構筑面向智能時(shí)代的400GE骨干網(wǎng)

  華為GIV 2025預測，2025年全球將有400億智能終端，1000億聯(lián)接將基本消除信息孤島。無(wú)處不在的聯(lián)接勢必帶來(lái)網(wǎng)絡(luò )帶寬的持續攀升，尤其是作為網(wǎng)絡(luò )核心樞紐的骨干網(wǎng)，流量年復合增長(cháng)率將持續超過(guò)45%。除了流量的急速增長(cháng)，5G和云等新業(yè)務(wù)也給IP骨干網(wǎng)帶來(lái)前所未有的挑戰。

  業(yè)務(wù)和流量的不確定性：2025年企業(yè)應用云化率將達到85%，未來(lái)的業(yè)務(wù)種類(lèi)成千上萬(wàn)、網(wǎng)絡(luò )流量流向動(dòng)態(tài)無(wú)序，造成業(yè)務(wù)和流量具有很大的不確定性。比如雙11購物節和春節微信紅包，都可能導致網(wǎng)絡(luò )流量的瞬間激增。此外，隨著(zhù)云計算、VR、5G和AI等新技術(shù)發(fā)展，運營(yíng)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，現有網(wǎng)絡(luò )無(wú)法實(shí)時(shí)感知用戶(hù)需求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )資源的動(dòng)態(tài)配置。

  用戶(hù)體驗難保障：智能時(shí)代，遠程醫療、遠程教育、Cloud VR等交互式業(yè)務(wù)，均為體驗敏感型業(yè)務(wù)。傳統IP網(wǎng)絡(luò )“就近轉發(fā)”的原則，造成網(wǎng)絡(luò )負載不均，整體利用率低下，帶來(lái)投資的浪費;而且IP網(wǎng)絡(luò )“盡力而為”的機制，又使得網(wǎng)絡(luò )易擁塞、易丟包，導致用戶(hù)體驗差。

  運維挑戰日益嚴峻：未來(lái)網(wǎng)絡(luò )網(wǎng)元的形態(tài)、數量、業(yè)務(wù)多樣性會(huì )使網(wǎng)絡(luò )的復雜度提升至少10倍，運維支出仍將是運營(yíng)商最大的挑戰。當前運營(yíng)商的OPEX已經(jīng)達到CAPEX的3倍，80%的配置靠人工下發(fā)，90%的問(wèn)題處理靠用戶(hù)投訴驅動(dòng)，運維效率與OTT相比非常低下。

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

  超寬：端到端400GE，滿(mǎn)足流量增長(cháng)訴求

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

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

  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(guò)軟件升級就可以支持新軟件特性，最大化保護客戶(hù)投資。

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

  極簡(jiǎn)：多網(wǎng)合一，統一協(xié)議

  華為骨干網(wǎng)解決方案實(shí)現了網(wǎng)絡(luò )架構和網(wǎng)絡(luò )協(xié)議兩個(gè)層次的簡(jiǎn)化。

  網(wǎng)絡(luò )架構方面，華為骨干路由器可以將一個(gè)物理系統虛擬成多個(gè)MDS(Multi-Domain System)。每個(gè)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(shí)現多種業(yè)務(wù)統一承載和互相隔離。同時(shí)，華為骨干路由器支持完整的P和PE功能，可以通過(guò)P&PE合設，減少網(wǎng)絡(luò )層次，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )扁平化。

  網(wǎng)絡(luò )協(xié)議方面，通過(guò)端到端SRv6協(xié)議，替代現網(wǎng)的LDP/RSVP-TE/GRE/L2TP等協(xié)議，實(shí)現了承載網(wǎng)統一協(xié)議和網(wǎng)絡(luò )無(wú)縫連接，可以幫助用戶(hù)減少60%的配置工作量。

  智慧：實(shí)現無(wú)擁塞、業(yè)務(wù)永不中斷的自動(dòng)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)持續創(chuàng )新提供土壤。華為順應時(shí)代潮流，為骨干網(wǎng)解決方案設計了“+智能”的智慧能力，幫助運營(yíng)商提升運維效率，優(yōu)化用戶(hù)體驗，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )的無(wú)擁塞、自愈和自動(dòng)化。

