Wanneer eigenaren van datacenters netwerkverbindingen tussen datacenters bouwen, houden ze vooral rekening met factoren zoals grote bandbreedte, lage latentie, hoge dichtheid, snelle implementatie, eenvoudige bediening en onderhoud, en hoge betrouwbaarheid. Momenteel wordt de gangbare OTN-technologie met grote bandbreedte voornamelijk gedomineerd door een aantal grote fabrikanten van telecomapparatuur (chips worden apart besproken), zoals Huawei, ZTE en Aran. Hun belangrijkste klanten zijn traditionele telecomoperators, waardoor de productkenmerken van OTN voornamelijk zijn ontworpen om te voldoen aan de servicebehoeften van deze operators. Hierdoor wordt OTN steeds vaker gebruikt in DCI-netwerktoepassingen in de internetindustrie. Dit brengt echter veel problemen met zich mee.
De kenmerken van OTN-apparatuur zijn dezelfde problemen als die van DCI, zoals hoge overheadkosten, een sterke OAM-capaciteit van het netwerk, plannings- en multiplexmogelijkheden voor verschillende bandbreedtes, tolerantie voor lijnfouten over lange afstanden en het gebruik van laagspanningsgelijkstroom. Dit resulteert in een laag energieverbruik van de apparatuur.
1. Door de ruime financiële middelen van bedrijven moeten de medewerkers op het gebied van onderhoud en beheer professioneler te werk gaan, meer vertrouwen op technische ondersteuning van fabrikanten en een meer gesloten technologie hanteren.
2. Krachtige OAM-mogelijkheden, inconsistente standaarden, complexere en onafhankelijkere interconnectie met andere netwerken en nutteloze functies leiden ook tot hogere transmissie- en operationele kosten voor het DCI-netwerk.
3. De verschillende mogelijkheden voor het plannen van granules maken de structuur van het service-encapsulatiekader complexer en zorgen voor meer geneste bytes.
4. De fouttolerantie voor langeafstandslijnen maakt het FEC-algoritme complexer, zorgt voor meer overhead en duurt langer om te verwerken.
5. De 48V-DC-voedingsmodus van OTN-apparatuur verschilt van de standaard 19-inch 220V-AD (of 240V-DC) kasten die in de meeste datacenters worden gebruikt. De installatie is complex en vereist stroomomzetting in de computerruimte.
6. De traditionele OTN-apparatuur heeft een groot frame, waardoor deze niet geschikt is voor installatie in standaardkasten, en de capaciteitsdichtheid is niet hoog. Latere uitbreiding is lastig en vereist dat kasten worden verplaatst of verbouwd.
Momenteel is ons DCI-netwerk voornamelijk bedoeld om dataverkeer tussen datacenters mogelijk te maken. De belangrijkste kenmerken van het bedrijfsmodel zijn: uniforme en eenduidige bandbreedtevereisten, grote bandbreedte, datacenterdiensten (met name multi-actieve IDC en big data-diensten) met lage latentie- en hoge netwerkstabiliteitseisen; tegelijkertijd, door het gebrek aan relevant professioneel en technisch personeel in de internetsector, moet het beheer en onderhoud van DCI-netwerken "eenvoudig" zijn. "Eenvoudig" en "eenvoudig" zijn belangrijke zaken (waar is het geen netwerktype?); de explosieve ontwikkeling van het internet zorgt ervoor dat de bouw- en uitbreidingscycli korter worden (de OTN-uitbreidingscyclus van operators is over het algemeen een half jaar tot een jaar, terwijl de DCI-uitbreidingscycli van internetproviders 1 tot 3 maanden bedragen). Daarom is het noodzakelijk om de tijd op alle vlakken te verkorten.
OTN biedt dus een bruikbare oplossing voor DCI, maar is zeker niet de meest geschikte oplossing. Nu het DCI-netwerk een enorme groei doormaakt, is er een toenemende behoefte aan geschikte oplossingen voor uiteenlopende problemen, van kosten tot constructie, exploitatie en onderhoud. Deze problemen komen neer op de zes vereisten van een DCI-netwerk (grote bandbreedte, lage latentie, hoge dichtheid, snelle implementatie, eenvoudige exploitatie en onderhoud, en hoge betrouwbaarheid):
1. Grote bandbreedte: het DCI-transmissienetwerk heeft niet zo'n breed scala aan bandbreedtegranules als de netwerken van andere operators. De bandbreedtegranules van het DCI-transmissienetwerk zijn eenvoudiger, momenteel gangbaar 10G of 100G, in de toekomst 200G/400G, enz. Daarom is het niet nodig om bandbreedtegranules met een grote bandbreedte te gebruiken. Omdat het bereik van het DCI-transmissienetwerk over het algemeen niet erg groot is, kan met een 400G-systeem gebaseerd op 200G PM-16QAM dual-carrier modulatie de transmissieafstand zonder elektrische relais ongeveer 500 kilometer bedragen (PM-64QAM is ongeveer 200 kilometer). Hierdoor zal de transmissieafstand van het metronetwerk van DCI niet beperkt worden door de afstand.
