎng)絡(luò)核心樞紐的骨干網(wǎng)，流量年復(fù)合增長率將持續(xù)超過45%。除了流量的急速增長，5G和云等新業(yè)務(wù)也給IP骨干網(wǎng)帶來前所未有的挑戰(zhàn)。

  業(yè)務(wù)和流量的不確定性：2025年企業(yè)應(yīng)用云化率將達(dá)到85%，未來的業(yè)務(wù)種類成千上萬、網(wǎng)絡(luò)流量流向動態(tài)無序，造成業(yè)務(wù)和流量具有很大的不確定性。比如雙11購物節(jié)和春節(jié)微信紅包，都可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)流量的瞬間激增。此外，隨著云計算、VR、5G和AI等新技術(shù)發(fā)展，運(yùn)營商將面對更多不確定的業(yè)務(wù)形態(tài)，并且對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量要求各異，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)無法實時感知用戶需求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源的動態(tài)配置。

  用戶體驗難保障：智能時代，遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育、Cloud VR等交互式業(yè)務(wù)，均為體驗敏感型業(yè)務(wù)。傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)“就近轉(zhuǎn)發(fā)”的原則，造成網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不均，整體利用率低下，帶來投資的浪費(fèi);而且IP網(wǎng)絡(luò)“盡力而為”的機(jī)制，又使得網(wǎng)絡(luò)易擁塞、易丟包，導(dǎo)致用戶體驗差。

  運(yùn)維挑戰(zhàn)日益嚴(yán)峻：未來網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元的形態(tài)、數(shù)量、業(yè)務(wù)多樣性會使網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度提升至少10倍，運(yùn)維支出仍將是運(yùn)營商最大的挑戰(zhàn)。當(dāng)前運(yùn)營商的OPEX已經(jīng)達(dá)到CAPEX的3倍，80%的配置靠人工下發(fā)，90%的問題處理靠用戶投訴驅(qū)動，運(yùn)維效率與OTT相比非常低下。

  為了應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，華為骨干網(wǎng)解決方案基于智簡網(wǎng)絡(luò)的理念，重新定義新一代骨干網(wǎng)，以超寬、極簡、智慧的能力，滿足智能時代各類新業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展。

  超寬：端到端400GE，滿足流量增長訴求

  按照摩爾定律，路由器需要持續(xù)提升端口速率、單板容量和設(shè)備容量，才能保持每比特最優(yōu)的轉(zhuǎn)發(fā)成本。

  隨著400GE在2017年完成標(biāo)準(zhǔn)化，已經(jīng)成為業(yè)界公認(rèn)的下一代以太端口技術(shù)。同年，華為發(fā)布業(yè)界首個400GE端口以及首個4T單板。2018年12月，華為獲得全球首個400GE商用合同，這標(biāo)志著400GE超寬時代正式到來。

  單板的容量取決于芯片，華為擁有業(yè)界領(lǐng)先的芯片技術(shù)。華為骨干路由器的4T單板，基于業(yè)界首款NP芯片(Solar 5.0)，支持完全可編程，即通過軟件升級就可以支持新軟件特性，最大化保護(hù)客戶投資。

  機(jī)框的最大容量取決于機(jī)框的背板能力。華為研發(fā)的Cable背板，使機(jī)框支持20個槽位以及14.4T的單槽位能力。華為骨干路由器整機(jī)容量可達(dá)288T，是業(yè)界最大容量的路由器，這足以支撐運(yùn)營商未來10年的流量增長需求。

  極簡：多網(wǎng)合一，統(tǒng)一協(xié)議

  華為骨干網(wǎng)解決方案實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議兩個層次的簡化。

  網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面，華為骨干路由器可以將一個物理系統(tǒng)虛擬成多個MDS(Multi-Domain System)。每個MDS的控制平面、管理平面以及業(yè)務(wù)平面完全隔離，基于此，可以實現(xiàn)多種業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載和互相隔離。同時，華為骨干路由器支持完整的P和PE功能，可以通過P&PE合設(shè)，減少網(wǎng)絡(luò)層次，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)扁平化。

  網(wǎng)絡(luò)協(xié)議方面，通過端到端SRv6協(xié)議，替代現(xiàn)網(wǎng)的LDP/RSVP-TE/GRE/L2TP等協(xié)議，實現(xiàn)了承載網(wǎng)統(tǒng)一協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)無縫連接，可以幫助用戶減少60%的配置工作量。

  智慧：實現(xiàn)無擁塞、業(yè)務(wù)永不中斷的自動化網(wǎng)絡(luò)

