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    緩解骨干網帶寬壓力 400G平臺成本優勢凸顯

    日期:2016年12月15日 10:00

      從早年間“全球村”到現在“云時代”,將近30億互聯網用戶已重新定義網絡。過去五年間,全球被創造和分享的數字信息足足增長了5倍,2013年接近4 Zettabytes(ZB)。到2020年,網絡數字信息將會增長到40ZB,意味著地球上的每個人分攤了5200GB。

      龐大的數據流量迅速填充了現有的骨干網絡,盡管運營商對于骨干網絡的擴容以幾乎每年翻番的速度在進行,但是仍然無法滿足互聯網業務增長的需求,運營商早先投資建設的40G平臺,經過多年不斷的單板擴容,業務槽位已經所剩無幾,這使得帶寬壓力的矛盾更加突顯。從2012年開始,運營商開始在骨干網引入100G平臺路由器,在一定程度上對帶寬需求的矛盾有所緩解,但是隨著近年來云計算、視頻應用等新需求的出現,運營商骨干網面臨的寬帶壓力迅速增長,骨干核心節點擴容升級變得尤為重要。

      骨干網核心擴容方式說明

      據統計,作為國內主要承載互聯網業務的兩大干線網絡之一,163骨干網流量已經超過40T, 并且以每年60%的幅度增長,另外一張169骨干網的情況也基本類似。面對龐大流量的沖擊,運營商只有不斷擴容骨干網絡節點來應對,而目前擴容的方法有三個:

      第一種是將現網大量40G平臺老舊設備升級到100G平臺,在空間不增加,功耗增加有限的情況下,這種方法可提供2.5倍的容量空間。按目前骨干網年增長60%流量的速度計算,估計僅可再支撐兩年。

      第二種是在單一節點上使用40G或100G集群技術,這也是目前運營商在不改變網絡結構前提下,為擺脫容量限制較多采用的方法。路由器集群技術是將兩臺或兩臺以上普通核心路由器(線卡框)通過中央交換網絡(中央框)連接起來組成一個統一的路由系統,從而大幅度提高路由器系統的總體容量。目前業內部署的最大集群路由器為2+8集群,可將單個路由系統的端口容量上限提高到5.12T(40G 2+8集群)或者12.8T(100G 2+8集群)。但是在帶來大容量的同時,集群路由器也面臨電源、散熱、光纖布放等方面的挑戰。

      第三種供運營商選擇的方案就是部署單體容量更大的全新平臺路由器,如400G路由器平臺。在容量方面,一臺400G平臺路由器相當于一套2+4的100G集群,相當于10臺40G路由器單機,并且具備向集群升級的能力。因此,無論在空間、功耗、未來擴容演進上都具有一定優勢。但400G的問題是,由于目前器件模塊成本仍然比較高,導致單一設備的成本居高不下,使運營商望而卻步。

      總體擁有成本計算

      對于運營商來講,網絡規劃和部署必須考慮到未來5-10年的業務發展。那么面向未來,以上三種擴容方式哪一種更具優勢?我們不防以一個國內骨干網上的中型節點為樣本,根據其未來五年的發展規劃進行分析,來找出適合的擴容方式。

      目前國內骨干網上中型節點的平均流量約為2T(按端口帶寬計),以目前國內流量增長均值每年60%計算,那么5年后的流量將達到21T(按端口帶寬計,5年間端口帶寬分別為3.2T、5.1T、8.2T、13.1T、21T),則整機交換容量需達到42T。

      假設目前節點內均為40G路由設備,采用簡單升級到100G路由器單機或者40G集群的方式,都無法滿足未來5年的流量要求,最先被淘汰。

      第二種擴容方式采用100G路由集群,我們從設備、能耗、配套成本三個方面計算其總體擁有成本。若以五年后的總需求計算的話,該節點需要一套2+8和一套2+6 100G集群,為計算方便,此處取目前幾家主流廠商的設備價格均值,并忽略每年設備成本的下降來計算設備成本。功耗方面,100G平臺平均功耗為3W/Gbit,若滿足60%的流量增長需求的話,不考慮周邊配套耗電,保守估計5年共消耗電能1,329,524 Kwh,商業用電單位成本按每度1元來計算用電成本。在機房空間成本方面,集群的建設一般會按照2+8的集群需求來考慮,一臺2+8集群相當于10臺40G路由器,由于要滿足60%的流量增長需求,該節點按照兩套2+8 100G集群建設,該節點五年的用地情況為第一年用地4m2,第二年5m2,第三年6m2,第四年8 m2,第五年10 m2(理想狀態,不包括通道、空調等增加的用地),如果機房租金以骨干網中型節點城市主流價格每平方米約3000元/年來計算,且不考慮租金上漲的情況下,計算五年內的租金成本。即便是運營商自己的機房,這種集群設備對網管人員操作熟練程度和光纖維護頻率都要求較高,但由于不好量化,這里就不將培訓和維護成本計算在內。通過以上方式計算100G平臺集群的總體擁有成本,并得出每GEbps單位CapEx約為60000元。

      第三種擴容方式是整體升級到400G平臺,則需要3臺滿配400G的路由器,1臺配置2T端口容量的400G路由器。成本計算仍然由設備、能耗、租金三個方面組成。400G 平臺平均功耗為1.8W/ Gbit,設備消耗電能為753,397Kwh,計算用電成本;該節點五年的用地情況為前兩年用地0.5m2,第三年1m2,第四年1.5 m2,第五年2 m2,計算五年內租金成本。得出400G平臺總體擁有成本后,計算每GEbps單位CapEx約為55000元。

      400G平臺優勢明顯

      盡管上面的計算和推導是在比較理想的前提和假設下進行的,沒有考慮設備降價和折舊,但是仍然具有一定的代表性。從結果我們不難看出,400G平臺的設備成本比100G集群下降了將近8個百分點。我們還應考慮到,一旦400G在國內規模上量,其設備成本還會有較大下降空間。而在能耗、租金方面,400G平臺相比100G集群分別降低了44%和84%,400G成本優勢更加突出。因此,現階段對于網絡中擁有大量老舊10G/40G平臺的骨干網節點,直接選擇400G平臺進行網絡改造升級,是最為明智的做法,既節省總體擁有成本,又避免重復投資。

      隨著芯片技術和光模塊等關鍵技術的突破,近年來400G平臺無論在技術性能上還是應用部署上,都已經趨于成熟。華為、阿朗和思科等主流路由器廠商均支持400G大容量單板,可以支持4×100GE,10×40GE和40×10GE的端口密度,配合靈活子卡能夠實現客戶按需部署。

      面對增速越來越快的網絡流量,是保守的選擇久經考驗但總體擁有成本偏高的100G平臺?還是面向未來3~5年甚至更長時間的網絡發展需求,選擇業已被多家主流運營商驗證的400G平臺?答案已經很明顯了。

    所屬類別: 業務開展

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