从2014美国有线电视技术展看有线电视网络可编程演进

2014-09-24 10:38:44来源:DVBCN数字电视中文网 热度:
2014美国有线电视技术展已进行了两天,无论主题报告、演讲,还是专题讨论,SDN/NFV都是一大热点。
 
在运营商网络发展的早期,资源集中,网络仅仅被作为将数据分组从一个网元传输到另一个网元的通道。随后,多种新设备和新应用连接上线,对带宽、可靠性和冗余性(TDM网络中存在同样的可靠性和隔离性)的要求日益提高,所有这些推动了网络的分散化,但仍未实现完全网状化。现在,除了已经联网的数十亿可编程设备,还涌现出数万亿的待连接的设备,它们将会生成由设备驱动的多个事件,将对运营商的网络提出全新的要求,促使完全分布式、网状化交换网络架构的出现。
 
何为可编程设备驱动型事件?“事件”是指创建触发器,跨网络和数据中心要求、各种策略、控制和信息处理功能,采取行动或做出反应。本质上来讲,“事件”即“带宽+计算+控制”。这些事件可以是持续的“会话”,从而在人、应用、智能终端设备和其他事物之间创建一系列的交互。网络不仅要能够在物理带宽与可用接入带宽方面进行扩展,同时还要在计算和控制功能方面实现扩展,以便在预定的时间内实现对策略的管理和对系统的正确响应。这就意味着,有线电视网络运营商不仅要能够在数据平面方面,同时也要在控制平面和计算资源方面实现扩展。
    
上述一点非常重要,因为放眼当今的智能终端设备,不管是个人电脑、机顶盒还是手机,每个设备都有其自己的网络连接、处理功能和用户界面。它们正在跨网络生成多个复杂的可编程事件。随着更多“物理设备”连接到网络之上,它们并不是全都具备独立驱动复杂操作的能力,它们将需要完全网状化的可编程、分布式系统,以实现联网所能达到的最大价值。
    
当前,可编程设备驱动事件正在加速增加。在物联网时代,可编程设备驱动事件正在各种环境中积极地发挥着作用。Machina Research的调研数据显示,智能办公和智能家庭等成熟市场的事件数量将从数万亿增长至数十万亿,而在智能农业和智能医疗等新兴市场中,该数字将有望在短短几年内从数十亿增长至数万亿。当然,要想处理数以万亿计的设备连接与通信,运营商需要部署比现有网络更多的自动调配和策略功能。
 
运营商的网络是网状网,将在分布式环境中承载计算、控制和软件功能。而这将推动除传统的移动、有线、商业服务之外更多新可能性的产生。想象一下,通过无线方式将玉米地与工厂车间相连,或是帮助作业人员将野外工作站、钻探设备、钻机和油气藏连接到基于相关标准的网络,以便钻探公司和供应商能够加快规划周期、改善部署、提高安全性和缩短停工时间。只有有线电视网络运营商、电信运营商才能够确保对广泛的客户群提供适当的带宽、控制和计算资源,而云或互联网业务提供商现在必须大发展才能提供类似电信运营商这样的无处不在的业务,在竞争中,胜利的天平将向有线电视网络运营商、电信运营商倾斜。
 
面对所有这些变革和新动态,有线电视网络运营商有机会在传统角色之外承担其中心角色。而为了把握这些机会,需要探索新的业务模式。传统上来讲,有线电视网络运营商一直是带宽和互联网连接的提供方,主要致力于降低成本和提高网速。之后,其开始为消费者和企业捆绑语音、视频和数据服务以及不同的流量类型。当人员、数据、流程和事物互联之际,也为有线电视网络运营商开启了一扇全新的创收大门。如果有线电视网络运营商能够打造出适当的基础设施,推动虚拟化、自动化和可编程性,将可以充分利用这一“大数据”信息创建新的体验。而OTT对于网络的拥塞情况和可用资源没有深刻见解,难以担当这项重任。
 
尽管业务模式持续演进,但一些基本要素,如降低成本、提高速度、改善业务灵活性和服务质量、数据分组优化等却没有改变。除所有这些早期要求之外,还有一项新的要求,如果一家厂商无法针对以前的市场推出创新的解决方案,那么将可能无法在当今的环境中取得成功,因为市场准人门槛已经变得更高了。显然,在物联网时代,有线电视网络运营商已成为事件链的关键所在,负责确保所有参与方能够实时协作。如果能够把握住相关机遇.将会实现非常可观的营收增长。
 
