緩解骨干網(wǎng)帶寬壓力 400G平臺成本優(yōu)勢凸顯

　　從早年間“全球村”到現(xiàn)在“云時代”，將近30億互聯(lián)網(wǎng)用戶已重新定義網(wǎng)絡(luò)。過去五年間，全球被創(chuàng)造和分享的數(shù)字信息足足增長了5倍，2013年接近4 ZettabytesZB。到2020年，網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信息將會增長到40ZB，意味著地球上的每個人分?jǐn)偭?200GB。

　　龐大的數(shù)據(jù)流量迅速填充了現(xiàn)有的骨干網(wǎng)絡(luò)，盡管運營商對于骨干網(wǎng)絡(luò)的擴容以幾乎每年翻番的速度在進(jìn)行，但是仍然無法滿足互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)增長的需求，運營商早先投資建設(shè)的40G平臺，經(jīng)過多年不斷的單板擴容，業(yè)務(wù)槽位已經(jīng)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(wǎng)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(yīng)用等新需求的出現(xiàn)，運營商骨干網(wǎng)面臨的寬帶壓力迅速增長，骨干核心節(jié)點擴容升級變得尤為重要。

　　三種擴容方式

　　據(jù)統(tǒng)計，作為國內(nèi)主要承載互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的兩大干線網(wǎng)絡(luò)之一，163骨干網(wǎng)流量已經(jīng)超過40T, 并且以每年60%的幅度增長，另外一張169骨干網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)節(jié)點來應(yīng)對，而目前擴容的方法有三個：

　　第一種是將現(xiàn)網(wǎng)大量40G平臺老舊設(shè)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(wǎng)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(jié)點上使用40G或100G集群技術(shù)，這也是目前運營商在不改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)前提下，為擺脫容量限制較多采用的方法。路由器集群技術(shù)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(wǎng)絡(luò)（中央框）連接起來組成一個統(tǒng)一的路由系統(tǒng)，從而大幅度提高路由器系統(tǒng)的總體容量。目前業(yè)內(nèi)部署的最大集群路由器為2 8集群，可將單個路由系統(tǒng)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(zhàn)。

　　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(dāng)于一套2 4的100G集群，相當(dāng)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(jìn)上都具有一定優(yōu)勢。但400G的問題是，由于目前器件模塊成本仍然比較高，導(dǎo)致單一設(shè)備的成本居高不下，使運營商望而卻步。

　　孰優(yōu)孰劣

　　對于運營商來講，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和部署必須考慮到未來5-10年的業(yè)務(wù)發(fā)展。那么面向未來，以上三種擴容方式哪一種更具優(yōu)勢？我們不防以一個國內(nèi)骨干網(wǎng)上的中型節(jié)點為樣本，根據(jù)其未來五年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行分析，來找出適合的擴容方式。

　　目前國內(nèi)骨干網(wǎng)上中型節(jié)點的平均流量約為2T（按端口帶寬計），以目前國內(nèi)流量增長均值每年60%計算，那么5年后的流量將達(dá)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(dá)到42T。

　　假設(shè)目前節(jié)點內(nèi)均為40G路由設(shè)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(shè)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(jié)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(shè)備價格均值，并忽略每年設(shè)備成本的下降來計算設(shè)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(yè)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(shè)一般會按照2 8的集群需求來考慮，一臺2 8集群相當(dāng)于10臺40G路由器，由于要滿足60%的流量增長需求，該節(jié)點按照兩套2 8 100G集群建設(shè)，該節(jié)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(tài)，不包括通道、空調(diào)等增加的用地），如果機房租金以骨干網(wǎng)中型節(jié)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(nèi)的租金成本。即便是運營商自己的機房，這種集群設(shè)備對網(wǎng)管人員操作熟練程度和光纖維護(hù)頻率都要求較高，但由于不好量化，這里就不將培訓(xùn)和維護(hù)成本計算在內(nèi)。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(shè)備、能耗、租金三個方面組成。400G 平臺平均功耗為1.8W/ Gbit，設(shè)備消耗電能為753,397Kwh，計算用電成本；該節(jié)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(nèi)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(yōu)勢明顯

　　盡管上面的計算和推導(dǎo)是在比較理想的前提和假設(shè)下進(jìn)行的，沒有考慮設(shè)備降價和折舊，但是仍然具有一定的代表性。從結(jié)果我們不難看出，400G平臺的設(shè)備成本比100G集群下降了將近8個百分點。我們還應(yīng)考慮到，一旦400G在國內(nèi)規(guī)模上量，其設(shè)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(yōu)勢更加突出。因此，現(xiàn)階段對于網(wǎng)絡(luò)中擁有大量老舊10G/40G平臺的骨干網(wǎng)節(jié)點，直接選擇400G平臺進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)改造升級，是最為明智的做法，既節(jié)省總體擁有成本，又避免重復(fù)投資。

　　隨著芯片技術(shù)和光模塊等關(guān)鍵技術(shù)的突破，近年來400G平臺無論在技術(shù)性能上還是應(yīng)用部署上，都已經(jīng)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?qū)崿F(xiàn)客戶按需部署。

　　面對增速越來越快的網(wǎng)絡(luò)流量，是保守的選擇久經(jīng)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(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求，選擇業(yè)已被多家主流運營商驗證的400G平臺？答案已經(jīng)很明顯了。

來源：通信產(chǎn)業(yè)報 作 者：逄丹

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