  智能世界具有兩大特征，首先是人工智能成為新的通用技術(shù);其次是 ICT 提供的“+ 智能”，為各行各業(yè)持續(xù)創(chuàng)新提供土壤。華為順應(yīng)時代潮流，為骨干網(wǎng)解決方案設(shè)計了“+智能”的智慧能力，幫助運(yùn)營商提升運(yùn)維效率，優(yōu)化用戶體驗，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的無擁塞、自愈和自動化。

  無擁塞：基于AI的流量預(yù)測，實時調(diào)優(yōu)，提升網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率至80%。華為骨干網(wǎng)解決方案基于機(jī)器學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，流量趨勢預(yù)測準(zhǔn)確率可達(dá)90%以上，幫助運(yùn)營商進(jìn)行流量經(jīng)營;基于實時網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維數(shù)據(jù)采集和自研ROAM(Routing Optimization Algorithm based on Matrix)算法，對流量進(jìn)行實時調(diào)整，實現(xiàn)整網(wǎng)負(fù)載均衡、無擁塞、零丟包，最大化提升資源利用率和用戶體驗。

  自愈：主動運(yùn)維，實現(xiàn)分鐘級的故障定位和恢復(fù)，業(yè)務(wù)不中斷。網(wǎng)絡(luò)云化引擎(Network Cloud Engine，NCE)實時感知網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，并進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)。NCE可生成鏈路狀態(tài)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等可視化報表，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)出現(xiàn)異常，NCE將向設(shè)備下發(fā)SR Policy，為流量指定新的SRv6轉(zhuǎn)發(fā)路徑，使流量避開故障節(jié)點(diǎn)、故障鏈路，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障自動恢復(fù)，業(yè)務(wù)不中斷。

  自動化：跨域協(xié)同，提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維效率。一直以來，IP層與光層都是分層規(guī)劃、分層運(yùn)維，降低了整網(wǎng)運(yùn)維效率，拉長了新業(yè)務(wù)開通時間。NCE實現(xiàn)了IP設(shè)備和傳送設(shè)備的統(tǒng)一管理、IP和光的跨層網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、跨層業(yè)務(wù)發(fā)放、跨層網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)可視以及跨層問題定位，網(wǎng)絡(luò)端到端自動化運(yùn)維，效率大幅提升。此外，華為骨干網(wǎng)解決方案還支持跨WAN域和DC域的協(xié)同，實現(xiàn)分鐘級業(yè)務(wù)發(fā)放。

  持續(xù)耕耘引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

  目前，華為已經(jīng)引領(lǐng)骨干路由器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這得益于華為持續(xù)的研發(fā)投入和技術(shù)創(chuàng)新。此外，華為在標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域與行業(yè)伙伴積極合作，不斷推動并引領(lǐng)骨干網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

  華為是400GE標(biāo)準(zhǔn)化的首要貢獻(xiàn)者。早在2011年，華為就啟動了400GE技術(shù)的研究，并積極貢獻(xiàn)IEEE 802.3 400GE標(biāo)準(zhǔn)提案，提交了超過50篇的技術(shù)文稿，承擔(dān)了400GE標(biāo)準(zhǔn)工作組主席席位。華為還率先進(jìn)行了PAM4(four-level pulse amplitude modulation)物理層光收發(fā)系統(tǒng)的研究和開發(fā)，使得光模塊在不增加現(xiàn)有光器件帶寬及最小化光路數(shù)量的情況下，即可實現(xiàn)400G的傳輸速率，這是400GE標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)技術(shù)之一。

  此外，華為還積極推進(jìn)SRv6產(chǎn)業(yè)發(fā)展。SRv6作為新一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議技術(shù)，已經(jīng)成為未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)選。華為在SRv6的標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域積極投入，主導(dǎo)及參與貢獻(xiàn)IETF SRv6文稿達(dá)35篇，占SRv6文稿總數(shù)的85%。華為積極開發(fā)SRv6解決方案能力，并和中國電信等多家運(yùn)營商進(jìn)行聯(lián)合創(chuàng)新，可提供當(dāng)前業(yè)界最完善的SRv6能力，加速骨干網(wǎng)向極簡和智能轉(zhuǎn)型。

  展望未來，聯(lián)接無處不在，智能無所不及。華為骨干網(wǎng)解決方案將持續(xù)引領(lǐng)IP產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以技術(shù)創(chuàng)新與客戶需求雙輪驅(qū)動，不斷升級超寬、極簡、智慧的能力，幫助運(yùn)營商在5G和云時代實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)價值最大化，取得持續(xù)的商業(yè)成功。