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騰訊開放光學平臺(TOOP):大道至簡,衍化至繁

摘要:TOOP(Tencent open optical platform),近日TOOP硬件家族又添新的成員,TPC-4開放電層產品!其實它是基于原有OPC-4平臺子框進行開發(fā)的,通過設計一款電層板卡T2X4C8來實現(xiàn)傳送功能,其特點是采用基于400G CFP2-DCO線路側方案,實現(xiàn)相干器件分離設計。TOC(騰訊光網(wǎng)絡控制器)+ OPC-4(開放光層產品)+ TPC-4(開放電層產品)將為騰訊今后數(shù)據(jù)中心互聯(lián)提供強有力的基礎能力支持。但這一切也僅僅是開始,后面還有很長的路要走,TOOP到底做了個什么事?為什么要做TOOP?為什么要徹底開放?今天我們就來聊聊,TOOP以及它的未來。

      本文轉載微信公眾號“鵝廠往事”,原創(chuàng)作者:李方超

  ICC訊 TOOP(Tencent open optical platform),近日TOOP硬件家族又添新的成員,TPC-4開放電層產品!其實它是基于原有OPC-4平臺子框進行開發(fā)的,通過設計一款電層板卡T2X4C8來實現(xiàn)傳送功能,其特點是采用基于400G CFP2-DCO線路側方案,實現(xiàn)相干器件分離設計。每塊T2X4C8單板可以支持兩個400G線路口,8個100GE客戶側端口。在2U的機架空間內可以容納4塊業(yè)務板卡,600W+的功耗能提供3.2Tbit/s的互聯(lián)業(yè)務容量。每個線路口使用64 GBaud 16QAM調制,在單個波長上傳輸400Gbps的數(shù)據(jù),并且可以在75GHz波道間隔上調諧至64個波長通道,從而在單根光纖上實現(xiàn)高達25.6Tbps的總傳輸容量。

  對于多跨段系統(tǒng)或大損耗跨段,可以采用200G QPSK調制方式來提升傳送性能實現(xiàn)復雜跨段場景的應用 。凡支持Tencent CFP2-DCO MSA的DCO模塊均可在T2X4C8上應用,即電層核心器件也是開放解耦的!至此我們的TOOP算是實現(xiàn)了波分系統(tǒng)的全部功能模塊,同時徹底的將原有波分系統(tǒng)的封閉實現(xiàn)了全面的開放。

  TOC(騰訊光網(wǎng)絡控制器)+ OPC-4(開放光層產品)+ TPC-4(開放電層產品)將為騰訊今后數(shù)據(jù)中心互聯(lián)提供強有力的基礎能力支持。但這一切也僅僅是開始,后面還有很長的路要走,TOOP到底做了個什么事?為什么要做TOOP?為什么要徹底開放?今天我們就來聊聊,TOOP以及它的未來。

  TOOP誕生的背景

  大家看到,隨著數(shù)據(jù)中心業(yè)務的爆發(fā)式增長,數(shù)據(jù)中心互聯(lián)需求已經(jīng)在過去的若干年里給光傳輸設備帶來顯著而不同以往的特點。不同于傳統(tǒng)電信級光通信設備,數(shù)據(jù)中心互聯(lián)設備有高帶寬,接口開放,簡化運維,快速部署,網(wǎng)絡應用模式固定等特點。傳統(tǒng)的波分設備,各商用設備差別較大,在產品應用設計上沒有統(tǒng)一標準。就像MAC OS和Windows的差異一樣,每一個廠商有自己的一套邏輯。這樣的差異化導致使用者要付出額外的學習成本。每多一個廠商,需要重新的培訓。這就導致傳統(tǒng)波分系統(tǒng)在多廠商、規(guī)?;渴饡r對運營成本帶來了很大的挑戰(zhàn)。

  同時,我們注意到在數(shù)據(jù)中心互聯(lián)場景應用中,如上圖所示,波分系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡結構中位于最底層,提供節(jié)點間的互聯(lián)。單個網(wǎng)絡平面內,IP設備可以是多供應商來源混合部署,即不同節(jié)點的IP設備可以是來自于不同供應商。波分設備通常每個平面采用單一供應商進行組網(wǎng),波分系統(tǒng)長期以來處于一個相對封閉的系統(tǒng)。一個平面全部為單一來源時,當發(fā)生供應商風險時,運營團隊將面臨十分棘手的狀態(tài)。TOOP也正是基于這樣的原因而誕生,為降低數(shù)據(jù)中心互聯(lián)這一類用戶的運營復雜度與提高系統(tǒng)健壯性的痛點而生。

  TOOP給我們帶來了什么?