2. Lage latentie, DCI-bedrijfsvereisten, met name bij het gebruik van cloudcomputing om resources te bundelen en meerdere actieve datacenters, waarbij de latentie wordt berekend op microsecondenniveau. De gegevensoverdrachtstijd moet daarom zo kort mogelijk zijn, idealiter sneller dan de lichtsnelheid. Onnodige gegevensverwerking moet worden geëlimineerd en het aantal signaaloverdrachtspaden moet worden verminderd. Door bijvoorbeeld de SD-FEC-functie van 100G OTN te verwijderen, kan een enkele back-to-back-verbinding 200 microseconden besparen, en het verwijderen van de cross-level OTN-encapsulatie kan tientallen microseconden besparen. Bovendien kan de hubspoke-topologie rationeel worden ingezet voor belangrijke services om het kortste pad te garanderen. Uiteraard kan ook worden samengewerkt met MPLS en QoS op IP-niveau om de vertraging op het niveau van gegevensdoorsturing te minimaliseren.
3. Hoge dichtheid, een enkele U of 2U, kan een bandbreedte tot T bereiken. Door de ontkoppeling van de optische DWDM-laag en de elektrische signaallaag wordt de interfacedichtheid van het apparaat verbeterd en de grootte van de optische module verkleind. Het gebruik van QSFP28-optische modules kan bijvoorbeeld de 100G-toegangscapaciteit van een enkel apparaat aanzienlijk verbeteren, en het gebruik van CFP2-daylightingmodules aan de lijnzijde kan de transmissiebandbreedte van het gehele apparaat verbeteren, waardoor een 1U-module 1,6T of 3,2T kan bereiken. Momenteel zijn er wereldwijd veel gerelateerde producten op de markt, zoals van ADVA, Coriant, Ciena en andere bedrijven. Uiteraard heeft ook Huawei gerelateerde 902-producten gelanceerd. Ten tijde van het schrijven van dit artikel lijkt het er echter op dat de netwerktoegangstest van het Ministerie van Industrie en Informatietechnologie nog niet is afgerond. Hoge dichtheid leidt tot een hoog stroomverbruik en warmteontwikkeling. Daarom moet de oorspronkelijke OTN-warmteafvoermethode, waarbij lucht links en rechts in en uit en boven en onder in en uit stroomt, worden verworpen.
Koelingsvereisten voor het apparaat.
4. Snelle implementatie, door gebruik te maken van het huidige gestandaardiseerde 19-inch IDC-rack, vergelijkbaar met de gangbare serverbehuizingen, met directe voeding via AC-220V, waardoor aanpassingen aan de stroomvoorziening en de behuizing niet nodig zijn. Hierdoor kunnen de apparaten direct na aankomst in de computerruimte worden geplaatst en geconfigureerd na het aansluiten van de voeding. Dit draagt bij aan een snelle implementatie dankzij een soepel verloop van de standaardisatie.
5. Eenvoudige bediening en onderhoud, de vereisten van het DCI-bedrijfsmodel, de afstand tussen datacenters zal niet erg groot zijn, en complexe beheerkosten, OAM en andere functies hoeven in dit scenario geen grote rol te spelen, en complexe verwerking wordt ook verminderd. Dit verbetert de efficiëntie van de gegevensoverdracht, verkort de verwerkingstijd en stelt hogere eisen aan de technologie en is meer gesloten. Het rechtstreeks verbinden van signalen via Ethernet elimineert de complexe overhead van OTN, waardoor traditionele IP-netwerkengineers het DCI-systeem kunnen bedienen en onderhouden. Na de integratie van nieuwe northbound-interfaces zoals het YANG-model, REST API en netconf, worden DCI-transmissieapparatuurbeheer en IP-netwerkapparatuurbeheer ontwikkeld met dezelfde interface, waardoor een uniform platformgebaseerd gecentraliseerd netwerkbeheer beter mogelijk is.
6. Zeer betrouwbare, multi-fysieke routerings- en beveiligingstechnologieën die geen rekening houden met de bovenliggende laag, zullen een belangrijke rol blijven spelen in het DCI-transmissienetwerk. Storingen op het onderliggende linkniveau mogen geen invloed hebben op de dienstverlening, tenzij deze volledig wordt onderbroken. De gevolgen kunnen zich uiten in bijvoorbeeld beveiligingsschakelingen, linkjitter, vertragingstoename, enzovoort.
Geplaatst op: 13 februari 2023