中国电信张成良：流量急剧增长驱动ROADM快速应用

序

在今年的ODC’2017中国光通信发展与竞争力论坛上，中国电信股份有限公司北京研究院副院长张成良以“流量急剧增长驱动ROADM快速应用”为题作了精彩演讲。以下是演讲内容的整理：

一、大带宽业务及灵活运维需求驱动

用户数稳步增长，且每用户带宽消耗呈指数增长

有线宽带用户数稳步增长，4K用户比例快速提升，大带宽将成为网络未来的趋势。

有线宽带用户数呈现持续增长态势，预计2020年将达到1.93亿，较2017年增长26.2%

100M以上宽带、4K用户的渗透率持续提升，预计2020年视频用户渗透率将达到88%，其中4K用户将达到61%。

用户上网在线平均流量增长稳定，2017年约为1.4M，预计2020年将达到3.1M，增长120%。

当前城域网用户及规模现状

◆ 宽带用户及覆盖现状：截止2017年9月，电信宽带用户数达到1.56亿，规模最大；FTTH端口数2.84亿个，北方省份已经被移动超越，南方省份还保持领先优势。

◆ 城域网规模现状：300万用户以上城域网少于5个，100～300万用户城域网不超过30个，50～100万用户城域网少于40个，50万用户以下城域网超过200个。

城域网流量年增速超30%，100GE接口将成为主流

互联网视频业务拉动163骨干网省级流量和IDC数据流量增大，迫切需要高速链路互联

◆ 全国城域网至163骨干网的流量超过200T；163骨干网出省的流量超过120T

◆ 城域网流量预计2018年城域内流量将达到333T，出城域网流量将达到240T，比2016年增长超过130%

◆ 城域网当前接入控制层设备超过10000台，城域网核心路由器超过500台，均已引入100GE链路端口

当前各省IDC流量流向分析

全国IDC流量流向总体情况：

IDC出口流量对比看，从IDC流出流量占较大比例，流入IDC的流量相对较小，整体流量超过80T；

IDC出入双方向来看，同城访问的流量最小，省内跨城域流量其次，省外访问流量最大。

某省IDC流量流向分析：

IDC出口流量中；从IDC流出的流量占比超过80%

IDC出入双方向来看，同城访问的流量最小，省内跨城域流量其次，省外访问流量最大，与全国保持一致

省外访问IDC流出的流量大，表明该省IDC内容源丰富

IDC、5G等新业务对承载网络提出更苛刻的要求

◆ IDC业务特点

大带宽：IDC发展较快的省，如江苏、浙江，其带宽需求已经超过了传统IP业务

低时延：IDC上联或IDC间互连（DCI），期望更短的时延

开通快：DCI需求增长速度很快，传统的业务开通模式很难适应其发展

◆ 5G业务特点

eMBB：带宽从现有的10 Mbps提升到1~10Gbps

uRLLC ：要求极低时延和高可靠性

mMTC：要求提供多连接的承载通道

-IDC和5G等新业务，都要求承载网更快开通、低时延、大带宽，要求更灵活的大带宽网络（现有网络一般业务开通时间为数日甚至数月）

-机房供电、空调能力和占地空间等也日益紧张，要求更低的功耗的空间占用承载设备

大带宽业务驱使快速、灵活运维营、低时延和低功耗方案

◆ 目前业务开通响应慢，很难适应大量突发业务需求

◆ 故障情况下大量业务很验证快速恢复

◆ 大量业务割接耗时

◆ 多方向灵活的光层保护需求

◆ 新型业务对时延比较敏感

◆ 100G大颗粒（波长级）调度需求日益增加，大容量OTN交叉，成本压力、功耗和散热压力较大

二、ROADM技术与应用现状

“全光网”战略有效降低单位bit成本，简化运维

Step1全光传输：骨干和城域传输光纤化：WDM、40G、100G、400G

Step2全光接入：接入逐步光纤化：FTTx

Step3全光交换：骨干和城域引入光交换技术：ROADM、OXC等

ROADM之前的FOADM

◆ FOADM(fixed optical add/drop multiplexer /静态光分插复用器)：

支持全波长业务上下，及多个维度业务传输

不同方向的业务调度需要通过手工ODF连纤实现

FOADM不具备光交叉功能，都需要人工跳接，不能实现动态光交叉；无法降低维护成本，和提高业务开通速率

◆ 两种OADM的实现方式：

ROADM的增强功能

◆ ROADM的增强功能——CDCG ROADM（增强本地上下路端口的灵活性）

ROADM的核心技术演进

◆ 波长引擎技术演进：从WB、PLC到WSS

WB（波长阻隔器）：2维ROADM

PLC（平面波导电路）：2维ROADM

WSS（波长选择光开关）：多维ROADM，上下路灵活性

◆ WSS技术演进：MEMS、LC、LCoS

国外ROADM应用现状

◆ 2005年，ROADM设备已出现并实现商用化

◆ 2009年，欧美运营商开始规模部署ROADM设备

◆ 典型商用案例：

-西班牙Telefonica：骨干WDM网络“Photonic Mesh”，采用CD ROADM设备，全网共有网元260个，其中ROADM66个。 2015年底已将10G/40G非相干全部改造成100G相干，开启了光层ASON。