  波分系統(tǒng)是由光層、電層設備組成,到底他們的區(qū)別是什么呢?從功能上區(qū)分,光層設備是提供不同波長的光信號的合并與分離、光信號的監(jiān)控與管理,以及光信號的放大的作用。簡單的來理解就好比是高速公路,光層設備合分波器件就相當于高速公路入口與出口的收費站,將不同車道的車匯聚進入高速公路,同時收費站也提供從高速公路駛離的出口。高速公路沿途的電子眼、道路指示牌就類似光層設備提供的監(jiān)控與管理功能,保證每一輛車都按照規(guī)定速度行駛,各司其咎。沿途的加油站就相當于光層設備的光放大器,提供光信號的供功率補償。而波分系統(tǒng)電層設備功能就很專一了,就是負責將客戶側信號(交換機/路由器的100GE/400GE端口)通過一系列的信號處理算法調制成可以在光纖中傳送的光信號,例如TOOP的自研電層產品,T2X4C8單板可以提供2路400G 16QAM信號,即可將8個100GE的交換機端口數(shù)據(jù)封裝到2個400G的波分線路側端口中用于傳送。電層設備呢就好比跑在高速公路上的貨車,一輛輛車傳輸著來自交換機的數(shù)據(jù)包。

  TOOP可以解決什么呢?傳統(tǒng)的波分系統(tǒng)就好比,波分廠商自己修建了自己的高速公路,且這條高速公路只能跑自己廠的貨車,其他廠商的貨車即使能駛入,也無法被監(jiān)控和管理系統(tǒng)所識別,導致維護這條高速公路交通的工作變得十分麻煩,如果車輛發(fā)生召回事件或者批次問題時,面臨很大的系統(tǒng)穩(wěn)定隱患。TOOP呢改變了這個游戲規(guī)則,我們自己修建了可以支持任意貨車的高速公路(OPC-4),并且通過對每輛貨車簡單的加裝標準化監(jiān)控協(xié)議(Tencent Yang module)實現(xiàn)了多廠商車輛在我們的道路上安全有序的行駛,在TOC(騰訊光網(wǎng)絡控制器)的指揮下讓指揮調度人員(NOC運營人員)可以快速、安全的無差異化的監(jiān)控不同廠商的貨車并將貨物送抵目的地。這就是TOOP第一階段所解決的問題,無論下面硬件是來自“方塊、圓圈、三角、菱形”,都可以無差異化的在統(tǒng)一的TOOP控制器下管理,“軟硬解耦,大道至簡!”即,傳輸系統(tǒng)在TOOP框架下是一個開放的場景,光層與電層完全分離,需求量與成本最高的電層產品在TOC(控制器)的協(xié)助下通過打破封閉從而將單一來源的風險解除。同時TOC配合Tencent Yang的管控模型,將差異化在控制器與設備北向層面完全屏蔽,極大的減少了我們對不同供應商產品的學習成本。

  光電解耦喊了很多年了,為什么還要搞TOOP,搞自研波分硬件?

  隨著14年~18年移動互聯(lián)網(wǎng)的全面發(fā)展,數(shù)據(jù)中心互聯(lián)帶寬急劇增長,隨之而來的網(wǎng)絡規(guī)模也成倍增長。因為出于成本與供應鏈安全角度,我們引入了多供應商的策略,但隨之而來的管控與運營成本問題愈發(fā)凸顯。同時波分系統(tǒng)的封閉性,也導致老系統(tǒng)擴容成本居高不下;這些因素導致我們需要更好的解決方案來應對如此爆發(fā)式的增長,在傳統(tǒng)方案局限性凸顯的情況下,我們走上了TOOP的道路。

  18年的時候我們啟動了TOOP,也定下了一個愿景,“讓價值回歸其根本,讓技術回歸其應有的位置。”我們的目標是打造一款好用的光網(wǎng)絡產品,我們對此還是很有信心的。因為沒有人比我們更了解我們的需求,我們是在打造更符合我們需求的軟硬件產品。包括在成本上幫助我們節(jié)約CapEx和OpEx即資產采購成本和運營成本。我們開始給波分設備作減法,因為它太復雜。我們從幾個角度來對TOOP硬件產品進行設計:

  ● 刪減不必要功能,例如TPC設計時,我們不做overhead開銷處理,降低復雜度,僅通過MDIO對DCO寄存器對應PM數(shù)據(jù)進行抓取,包括LLDP、PM等全量數(shù)據(jù)進行抓取;

  ● 增加人性化設計,增加LCD、Button等提示與反饋按鍵,實現(xiàn)現(xiàn)場操作時可以與NOC相互確認,避免誤操作;

  ● 增加精細化運營功能,通過gRPC反饋回臂,實現(xiàn)1秒telemetry推送,OPC與TPC每秒上報各采集點的性能數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)將協(xié)助我們做告警事件分析;

  ● 提升快速交付能力,通過高器件集成度設計,減少板卡類型與架內尾纖的數(shù)量,提升交付效率。同時產品含包裝小于23kg重量符合單人搬運限制規(guī)定,連接器與安裝套件精心設計減少部署環(huán)節(jié)的時間成本;

  TOOP采用集中化控制的思路,TOC為國王角色,OPC與TPC為臣民的角色。硬件設計就如同傳感器一樣,采集數(shù)據(jù)回傳給控制器,由控制器進行決策。這樣減少硬件OS內開發(fā)工作量,降低bug與系統(tǒng)的復雜度。

  安全方面我們設計選用了符合電器規(guī)范的帶屏蔽蓋的LC法蘭,當光纖拔出時端口會立即自動閉合,實現(xiàn)Class 1M的激光安全規(guī)范。同時所有功率會超過Class 1M限定的端口均支持APR功能(自動功率衰減),對于OA單板的系統(tǒng)口我們也設計了反向ARP功能防止意外發(fā)生。

  當然這些描述起來是很容易,但做起來是十分復雜和困難的,器件的選擇、功能的取舍都是難點,在這過程中也體現(xiàn)了光器件行業(yè)的痛。以單波速率400G的電層產品來說,oDSP的開發(fā),IC-TROSA的開發(fā)國內少有人做,在深入到ADC/DAC的IP基本上還是來自于北美。說到國產化程度最高的光層器件,高維度WSS也還沒有成功攻克,甚至一個LC法蘭也是有專利保護。這些問題在與商用系統(tǒng)廠商溝通中或多或少的影響我們定制化需求,這也是我們做自己的硬件的原因。我們理解商用系統(tǒng)廠商面對眾口難調的難處,導致目前的產品面對IDC應用的需求還有一些優(yōu)化的空間。當然TOOP也歡迎各商用系統(tǒng)商一起加入進來,希望可以一起推動產業(yè)的發(fā)展。

  TOOP用互聯(lián)網(wǎng)思維方式設計通信產品

  OPC-4是TOOP產品的第一個硬件產品,這個是一個通用的光層平臺產品。我們在設計這款產品時選用了很多創(chuàng)新產品與一些高品質器件,就像我們的愿景一樣,讓價值回歸其根本,讓技術回歸其應有的位置。其主要特性如下:

  ● 體積小巧,便于部署,可以安裝在19英寸、600mm深的機柜內,同時散熱與安裝方式適合數(shù)據(jù)中心場景等多種不同場景應用

  ● 高集成度設計,單個子框實現(xiàn)OMSP的部署

  ● 端口標識具備防錯插/拔設計,減少誤操作造成的業(yè)務損失

  ● PANEL設計有狀態(tài)顯示LCD屏幕,顯示當前告警狀態(tài),屏幕依據(jù)告警級別進行對應顏色顯示,同時常態(tài)顯示本機管理IP地址,用于定位子框使用

  ● 設計有反饋按鍵,按鍵操作會觸發(fā)Notifaction至NOC,TOC上會顯示該設備被操作,配合PANEL的LCD屏幕,每次現(xiàn)場對設備進行操作時可以通過反饋確認,并根據(jù)屏幕顯示開始/停止內容進行操作,減少誤操作的可能。同時按鍵支持查看重要線路狀態(tài)信息,包括OPS工作路由,A/B路接收功率等

  ● OPC 系統(tǒng)邏輯設計有維護狀態(tài)模式,便于現(xiàn)場人員確認并識別子框信息與狀態(tài),即子框、子卡、電源、風扇單元具備提示指示燈,NOC人員可以通過預設提示狀態(tài)指引現(xiàn)場人員進行對應部件的識別確認操作