  無(wú)擁塞：基于A(yíng)I的流量預測，實(shí)時(shí)調優(yōu)，提升網(wǎng)絡(luò )帶寬利用率至80%。華為骨干網(wǎng)解決方案基于機器學(xué)習和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，流量趨勢預測準確率可達90%以上，幫助運營(yíng)商進(jìn)行流量經(jīng)營(yíng);基于實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò )運維數據采集和自研ROAM(Routing Optimization Algorithm based on Matrix)算法，對流量進(jìn)行實(shí)時(shí)調整，實(shí)現整網(wǎng)負載均衡、無(wú)擁塞、零丟包，最大化提升資源利用率和用戶(hù)體驗。

  自愈：主動(dòng)運維，實(shí)現分鐘級的故障定位和恢復，業(yè)務(wù)不中斷。網(wǎng)絡(luò )云化引擎(Network Cloud Engine，NCE)實(shí)時(shí)感知網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)，并進(jìn)行預測性維護。NCE可生成鏈路狀態(tài)、設備運行狀態(tài)等可視化報表，當網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)出現異常，NCE將向設備下發(fā)SR Policy，為流量指定新的SRv6轉發(fā)路徑，使流量避開(kāi)故障節點(diǎn)、故障鏈路，從而實(shí)現網(wǎng)絡(luò )故障自動(dòng)恢復，業(yè)務(wù)不中斷。

  自動(dòng)化：跨域協(xié)同，提升網(wǎng)絡(luò )運維效率。一直以來(lái)，IP層與光層都是分層規劃、分層運維，降低了整網(wǎng)運維效率，拉長(cháng)了新業(yè)務(wù)開(kāi)通時(shí)間。NCE實(shí)現了IP設備和傳送設備的統一管理、IP和光的跨層網(wǎng)絡(luò )規劃、跨層業(yè)務(wù)發(fā)放、跨層網(wǎng)絡(luò )指標可視以及跨層問(wèn)題定位，網(wǎng)絡(luò )端到端自動(dòng)化運維，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(shí)現分鐘級業(yè)務(wù)發(fā)放。

  持續耕耘引領(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，這得益于華為持續的研發(fā)投入和技術(shù)創(chuàng )新。此外，華為在標準化領(lǐng)域與行業(yè)伙伴積極合作，不斷推動(dòng)并引領(lǐng)骨干網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

  華為是400GE標準化的首要貢獻者。早在2011年，華為就啟動(dòng)了400GE技術(shù)的研究，并積極貢獻IEEE 802.3 400GE標準提案，提交了超過(guò)50篇的技術(shù)文稿，承擔了400GE標準工作組主席席位。華為還率先進(jìn)行了PAM4(four-level pulse amplitude modulation)物理層光收發(fā)系統的研究和開(kāi)發(fā)，使得光模塊在不增加現有光器件帶寬及最小化光路數量的情況下，即可實(shí)現400G的傳輸速率，這是400GE標準的基礎技術(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(lái)網(wǎng)絡(luò )架構的優(yōu)選。華為在SRv6的標準化領(lǐng)域積極投入，主導及參與貢獻IETF SRv6文稿達35篇，占SRv6文稿總數的85%。華為積極開(kāi)發(fā)SRv6解決方案能力，并和中國電信等多家運營(yíng)商進(jìn)行聯(lián)合創(chuàng )新，可提供當前業(yè)界最完善的SRv6能力，加速骨干網(wǎng)向極簡(jiǎn)和智能轉型。

  展望未來(lái)，聯(lián)接無(wú)處不在，智能無(wú)所不及。華為骨干網(wǎng)解決方案將持續引領(lǐng)IP產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以技術(shù)創(chuàng )新與客戶(hù)需求雙輪驅動(dòng)，不斷升級超寬、極簡(jiǎn)、智慧的能力，幫助運營(yíng)商在5G和云時(shí)代實(shí)現網(wǎng)絡(luò )價(jià)值最大化，取得持續的商業(yè)成功。