-VERIZON：采用CDC ROADM部署全国骨干网络，ROADM设备占全部光网络设备近一半比重；

-AT&T：骨干网ROADM设备数量超过100台、城域网ROADM设备数量数千台；

-美国Level3：骨干40G WDM网络全部采用ROADM设备，城域网新建设备全部采用ROADM设备；

-韩国SKT骨干WDM网络全部采用ROADM设备，总数80余台

-其它应用案例：印度Vodafone，马兰西亚Maxis，意大利TIS…

中国电信ROADM应用现状

◆ 骨干网，已建成《长江中下游区域ROADM网络》，即将投入商用

-覆盖了长江中下游湖北、江西、安徽、江苏、浙江、上海等6省市的21个ROADM站点

-全网采用基于20维WSS(波长选择交换)，来实现波长的动态穿通和调度。

-当期可提供300多条100Gb/s电路及100%的网络恢复能力

-网络的技术水平和规模容量位居世界前列。

-采用CD-ROADM (波长无关、方向无关的动态光分插复用)技术，更便于为上层业务网络提供Full Mesh(全互联)、波长一跳直达、路径最短、时延最低、可动态快速恢复的路由。

◆ 标志着国内干线网络将进入全光交换，Full mesh互联，一跳直达时代

三、ROADM应用探讨

探讨1—国内网络建设模式

◆ 省际长途

-分区域建设，采用多个不同厂商设备，域间采用背靠背落地互联

-随着技术进度和运维经验成熟，将各个水平区域网络演进为多个垂直平面

◆ 省内长途

-优先建设东部业务需求较大的省网，特别是有较多非汇聚型100G业务需求（IDC互联、100G波道出租等

-面积和业务量较大的省，可分2个或多个区域建设，逐步演进为多个垂直平面

◆ 本地网

-建设大型本地网优先考虑，尤其是有大量100G业务需求，业务开通压力大的本地网

-从本地网网核心层逐步向汇聚层延伸

-与10G业务板卡相比，ROADM设备价格相对较高，目前业务以10G为主的中小型本地网可暂

探讨2—ROADM组网技术选型

◆ WSS维度选择

-目前9维和20维均比较成熟，32维有待商品化

-综合考虑可扩展性和成本，选择适合的维度；需统筹考虑线路方向数量和本地上下路模块数量，各节点可以选用不同维度WSS器件

◆ D、CD、CDC技术选型

-100G均采用相干接收，故选取D/CD-ROADM技术

-需要更灵活的调度，可选取CDC-ROADM

-综合考虑网络结构复杂度、波道利用率、可扩展

性和成本，选择适合的ROADM方式

-由于一般业务需求不均衡，D/CD/ CDC-ROADM混合组网，

综合性价比较高，同时也带来备品备件管理及网络管理复杂性

探讨3—重路由与优先级

◆ 预置重路由 vs. 非预置动态重路由

-预置：优势在于可预期和可视化，人工可参与度较高；劣势在于资源利用率

-非预置：优势在于资源利用率较高；劣势在于业务路由走向不可控

-建议：预置方式通过精细化管理，可以达到提高资源利用率目标

◆ 可返回模式

-优点：可返回模式保证业务尽量工作在最优路由，同时在管理方面，路由是可预期

-缺点：原主用路由资源独占，资源资源利用率低

-建议：当前采用可返回模式，比较适应于当前的运维模式

◆ 分等级的重路由恢复

-根据业务需求，有必要支持重路由恢复业务的优先级

-由于ROADM采用分布式计算和恢复，不支持不同源的优先级，建议采用延迟恢复方式，避免不同源低优先级业务与高优先级业务竞争

探讨4——智能辅助工具

◆ ROADM网络提供强大的组网能力和可扩展能力，需要大量的配置（路由、波长、生存性等），依靠传统的人工方式很难满足快速响应的要求

◆ 部署时网络规划与配置一致性校验，以及运维时各波长功率调整、割接、扩容分析等等工作，人工也难以实现

四、总结

◆ 新业务的快速发展，力促加快ROADM网络的建设

◆ ROADM技术已成熟，100G速率ROADM单位bit具有成本优势，且业务开通和故障处理灵活，时延更低

◆ 省际长途分区域建设ROADM，跨区域背靠背连接

◆ 部分省市将建设ROADM网络，域间调度与传统网络一致

◆ 根据业务需求、节点光方向，以及维护需要，选择适合的ROADM维度和D/CD/CDC-ROADM混合组网