  ● 無源背板設計,減少子框故障的可能,設備主控單元CU支持1+1熱備,CU選用多核高性能處理器,單板與器件內置flight recorder功能,實現(xiàn)硬件原生支持故障異??伤菰?,器件壽命到期前警告

  ● 電源單元支持1+1熱備,支持多種電源規(guī)格,AC 100~230v / HDC 230v,DC -48V電源系統(tǒng)

  ● 支持50GHz間隔96波系統(tǒng) / 75Ghz間隔64波系統(tǒng) / 以及Flex Grid(50GHz +/- 6.25GHz)的系統(tǒng)

  ● 高性能 OCM 支持500ms內完成 C 波段掃描,OTDR 支持 36dB 跨段的探測能力

  ● 高性能 EDFA 覆蓋多場景跨段需要,寬增益調節(jié)范圍7~32dB可調節(jié),其中15~30dB為平坦增益范圍 (NF<6.5板卡SIG ?àLINE)

  ● 1s 級別的 Telemetry 能力,全部 PM 采集點支持 1s 級別的數(shù)據(jù)推送(包括OCM、各節(jié)點端口PD、溫度、風扇轉速、增益、平坦度、激光器溫度、偏置電壓電流等全部可讀取節(jié)點)

  ● 1GE的OSC交互帶寬,靈活的管理網(wǎng)接入方案及DCN方案,支持OSPF協(xié)議

  ● 支持基于Netconf協(xié)議的管控方案,以及Tacacs+的認證機制

  ● 原生支持 Tencent Yang model

  ● 支持電層板卡混插實現(xiàn)TPC-4功能

  化繁為簡,減少誤操作的可能

  OPC-4的一些功能源于現(xiàn)場運營的痛點,我們在設計時犧牲前面板寬度增加了一個PANEL子卡。

  PANEL板卡上有LCD屏幕與Button按鍵。PANEL會顯示當前運行告警,按照告警級別匹配對應顏色。Button作為交互信息按鍵,提供網(wǎng)絡運營中心NOC與現(xiàn)場維護人員的確認/反確認的能力。出于安全考慮IDC可能沒有做手機信號覆蓋,亦或噪音很大的情況下難以通過電話說清信息。通過button,現(xiàn)場運營人員點按Button后,NOC會在TOC上收到事件提示,顯示該設備被人觸碰,從而確認所維護的設備是否正確。NOC也可以下發(fā)簡單命令信息如“GO,STOP,NEXT STEP,OK”等信息,通知現(xiàn)場人員可以進行操作或者停止,來避免產生誤操作的可能。

  真能有人找錯機框?會有人拔錯板卡嗎?不幸的是,這個答案是肯定的。其實我也有過類似的疑問,經(jīng)歷過這么巧合的故障后發(fā)現(xiàn),人是運營環(huán)節(jié)中的一個不可靠因素。其實就如同法航447空難一樣,人在緊張的情況下是不可靠因素,特別是面對復雜的設備很容易發(fā)生誤操作。現(xiàn)在大多采用雙平面組網(wǎng)方案,平面A故障時,如果誤操作了平面B帶來的損失將是極大的。如何通過系統(tǒng)有效規(guī)避誤操作是OPC-4設計時重點考慮的一個因素。

  除了PANEL之外,對于OPC-4上的端口,通過絲印設計進行提示,OPC與TPC產品的絲印遵循色標含義。連接外線光纖的端口為紅色絲印;本子框內互聯(lián)的端口為藍色絲印;不同子框間互聯(lián)的端口為綠色絲印。同時默認配發(fā)的是單管雙芯跳纖,成倍數(shù)的減少光纖布防的數(shù)量,精簡現(xiàn)場操作。相比傳統(tǒng)設備安裝調測可能需要數(shù)天,我們曾經(jīng)計時對比,開通1.6T帶寬業(yè)務,從庫房拆箱開始計時,1個人耗時2個半小時完成單個站點的調試與業(yè)務開通,極大的縮短了業(yè)務交付的時間。

