中国移动通信集团设计院有限公司第二十七届新技术论坛

 中国移动通信集团设计院有限公司第二十七届新技术论坛

面向数据中心的传送网络演进思路分析

张慧娟

（中国移动通信集团河北有限公司石家庄分公司，石家庄，050000）

【摘  要】：

在5G风潮的引领下，在数字经济、互联网+等国家战略的推动下，数据流量快速增长。数据中心作为可提供存储和计算资源的物理设施，作用越来越重要，围绕数据中心打造大容量、低时延和灵活连接的传送网变得十分有必要。文章从数据中心的重要性入手，分析、探讨了以数据中心为核心的骨干传送网络建设策略，并针对网络部署的关键技术进行了重点论述，有助于发挥数据中心在大数据、云计算、人工智能等新兴业务领域的关键作用，助力运营商转型升级。

【关键词】：数据中心、传送网

1. 前言

近年来，移动互联网的快速发展，尤其是抖音、快手、B站等视频平台的崛起，加快了数据流量的增长。随着 5G时代的到来，互联网从过去人与人的连接进化为万物互联，不仅联系数量多，单节点产生的数据也多，数据量将迎来新一轮爆发性增长，使得数据中心互联成为迫切需求。与此同时，5G、云计算、产业互联网、人工智能等新兴领域一日千里，共同推动了对数据中心的需求。为应对新的需求，满足新形势下，各类业务的承载要求，有必要对面向数据中心的传送网络演进进行分析、探讨，从而更好的发挥数据中心的服务能力，提升数据中心的使用效能。

2. 数据中心的重要性分析

2.1 数字经济发展的重要基石

2020年11月，《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》全文发布，提出发展数字经济，推进数字产业化和产业数字化，推动数字经济和实体经济深度融合，打造具有国际竞争力的数字产业集群。5G通讯和大数据、人工智能等技术的崛起，是数字经济落地应用的基础，通过技术创新推动数字经济发展壮大。

数字经济的快速发展对数据资源存储、计算和应用需求大幅提升，区域内数据中心的作用越来越重要，成为数字经济发展的重要基石。

数据中心不仅能够助力企业实现战略跨越，推动企业转型，为新业务、新技术的应用提供必要条件，而且可以迅速提升企业在区域内的核心作用，推动区域经济增长。

2.2 云计算部署的重要节点

随着云计算、大数据以及互联网的迅速发展，运营商内部运营网络云化程度也不断提升，企业上云进程的加速，云计算的应用场景也开始进行转变，云服务已成为运营商经营创新的关键组成部分，数据中心作为可提供存储和计算资源的物理设施，为云平台部署需求提供了总要支撑。中国移动云体系架构已基本形成。

1、移动云：面向企业客户与集团客户，为客户提供云网一体、安全可控的专业云服务。依托移动云计算能力，建设N+31+X资源布局，基于北京、广州、哈尔滨、呼和浩特、长沙构建大规模资源池，辅以全国各省的省级数据中心，通过专线互联，实现业务跨区域的高速、低延迟、大带宽、高QoS互通。

2、网络云：网络云是中国移动核心网的用户数据网元、控制面网元的虚拟化，将网络中的计算类节点进行云化。同时支持了跨运营商的网络互通和跨国业务的互联互通。

3、IT云：面向内部B/O/M三域平台与应用的云，主要由内部网管网、业务开通网、计费网组成，承载着网络管理信息和业务类信息，可基于大数据数据分析，挖掘市场商机。

3网络演进方向分析

随着数据中心网元部署规模的增加、功能的提升，区域内业务节点地位的越发重要，数据中心间的业务流量越来越大，DC间的流量增长速度超过50%，DC之间的流量逐渐成为骨干传送网的主要流量。围绕数据中心打造大容量、低时延和动态灵活的传输网络变得越来越迫切。

3.1 以数据中心为核心的骨干传送网络

由于DC互联的主要传输诉求是大容量、低时延、高可靠。因此网络节点间的MESH互联十分有必要，业务采用一跳直达的方式可尽可能地较少中间节点过多造成的时延增加，从而实现DC间数据的实时交换，满足未来云业务的高实时性要求。

图3.1  以数据中心为核心的骨干传送网络架构

骨干传送网络以DC节点为中心，构建全光MESH网络架构，实现DC之间高速互联，在各业务节点实现电路的任意上下，实现多区域、多层次的业务调度和落地。同时，将DC节点与地市核心节点互联，地市至省核心多条路由一跳直达。

3.2 使能SDN，构建传输工作台，提升业务调度能力

MESH化、全光立体网络的出现，使得网络运维已超出“人工处理”能力范畴，通过传输工作台，提升运维效率，实现自动化运维。同时，传输工作台的部署，能够实现快速敏捷的业务发放，是保证新业务快速上线的基石，满足互联网+时代业务需求变化。

SDN技术可以实现以下功能：

1、实现数据中心的高效互联。云服务是未来互联网服务的主流模式，而云服务数据中心通过通信网络将数量众多的服务器和存储设备进行互联，并实现它们之间的高效协同工作在软件定义的教据中心互联架构中，运营商将数据中心内部资源统一管理再根据网络中资源状态和业务颗粒度，将数据中心资源与网络宽带资源统一分配，实现实时调度和可编程化控制。

