5G和数据中心友好的网络架构

马特·沃克 / MTN咨询

在最近几年中,webscale网络运营商(WNO,图1)对传输网络体系结构的需求已发生了很大变化。由于纯粹的原始容量需求和较低的成本,Webscale播放器现在优先考虑高度可扩展的高级点对点带宽捆绑接口技术。

图1:Webscale网络运营商(WNO)列表
 

网络规模运营商的专业领域是数据中心,大多数计划至少最初是从电信公司(或电信网络运营商,又称为TNO)租用的线路租用。但是,许多TNO在容量,延迟,成本目标方面都没有能够支持Webscale需求的端到端传输网络。此外,电信网络的灵活性不足以迅速满足WNO对其所需服务的修改,添加和更改的需求。

因此,几年前,WNO自己决定建立自己的骨干网和区域传输网络,有时连接各大洲。在海底,WNO要么从现有的海底财团系统租用容量,要么开始建造海底电缆供自己专用。微软,Facebook和Alphabet等最大的WNO越来越喜欢后者(自建)方法。通过这些举措,WNO寻求完全控制传输网络,并有足够的时间将其投放市场。

随着网络规模的参与者建立起他们的网络,他们在整个行业中变得更具影响力。仅他们的购买力是一个主要原因。图2显示了Webscale运营商的资本支出自2012年以来如何急剧增长,而电信资本支出却停滞不前。

图2:资本支出-电信与Webscale网络运营商

同时,电信市场规模更大,最大的综合电信公司在其运输网络上花费的资本支出远远超过10%。这些电信运营商正大力投资于其传输网络的转型,而支持5G是一个中心目标。

过去,移动服务是在使用方便的基础上出售的。除了覆盖范围之外很少考虑并且没有容量目标,对服务质量从来没有坚定的承诺。 5G可能是第一个接入服务,其服务受各种各样的SLA约束,从尽力而为到不拥塞,以及延迟低至1ms的超低延迟服务。 5G将帮助运营商从所有人的尽力而为服务转变为基于分层服务水平协议(SLA)的产品组合。电信公司希望这将帮助他们提高利润,至少在更先进的服务方面。

网络切片有望发挥重要作用

传输网络战略方向的重大变化是电信运营商的规划,设计,工程和运营将很快受到更为严格的合同和承诺的约束。

多年来,超额预订水平一直是常态,特别是对于移动服务,在大多数情况下,网络都是为覆盖而设计的。下一代服务将无法做到这一点,而下一代服务将需要比当前增加10倍以上的带宽和10倍以下的延迟。

TNO和WNO都接受对带宽,延迟和操作可扩展性的苛刻要求,以确保现有网络架构无法支持5G服务的短时间上市。

一种潜在的解决方案是“网络切片”,它首先在数据平面中添加更多的TDM功能,从而能够以不同KPI的服务使用网络资源的方式提供硬分隔。 SDN集中控制和管理平面负责此分离。

网络切片对流量工程进行了改进,并为带宽,延迟和数据包拥塞提供了清晰的KPI。这有助于在同一网络基础结构上支持所有类型的服务。低优先级服务(例如Web浏览)与专用于具有苛刻SLA的服务(例如低延迟租用线路或5G车辆间通信)的网络资源有效分离。

运营商追求FlexO技术以帮助应对迫在眉睫的Shannon极限 

过去,电信公司对传输网络架构和平台的主要要求是高弹性,强大的运营管理维护功能,多服务支持以及与旧平台的向后兼容性。

近年来,技术发展已将传输网络推向每距离乘积带宽的极限,即“香农极限”。传输技术开始达到光纤介质的极限。

一种解决此问题的方法来自ITU及其灵活的OTN或FlexO标准(G.709.1 / Y.1331.1)。 FlexO通过定义“ OTUCn”模块化结构,允许客户端OTN切换达到100Gbps以上:“可以使用绑定的FlexO短距离接口作为较低带宽元素来传输总计OTUCn(n≥1)。” FlexO还支持标准100GbE光模块。

根据其向后兼容的要求,电信公司已确保FlexO支持100G传输要求,并且是现有OTN标准的扩展。这将简化在现有平台上部署FlexO的过程。

FlexE可以提高利用率,终端可管理性和路由器-传输连接性

运营商–两家电信公司&webscale –还一直在探索传输系统与服务器和路由器之间的接口方面的突破。

光纤互联论坛的灵活以太网(FlexE)与FlexO保持一致,支持路由器和传输系统之间的接口捆绑和复用的类似方案。 FlexE提供了一种传输一系列以太网MAC速率的方法,无论它们是否与现有的物理(以太网PHY)速率相对应。网络利用率应提高,终端可管理性也应提高。 FlexE的一个关键要素是以太网将在TDM框架内增长。这可以通过使用具有不同SLA的服务部分之间的硬边界为网络切片铺平道路。

结论

跨电信和Web规模网络运营商的传输网络体系结构的要求越来越一致。他们俩都需要更灵活的方式来扩展网络并在端到端的基础上进行管理。他们希望从低成本,开源组件和采购中受益,但要使技术适应其客户群。他们需要能够支持不同类别的服务和流量。即使提供免费服务,运营商也需要提供高质量的体验才能获利。

5G传输和数据中心互连服务对TNO和WNO都构成了挑战,因此解决方法无法弥补数据中心和网络的局限性。对于许多运营商而言,建立支持网络切片原理的传输网络将需要重新开始并进行新的投资。

马特·沃克 is chief analyst at MTN咨询,LLC,一家成立于2017年的独立市场研究和咨询公司

评论

5G和数据中心友好的网络架构

马特·沃克 / MTN咨询

随着5G时代的到来,Webscale和传输网络运营商的利益正在保持一致

马特·沃克 / MTN咨询

随着5G时代的到来,Webscale和传输网络运营商的利益正在保持一致

雷米·帕斯卡(RémyPascal)/易观梅森(Analysys Mason)

韩国运营商推出的5G是全球其他运营商的第一个基准