  將復雜留給設備內部,精簡留給用產品的人


  波分設備長久以來是需要專業(yè)人員運維的,即使波分系統(tǒng)一直是通過UI界面的網(wǎng)管進行操作,但不同廠商的網(wǎng)管也有著各樣的設計。從架構方案設計、現(xiàn)場工程交付、后期故障運營維護,人性化缺失在各個環(huán)節(jié)??偨Y其原因,還是單一系統(tǒng)承載了太多需求,同時滿足各家需求時往往產品會非常繁冗。因此需要專業(yè)團隊來維護這樣一個封閉的,復雜的系統(tǒng)。我們能否化繁為簡?答案也是肯定的,通過內繁外簡的思路,將傳統(tǒng)設備眾多功能的板卡集成在一塊板卡中實現(xiàn)。精簡信號流關系,減少架內連纖數(shù)量,我們可以看到,傳統(tǒng)設備一個光方向可能需要36根光纖,而OPC-4 將這些復雜的功能小型化集成在單一板卡內時,一個標準OMSP應用也僅僅需要5根雙芯纖實現(xiàn)。節(jié)省下來的是復雜度,在進行故障排查時會減少難度,對于工程建設也會縮減工作量。

  OPC系統(tǒng)是如何做到這一點的呢?

  以線路放大器單板ILA-SWG為例,一塊單板相當于傳統(tǒng)設備5塊業(yè)務單板的功能。OPC-4的OA-SWG單板內置2塊高性能OCM、OTDR、OSC、VOA、無緣濾波器、雙向的PA單元。每一個器件在傳統(tǒng)設備中都是單獨以板卡形態(tài)存在。以BA/PA為例,我們選用了高功率Switchable gain EDFA,輸出功率高達23dBm,增益范圍支持7~32dB可調節(jié),其中平坦增益段支持15~30dB可調(NF < 6.5),這個噪聲系數(shù)是EDFA單板的噪聲系數(shù),相當于傳統(tǒng)設備的一個光方向的噪聲系數(shù)。

  采用可切換分段增益EDFA的好處是,一塊板卡實現(xiàn)適應眾多跨段,傳統(tǒng)的光層產品,以華為OSN系列為例,光放種類高達十余種,即使是較為常用的也有OAU101~OAU107之多。每次進行架構設計時需要根據(jù)光纜工勘結果進行配置,不同跨段損耗,配置不同增益范圍、輸出功率的OA,對應備件也應配置相應的OA,因此對于系統(tǒng)設計復雜度,維護便利性均帶來了很大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)波分系統(tǒng)的各功能均采用獨立單板設計,單板之間通過架內尾纖進行連接,維護人員需要根據(jù)圖紙進行操作,端口設計密集操作難度大。OPC-4的單光放設計規(guī)避了這些問題,高集成度,一塊單板解決眾多應用場景,精簡設備連纖,端口采用色標標記,邏輯清晰方便開站應用。采用新器件、新技術來解開操作的繁瑣的難題。器件與設計繁冗但操作簡便,是OPC-4的一個特點,我們相信隨著網(wǎng)絡規(guī)模增長降低運營成本將會更劃算。

  對于OPS光保護單板我們也做了全新的設計,并融入了重量級功能——倒換精準計時。我們在OPS單板的每個端口均增加了PD,這個也賦予我們一個能力,OPS在發(fā)生了主備路由切換時,OPS單板可以精確的計算出切換的時間,即光切換瞬間丟失信號多次時間,并通過切換時間上報給TOC騰訊光網(wǎng)絡控制器。結合TPC的同樣的保護倒換瞬態(tài)業(yè)務丟失計時功能,我們可以精確的知道,一個保護倒換在光層上丟失了多少ms,在電層上丟失了多少ms。并借此可以定位故障,比如當OPS顯示0.7ms完成切換,而電層設備的DSP記錄到resync時間達到了1-2秒,那我們有理由相信,可能OTU單板的入光功率接近靈敏度了,或者線路OSNR余量不足,需要進行線路或者系統(tǒng)優(yōu)化。這樣我們可以精準的記錄系統(tǒng)的每一個細節(jié)變動,這是精細化運營的基本要素。每一次網(wǎng)絡抖動我們都希望知道真實的發(fā)生了什么,波分層、underlay層網(wǎng)絡、overlay層網(wǎng)絡,每一層上面業(yè)務損失了多少時間。為什么損失我們希望調查明白,這樣當發(fā)生故障時,我們知道整個系統(tǒng)的SLA是否可以保證,分配給波分系統(tǒng)的50ms是否可以守住,這個從硬件層面我們做了這些工作來理解切換的那一瞬間到底發(fā)生了什么。