2、实现异构网络的统一控制。通过对OpenFlow等相关协议进行扩展，开发面向对象的交互控制接口，可以实现异构网络信息抽象化和跨层网络控制集成化，从而在接入网与核心网、数据网与光网络、有线网与无线网之间建立起具备统一控制能力的新型异构网络架构体系。有效的解决异构网络之间的互联互通问题。

3、网络资源虚拟化服务。网络资源的虚拟化提供技术可以更好地发挥网络基础设施资源的优势，通过开放的统一资源管理平台，使得对网络资源的利用达到最优化。基于虚拟化的网络体系结构，能够根据不同业务各自的应用需求，在保证服务质量的前提下快速有效的接入与控制网络资源可通过开发支持OpenFlow协议通用化接口，为上层网络提供统一开放的控制操作功能，支持全网资源信息统筹和策略调度。

图3.2  传输工作台架构体系

通过部署传输工作台，实现传输SC控制器、传输维护与支撑、传输内线资源管理三个维度的功能，使网络管理具备集中化、自动化、可视化。

3.3  技术方案应用

3.3.1 OXC技术

  OXC（Optical Cross Connect），一种更为灵活的全光交叉调度方式。相比于传统ROADM基于分离板件的方式，OXC采用集成式互连构建全光交换资源池，实现高集成度、无纤化的全光交叉，有效地提升了大颗粒业务的交换效率。

通过在数据中心节点，部署OXC技术，打造骨干传送网OTN系统核心架构，可有效降低连接损耗并提高系统可靠性，解决了传统 ROADM 连纤复杂和子架堆叠等问题，为运营商构建全 MESH 化极简网络架构提供技术支撑，实现大颗粒业务波长级别调度，实现站点简化，业务时延最优。满足数据中心多节点的网络连接，支撑 DC 业务的快速就近接入和 DC 跨域互联，真正实现任意城市之间的低时延一跳直达。

图3.3.1  OXC系统组成

OXC系统部署应重点关注以下三个方面：（1）多方向：OXC线路单元包含双向WSS1xN，支持1x32及以上的FlexGrid动态无阻塞波长调度能力；每个光线路调度模块至少可以传输80或者96波长。（2）灵活连接：光背板支持16/32维光线路/光支路之间Mesh光纤互联，支持光线路、光支路单元(单板)的即插即用，支持光线路/光支路灵活扩容，免连纤。（3）高效：OXC支路单元支持CDG，CDCG两种波长上下方式，光支路上下单元的接口需要支持单波长、连续多波长、非连续多波长的业务上下（更高效率的网络频谱资源利用）。

3.3.2 云网融合

云网融合已成为运营商网络演进的重要趋势，以数据中心为核心的融合组网方案，简化了传统网络架构，减少了网络层级，可以实现业务功能的虚拟化和业务网元的云化部署，同时基于SDN技术的编排器、控制器以及云管理平台多系统协同工作，极大的匹配了云业务自动开通、按需调整、线上控制等需求。

图3.3.2  云网融合架构

将传统PTN/SPN、PON、OTN网络与云计算互联，打通云网融合关键锚点，构建一网通达网络架构，实现业务品质接入和差异化接入，助力网络从满足带宽承载需求向带宽+服务模式转变，为顾客提供差异化的业务接入。

表3.3.2 差异化接入策略

3.3.3 SC控制器

SC控制器作为传输工作台的基本功能单元，主要解决业务开通过程中自动化能力不足的问题。引入基于SDN的理念，通过SC+DC模式，实现网络SDN化转变解决新业务对网络诉求，增强网络灵活配置能力。摒弃异厂家、不同设备类型的配置差异，协同各厂家DC统一下发配置。完成海量业务跨网络层级、跨管理域、跨厂商业务的端到端自动下发，实现批量化、标准化、自动化的高效业务下发管理方式。

典型场景：1、双跨专线：省内DC划分部分资源给集团双跨专线使用，在集团SC上进行业务端到端开通，集团SC通过SC-DC接口调度省内DC/集团DC进行业务发放。2、省内业务：省内用户在省内DC进行业务端到端开通，和现有管理模式一致，省内DC管控。

图3.3.3  SC业务调度方案

3.3.4 小结

OXC技术的应用提升网络架构的合理性，满足多节点的网络连接；云网融合方案的实施，满足业务联接的多样性，为顾客提供差异化的业务接入；SC控制器的部署，提高业务的调度的协调性，增强网络灵活配置能力，实现批量化、标准化、自动化的高效业务下发管理方式。多措并举，围绕数据中心打造大容量、低时延和动态灵活的传送网络。

4结论

5G到来，运营商站在了全新的起点上，新技术势必会催生新的应用价值和新的市场机会。数据中心作为衡量运营商平台的各项能力的关键指标，经受这严峻的时代考验。以数据中心为核心，建立架构稳定网络体系，实施高效、灵活的云网融合策略，部署具备SDN特性的SC控制器，有助于发挥数据中心在大数据、云计算、人工智能等新兴业务领域的关键作用，满足数字经济环境下的发展需求，助力运营商转型升级。

作者简介：

张慧娟，女，高级工程师，硕士，主要从事移动通信网的主导规划工作。

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