如何降低光网络时延：优化光缆路由成决定性因素

2016-06-27 08:45

　　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。

　　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。