  其實類似的細節(jié)設計還有很多,我們重新定義了光網(wǎng)絡硬件設備的PM信息。OA、ILA、OPS、WSS、T2X4C8電層單板,包括即將發(fā)布的CMUX-64(支持Flex-grid的合分波板卡)均支持全量PM數(shù)據(jù)的1秒級別的Telemetry。

  TOOP硬件層面原生支持1秒及telemetry的性能采集是什么意思?傳統(tǒng)波分設備僅有15分鐘及24小時性能記錄,這樣的數(shù)據(jù)經(jīng)常的給我們帶來故障判斷的困擾。從故障分析、硬件故障預判方面1秒級的telemetry讓TOOP系統(tǒng)大有可為。這個賦能讓我們頭一次徹底的在微觀層面,在秒級尺度上進行了故障描述。以前我們常遇到光纜抖動一下,瞬間業(yè)務有丟包,但是尋找故障并無法得知具體原因,因為PM數(shù)據(jù)無法給到更精確的信息,這些故障統(tǒng)一的歸類給光纜抖動因素。但是現(xiàn)在,我們可以在光域、電域內進行更微觀尺度的檢查,精準定位到底是光纜真的發(fā)生了瞬間的抖動還是激光器存在異常。

  TOCTOOP項目的精髓

  所謂大道至簡,衍化至繁。當前TOOP的成功部署,其實僅僅是個開始,我們用了2年時間,日以繼夜的設計、開發(fā)、測試實現(xiàn)了這個系統(tǒng)由0至1的遷躍,而這也為TOC(騰訊光網(wǎng)絡控制器)帶來了無盡的想象,我們做到了對光網(wǎng)絡的數(shù)字化轉變。TOC這里我們有太多的創(chuàng)新與設計,待后續(xù)單獨呈現(xiàn)這部分內容?;诜答伝乇鬯鶐淼暮A縋M數(shù)據(jù),我們現(xiàn)在每周可以抓取到數(shù)百G的運行數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)都是基于我們類似傳感器一樣的各個器件所反饋回來的性能數(shù)據(jù)。我們希望能夠通過機器學習的方式將這些數(shù)據(jù)利用起來,我們有燃料,我們需要火箭來燃燒他們,與我們尋找未知的高度。有相關愿景的小伙伴們可以聯(lián)系我們哦,歡迎加入我們一起改變世界!

  (例如,下圖中的每一個細點都是那一秒的PMD數(shù)據(jù)。讓我們試想一下,光纜收到應力作用PMD會發(fā)生變化,原理是光纜因施工或其他因素產生應力變化,從而產生雙折射。進而有沒有可能我們從DSP的數(shù)據(jù)中采集到這個變化,基于這個數(shù)值,我們是否可以推斷出現(xiàn)場有施工?或者兩條光纜是否統(tǒng)一時刻產生了類似的問題,是否是同路由?當然從更精確的角度來看,我們也在推動DSP供應商上報SOP等信息,震動是否可以帶來更具有價值的數(shù)據(jù)?)

  電層核心器件解耦,TOOP徹底擁抱開放

  在19年OFC上,我們看到業(yè)內在7nm芯片DSP(數(shù)字信號處理芯片)上推出了兩款產品,即低功耗版本和高性能版本。其中低功耗版本應用于DCO模塊,主要是為400G-ZR產品設計,應對80km的傳送距離的需求。但是如大家所知,國內的環(huán)境與海外有很大的不同,海外的城市規(guī)模較小,數(shù)據(jù)中心相距較近,光纜損耗相對較小,因此400G-ZR的應用十分適合。而國內城市相對大很多,輕輕松松的在城市內光纜距離超過100km,同時光纜損耗較大以及光層保護的加入使得400G-ZR性能不足以滿足場景需求。我們發(fā)現(xiàn)這款低功耗的DSP如果采用高性能的FEC(前向糾錯編碼)配合模塊內置SOA或EDFA實現(xiàn)高功率輸出時,其性能相比傳統(tǒng)的波分設備并沒有相差太多,可以輕松的應對城域網(wǎng)的應用環(huán)境,而成本相比400G-ZR并未增加太多,同時考慮到100GE的應用還有大量需求,因此TPC-4平臺的第一塊業(yè)務板卡T2X4C8的設計概念就浮現(xiàn)出來?;谶@個背景,我們又結合了此前我們已經(jīng)自研的光層設備OPC-4產品,采用相同的平臺子框去支持這塊T2X4C8板卡,減少重復研發(fā)的成本,并加速研發(fā)速度。

