数据中心互联助力企业全光网转型

Emir Halilovic

首席分析师，GlobalData

摘要

• 互联网巨头、ICP和企业使用DCI解决方案为其数据中心提供高质量且趋近无限带宽的连接，同时通过自建基础设施来控制成本。
• DCI厂商在提供解决方案时，不仅需要考虑连接带宽的需求，还需要考虑运维简化、智能化和安全性等方面的需求。

随着云业务的不断增长，DCI解决方案持续演进，未来可期。根据GlobalData对市场规模和市场预测的分析，2018年全球云生态系统已扩大24%，达到2900亿美元；在预测期间内它将以25.3%的年均复合增长率（CAGR）持续增长，预计在2022年将达到7200亿美元。DCI主要为大型集中式数据中心提供点对点的连接，但是随着数据中心在全网部署——跟随边缘计算设施延伸至网络边缘——因此，对简单且高性能的光传送解决方案的需求也在不断增长。

近年来，推动这种趋势的因素逐渐清晰。DCI市场需求的主要驱动力，以及相应的DCI设备设计都是来自早期用户（主要是互联网巨头）的需求。他们希望能在自有或租赁的光纤上部署超大带宽连接，同时控制成本，并且还能在需要时非常迅速地获得扩展（或收缩）连接的能力。同时，DCI用户对低时延、高质量连接的要求越来越高，希望能提高其关键业务的性能并优化最终用户的体验。DCI平台还需要满足来自云数据中心的去中心化的一系列不断增长的需求——对于大规模部署，以堆叠的形式安装，通过复用线路接口实现光纤利用率、容量和距离的最大化；在小型数据中心和边缘云场景中，DCI设备需要在更小的机架空间中提供尽可能多的容量，通过模块化设计和最优成本来建立初始业务连接，并在将来可按带宽需求灵活调整。相较传统光传送设备，虽然DCI平台的部署和运营本身已很简单，DCI用户仍需要简化运维流程，以便更智能、更快速地部署或移除业务，执行其他运营管理任务，而不会增加网络相关的人力和运营支出（OPEX）。

除了满足以上需求，DCI方案设计不断演进，已具有如下特点：

• 利用高速率波长和单纤容量解决方案，实现光纤利用率最大化：目前领先的DCI解决方案采用单波400Gbps和600Gbps速率，供应商如今开发的相干解决方案未来短距离内传输容量可达单波800Gbps。业内的DCI平台采用具有可选调制模式的相干解决方案，为相应跨段和光纤特性提供动态的最优波长容量。通过扩展C波段（利用宽频光放大器增加可用信道数量）或C+L波段光传输，进一步提高光纤利用率。

• 吞吐量集成度和功效：DCI平台最初是根据吞吐量集成度（即每机架单元的吞吐率容量）和功效来衡量，通常为W/Gbps。目前领先的解决方案的吞吐量密度是每机架单元(1RU)4.8Tbps，功耗小于0.3W/Gbps。

• 物理特性和模块化：紧凑的模块化平台设计的另一个非常重要的因素是需遵循数据中心设备开发的设计原则。目前大多数DCI平台都是1~2RU高的“披萨盒”，前进风后出风。第二代DCI解决方案平台则采用了代表大多数市场特点的内部模块化设计，将波长转换模块（transponder/muxponder）和光线路单元整合在一起，最大程度实现多用途和灵活性，尤其是在小数据中心环境中。DCI平台将传统光线路模块整合到一起，避免了复杂的跳纤连接，简化并加速业务开通流程。

• 智能、自动化的运维流程：人工智能在运维中也极为重要，其优势在于可以提供更低的平均响应时间（MTTR）、更快的根因分析(RCA)和更高的运维效率等。DCI平台管理和自动化开发的重点是利用人工智能硬件和软件元素实现运维的简化和自动化。这需要基于AI和云的管理和控制套件，能够自动完成设备和业务发放，并实现基于AI驱动的预测分析、主动维护、光系统健康预测和其他深度学习功能。利用AI技术，运维团队能够将低价值的重复性任务最小化，为更多的增值业务腾出时间。

• 安全性：大多数DCI解决方案用于承载数据中心之间的敏感和关键业务，用户从一开始就强调DCI解决方案必须实现普适性安全。这意味着DCI解决方案需要在尽可能少的开销的情况下实现线路侧L1层加密，目前业内领先的解决方案不仅能实现设备上所有波长的加密，还能提供客户侧AES256加密功能。

随着云服务和基础设施的不断演进，DCI解决方案也将持续发展。云业务去中心化的同时，DCI系统以及相关的光线路系统需发展成为更加多样的通用光传送平台以满足不同的客户需求，从支持超大容量的点对点连接，到参与连接分布式和边缘云数据中心的立体（mesh）网络基础设施。这些需求决定了DCI解决方案未来发展的几个主要方向：

• 成本控制和优化：未来DCI解决方案支持更小的、分布式的DC部署和其他应用，除了当前主要的高性能集成式解决方案外，还需要加大对模块化相干解决方案（CFP-2 ACO/DCO）的支持。对于互联网巨头之外的企业和政府用户，紧凑的模块化DCI系统的吸引力更大，可以有效控制成本和大幅降低OPEX。此外，还需要进一步集成解决方案的波长转换模块，以及光线路系统功能，简化运维，这也一直是未来DCI的关键需求之一。

• AI实现：未来DCI系统将部署在更复杂、更灵活、更多样化的环境中，以及连接跨网络域迁移的应用。重点应包括开发目前基于AI的自动化系统，使能动态、自动化的网络，业务发放、健康预测、维护和变更管理，以及提高运维流程的效率和精确度。

• 开放：DCI系统也应通过开放的行业标准API接口提供北向编排能力，确保不同网络领域之间的无缝对接。DCI平台必须向更高层次的开放性演进，让客户能够选择不同的软硬件环境。

重点小结

• 容量之外的思考：考虑DCI的企业，不仅需关注波长容量，还应检查新的DCI解决方案在现有或计划的光纤设备中可以实现的容量或达到的效果。此外，他们还应评估供应商在光纤扩展频谱方面的能力，包括扩展C波段和C+L波段。

• AI和自动化价值的审视：多数DCI购买者在数据中心环境中都有过自动化体验，现在需要审视的是DCI解决方案的自动化价值和引入AI的计划，进一步提高光传送网络利用率，以及在数据中心网络、IP网络和光传输网络中引入端到端自动化。

• TCO之外的思考：企业应该考虑解决方案的总体拥有成本（TCO），同时也应评估DCI可以带来的价值，不仅仅只是降低成本，还应考虑灵活性和可伸缩性、最高安全级别和趋近无限的容量，以及对时延和其他连接参数的控制。

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