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降低光网络时延关键:优化光缆路由策略

传统上,金融业务对网络时延非常敏感,但随着“互联网+”的深入发展,电信网络与各行各业的深度融合使得新兴行业和业务对网络时延提出了更高要求。低时延网络已成为运营商重点关注的发展方向。
在发达国家和国际市场,低时延电路已成为专线市场中的一个专门产品门类,时延成为各大运营商专线业务的重要服务等级协议(SLA)和差异化指标。中国电信发布的《低时延光网络白皮书》指出,四大业务领域对低时延有迫切需求:金融和电子交易、高清视频业务、云业务以及未来5G移动网络的传送承载业务。
光网络因其极低的时延优势成为主流通信技术中的佼佼者,且其电路时延具有良好的可预测性。根据白皮书的测算,光纤传输时延占比约85%,若加上色散补偿光纤(DCF)时延,整体时延比重近95%。进入100Gbps时代后,光传送网络全面采用相干光通信技术,不再需要DCF,进一步降低了电路时延。与采用DCF的10Gbps光传输系统相比,100Gbps光传输电路在相同光缆路由条件下,时延可降低10%左右。
光网络的低时延优势源于其对业务信号处理层次极低。在全光传输距离可达范围内,除了5us/km的光纤固有传输时延外,光网络设备引入的时延仅为ns级。OTN传输设备进入L1层处理,单节点时延多数在10us级,远低于交换机路由器等L2、L3层网络设备单节点引入的1ms至10ms量级时延。
基于光网络时延构成的量化分析,光纤传输时延占据光网络电路时延的90%以上,因此首要优化举措是路由优化,尽可能降低路由长度。每减少1公里的路由距离,业务双向传输时延(RTT)可降低10us。中国电信提出了一二干融合等战略举措,统筹规划骨干网光缆网络的建设和使用,优化光网络路由,提供更短的光缆路由,以在低时延专线市场竞争中取得技术优势。
其次,采用大管道传输技术。在相同光缆路由条件下,采用相干光通信技术的100Gbps WDM系统相比早期10Gbps和40Gbps WDM系统,电路时延可降低10%左右。
此外,光网络还可以通过一些额外技术手段进一步优化时延,尽管幅度较小,但仍能满足特殊业务对网络时延的苛刻需求。具体措施包括:
1. 提高传输速率,不以业务数据量作为带宽选择的唯一依据,确保数据传输更为高效。 2. 减少光电光(OEO)再生次数,减少信号处理过程中的时延。 3. 采用OTN传输技术,优化信号封装和处理过程,降低时延。 4. 选择合适的FEC纠错算法,提高信号传输可靠性,减少重传带来的时延。 5. 考虑采用RAMAN放大器等技术手段,提升信号传输质量,减少时延。
通过以上措施,光网络不仅能够满足当前业务对低时延的需求,还能为未来更高要求的业务提供强有力的技术支持,助力运营商在激烈的市场竞争中占据优势。

  传统上金融相关业务对网络时延十分敏感,但是随着“互联网+”的深入发展,电信网络开始与各行各业深度融合,某些新兴行业和新兴业务对网络时延提出了近乎苛刻的需求,低时延网络也成为运营商关注的发展方向。

降低光网络时延关键:优化光缆路由策略

  在发达国家和国际市场的专线市场中,低时延电路已经是一个专门的产品门类,时延已成为各大运营商专线业务的重要SLA和差异化指标。

  中国电信日前发布了《低时延光网络白皮书》,指出了四大需求低时延的业务。第一是金融和电子交易类用户;第二是基于TCP协议的高清视频类业务,包括4K/8K、视频会议、VR等实时性要求极高的大带宽业务;第三是部分云业务,特别是虚机迁移、数据热备份和实时性要求比较高的云桌面、云支付等业务;第四是尚处于研究阶段的未来5G移动网络的传送承载业务,目前5G网络对传送承载层预留的时延指标非常苛刻,需要一些低时延传输新技术加以保障。

  《白皮书》指出,光网络是目前主流通信技术中具有最低时延优势的技术,而且光网络电路时延具有良好的可预测性。根据《白皮书》的测算,传输光纤时延比重大约85%左右,占据决定性位置;若再加上DCF时延,光纤整体时延比重近95%。

  同时,光传送网络进入100Gbps时代以后全面采用相干光通信技术,线路上不再需要DCF,进一步降低了电路时延。与采用DCF的10Gbps光传输系统相比较,100Gbps光传输电路在相同的光缆路由条件下,能够降低10%左右。

  光网络的低时延优势,源于其对业务信号处理层次极低,在全光传输距离可达范围内,除了5us/km的光纤固有传输时延以外,光网络设备引入的时延均为ns级的(1ns等于1us的千分之一)。OTN的传输设备进入了L1层处理,单节点的时延多数也是在10us级(复杂封装结构下可能达到100us级)。相对于交换机、路由器等L2、L3层网络设备单节点引入的1ms至10ms量级的时延,光网络设备节点引入时延只有其百分之一到千分之一。

  基于光网络时延构成的量化分析,光纤传输时延占据光网络电路时延的90%以上,因此光网络时延的首要优化举措是路由优化,尽可能降低路由长度。优化路由距离的时延优化结果非常容易量化,每减少1公里的路由距离,业务双向传输时延(RTT)减低10us。中国电信提出了一二干融合等战略举措,统筹规划骨干网光缆网络的建设和使用,有利于优化光网络路由,提供更短的光缆路由,在未来低时延专线市场竞争中取得技术优势。

  其次,采用大管道传输。在相同的光缆路由条件下,采用相干光通信技术的100Gbps WDM系统相对于早期10Gbps和40Gbps WDM系统,电路时延可以减低10%左右。

  此外,光网络依旧可以提供一些额外的时延新能技术优化手段,尽管幅度比较小,仍可以满足一些特殊业务对网络时延极其苛刻的需求。这包括提高传输速率,不以业务数据量作为带宽选择的依据。以及减少光电光OEO再生次数、采用OTN传输技术、选择合适的FEC纠错算法、考虑采用RAMAN放大器等技术手段。

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