  不同的光學前端ITTRA+DSP的組合讓我們有了更多的選擇余地,我們可以更好的挑選相應的組合,也可以更好的把握不同器件的特點,比如硅光的低功耗,磷化銦高帶寬性能。從最底層進行波分系統(tǒng)的設計從而實現(xiàn)對需求的準確把控,這也是TOOP所帶來的價值。相比傳統(tǒng)的5x7英寸相干模塊來說,DCO的方案成本具有一定優(yōu)勢(相同速率情況下),兩者的發(fā)貨量有著非常大的差距。雖然5x7模塊的性能更好,短距離應用可以提供更大單波速率,但是在光纜距離較長,應用OMSP保護的場景下400G DCO可以充分發(fā)揮其價值。我們輸出了Tencent CFP2-DCO MSA,繼而實現(xiàn)單一OTU板卡支持多廠商相干模塊的能力,在避免供應商危機、批次故障方面具備了相當靈活的可能性。硬件解耦后最大的收益是控制器開發(fā)工作降低,以前每一款新的板卡引入,均需要對其進行適配、軟件測試、硬件系統(tǒng)測試等一系列工作。通過在板卡層面屏蔽硬件差異性,標準的MSA保證電器性能與管理接口可控,極大的釋放了控制器研發(fā)的需求量。對于運營也十分便捷,統(tǒng)一軟、硬件架構,像管理客戶側光模塊一樣簡單。這就是擁抱開放所帶來的好處,也是TOOP的愿景“讓價值回歸其根本,讓技術回歸其應有的位置?!保屛覀兺ㄟ^技術方案的創(chuàng)新來降低成本,而不是通過使用廉價器件,正所謂工欲善其事必先利其器,好的設計與品質器件選擇將幫助我們降低故障發(fā)生的可能。

  TOOP的未來

  軟硬解耦,大道至簡之后,便是衍化至繁。這里的繁是繁華的意思,功能多而不雜,產品優(yōu)而簡潔是我們TOOP設計的目標。TOOP硬件產品有2個事情近期將實現(xiàn),一個是對于Flex-grid的支持,一個是20維方向調度能力的支持。以前對波分業(yè)務開通調整,需要現(xiàn)場配合,擴容和故障替換的效率也因此而受到影響,能否做到真的Zero-Touch,資源池儲備后按需投產,通過技術換來一種從容感。

  另一方面,開放解耦后我們面臨一個問題,即OTU是否需要互聯(lián)互通,即FEC的統(tǒng)一。我們知道OIF等一些組織在推動FEC的標準化,但我們認為,F(xiàn)EC和其他一些算法的差異性也恰恰是波分系統(tǒng)的精髓,趨同有時未必是一件好事。同時巨頭的壟斷可能讓市場喪失創(chuàng)新性,標準成立前和成立后對不同玩家會帶來不同的影響。因此騰訊不會強迫各廠商去支持相同的FEC,可由此而來的端到端設備同供應商的問題我們通過TOOP產品解決。即Colorless實現(xiàn)現(xiàn)場電層設備無規(guī)則任意連接,電層設備安裝后,可以隨意的在CMUX-64單板對應的端口上進行連接,無需考慮波長的因素,連接好后系統(tǒng)會自動的對齊兩端波分設備,實現(xiàn)即使沒有相同F(xiàn)EC,系統(tǒng)也可以自動的無需人員干預的實現(xiàn)端到端業(yè)務的創(chuàng)建。

  對于更遠的未來,多維度大容量CDC、L-band、800G,我們會根據(jù)需求進行開發(fā),TOC會給予整個網(wǎng)絡更靈活與更智能的變化,我們相信光網(wǎng)絡的未來會朝向智慧互聯(lián)發(fā)展,期待著大家一起來討論,共同推動產業(yè)的發(fā)展。

內容來自:鵝廠網(wǎng)事
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關鍵字: 騰訊 TOOP TOC 400G CFP2-DCO
文章標題:騰訊開放光學平臺(TOOP):大道至簡,衍化至繁
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