有线电视网络运营商所需要的解决方案,不仅要能够处理当前云、视频网络、无线网络日益增长的带宽需求,还要能够管理实时产生的数以万亿计的事件,为此就需要新的软硬件和系统的创新。其中包括先进的分组处理芯片技术、“网络即矩阵”和可编程性、IP+光的融合简化网络、硅光子与光器件创新、构建演进的可编程网络。以下重点介绍IP+光的融合简化网络。
    
许多云和OTT运营商都采用100 Gbit/s光传输技术来连接数据中心,以最大限度提高可扩展性和降低成本。此外,他们还致力于将所涉及的协议层次降至最少以及直接在DWDM上运行IP,以减少所需的设备数量并简化运营。过去,有线电视网络运营商一直设置独立的传输部门和IP部门,IP网络和光网络是独立运行的,这阻碍了集成并限制了实时分享网络智能的能力。当下,面临网络流量增长和盈利能力减弱的挑战时,这两个协议层不能再独立运行,它们必须相互交互,使有线电视网络运营商能够在数分钟而不是数月的时间内响应客户的需求,实现IP+光的融合。
  
之前业界针对多层控制平面开发了两种主要的模型:对等模型和重叠模型。然而,这两种模型都存在固有的缺陷。在对等模型中,光层和IP层都被视为相同IGP协议的一部分,而光层网元也被视为与IP层网元相同。在重叠模型中,光层被视为自治域,自己的控制平面,而IP层也单独有控制平面。总之,对等模型提供的信息太多,而重叠模型提供的信息又太少。
 
为了解决这些问题,在一些新的架构中,需要新一代的智能IP+光控制平面,以解决对等模型和重叠模型固有的复杂性和可扩展性问题,优化各层之间的信息流,共享必要的网络智能和提高底层服务灵活性,从而使这两个层能够动态地分享信息,添加智能特性在两层之间实时更新信息以及在架构改变时使每个层都能有所感知。这样,可以消除许多人工干预以及相关的错误。这样可以加速服务交付,从而使有线电视网络运营商能够更快地满足客户要求,加快创收服务的上市速度。
    
新一代的IP+光控制平面(典型方案如思科nLight)构建在C/S模型之上,其中信息从“客户端”—IP路由器接口传输至“服务器”—DWDM网络,或是反向流动。信息在一个层被一次性获取,然后跨各层共享,以实现网络部署和服务创建的自动化。此融合控制平面可支持packet over DWDM、packet over packet transport、packet over OTN以及packet over any transport over DWDM等多种模型。
    
以前的DWDM设备不支持软件配置的“any-to-any”连接性。将add/drop波道对应至多维的复用通道需要手工调配光纤互连。可重构光分插多路复用器ROADM最近支持的波长无关、方向无关、竞争无关的特性使得软件配置"any-to-any"DWDM连接性成为了现实。这些新的ROADM功能意味着,新一代的IP+光控制平面技术可以有效地扩展至DWDM层,以涵盖ROADM特性,首次实现零接触的敏捷光层。灵活光谱功能的推出为ROADM带来了新的“自由度”,可支持有线电视网络运营商将所需的带宽与所使用的光频谱进行最佳匹配。采用这项技术,自动化和灵活性可被兼得。
    
多层控制平面可支持有线电视网络运营商集成这些先前独立的网络层次并智能地互通信息。借助这种方法,有线电视网络运营商可降低网络资本支出和运营成本,同时满足或提高移动、视频和云服务的SLA要求。
    
跨层的功能也可以成为运维简化的一个关键推动因素,目前已经投入很多的资源用于开发多层触发主动保护方案。主动保护基于IP快速重路(IP-FRR技术,并且已经增强以响应一层的事件触发(例如超过FEC门限),同时将这个信息分发到上层以及DWDM网络内部。这方面努力的效果是很显著的,基于一层信号损伤的信息,三层的保护能够大大加速。在DWDM网络中切断光纤的公开演示中,采用主动保护技术之后,对IP层的流量仅仅产生了1ms的影响。
    
软件定义网络已经被提出来作为一种提高传输网络运维效率的新方法,重要的是,需要注意到SDN作为一个关键因素也能够从控制平面的互通和类似主动保护的内部软件应用中获益。在实践中,不同的有线电视网络运营商通常随着时间推移会采用多种不同的技术。
 
那么,有线电视网络运营商如何部署可演进的编程网络?
 
首先是基础设施解决方案的广度。当前,数据中心和网络正在融合,是否能够在带宽、控制和计算资源间无缝整合是成败的关键。
 
其次是开放的业务编排解决方案,并且能够提供多层次和多厂商支持。
 
成功部署可演进编程网络的第3个要素是运营商得到经验证的设计和性能指导。
 
最后,视频、移动/无线、托管业务等多种类型NFV是有线电视望楼运营商有效利用云资源的最佳突破方向。

责任编辑:饶军

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