开放光网络与硬件定制化
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随着互联网持续高速发展，在便捷人民生活、有效提升生产效率的同时，数据亦呈爆炸式增长，互联网对计算、存储和网络都提出了极高的要求。光网络作为数据中心互联的基础承载网，是数据中心之间带宽提供、数据传输质量保证的基石。
将电信领域使用的传统光网络设备应用到数据中心领域，初步应对了数据中心互联带宽的提供问题。通过相干技术提升单波容量、配合密集波分复用技术，使单纤带宽投放能力得以极大程度的提升。但是在这过程中我们也发现，传统电信设备应用在数据中心环境中，存在一些严重的问题：
1.太复杂，看不懂。
我们的工程人员需要很长的学习周期，很高的学习成本去熟悉一个厂商的光网络设备，这对光网络在数据中心的应用带来了很大的障碍。不同厂商设备之间的差异性非常大，往往是熟悉了一个厂商的设备，新厂商引入基本上又是一次重新开始。光网络结构复杂，对追求简单化、标准化、自动化的数据中心应用带来了很大挑战。而且往往在应用光网络的时候，为了引入竞争我们会引入多厂商，每一个新厂商的引入都是对工程技术人员的一次挑战。
2.标准化、规模部署困难。
电信领域使用的传统光网络设备无法在数据中心环境下做标准化、规模化部署。其机柜、安装方式、供电、散热方式都和数据中心领域完全不一样，这种差异性给规模化部署的标准化、流程化带来了很大的障碍。所以我们认为电信领域使用的传统光网络设备并不适合在IDC标准化、流程化部署。
简单的将电信领域的传统光网络设备直接应用到数据中心领域，事实证明这些设备在数据中心领域应用存在很大的设计缺陷，所以需要针对数据中心领域重新定义光网络，需要定义对数据中心友好的硬件，使它能更好的适应数据中心的环境，适应数据中心标准化、规模化部署，同时设计更加友好的管控系统，使它能够更好的服务标准化部署和自动化运营。
为数据中心领域重新定义光网络，腾讯将数据中心光网络分为三个基本组成部分：
1. 光层系统；
2. 电层系统；
3. 控制系统；
电层系统产生的波长直接承载在光层系统之上，电层系统和光层系统接受控制系统的统一管理。
光层系统是由光放大器、滤波器、光信号路由、光信号调整、光信号探测等装置配合线路光纤组成的基础光层平台系统。光层系统完成将光纤封装成能够有效承载DWDM信号的光学系统，能够对光纤内的合波信号、单波信号进行有效监控、调整和放大。光层系统的目标是提升系统的整体性能，减少光层系统引入的噪声、信号畸变，提升波长的实际转送效果。
电层系统是由两端DSP、ADC、DAC、调制器、解调器、激光器组成的波长系统。电层系统完成客户信号到波长的装载。电层系统的目标提升波长性能，提升对噪声、信号畸变的抵抗能力，提升波长的实际传送效果。
控制系统是光网络的大脑，通过感知光层和电层系统的实时性能和状态，控制光层系统各项参数将其调整到最佳的工作状态，控制电层系统使波长能够达到带宽与性能的最佳平衡。控制系统的目标是实现电层系统和光层系统的高度自动化运营；
针对数据中心光网络，腾讯选择了一条开放之路！腾讯定义了光层系统和电层系统的边界条件，使满足条件的光层系统设备和电层系统设备可以自由组合，同一套光层系统可以承载不同电层系统设备产生的波长。腾讯定义了标准的管理接口，使满足接口的光层系统设备和电层系统设备可以被控制系统统一管理。
针对光层系统的设备实现，腾讯设计并实现了：OPC-4。OPC-4是一款真正数据中心形态的光网络设备，能够有效安装部署在数据中心机柜，高度2RU，深度510mm，甚至可以安装在600mm深机柜内，极大的拓展了OPC-4的应用场景。OPC-4集成度高，一台设备可以完成一个光方向的所有光学功能，完全集成PA、BA、OSC、OP、OCM、OTDR等光学器件，能够完整实现对合波、单波光信号的监测、调整、放大等功能。OPC-4有四个槽位，扩展性强，可以灵活支持多种应用场景，其支持普通点到点应用，支持保护应用，支持多维光方向扩展。
OPC-4的设计不仅优化了设备的业务流量承载能力，同时增强了设备对光层系统的数据采集能力。OPC-4是一台数据发生器，将光层系统里各种光学信号、系统性能、设备性能相关的数据，源源不断产生出来，这些丰富的数据构建了数据化的光层系统。这些数据为AI算法的引入，提供真正的数据基础。为光网络的自动化提供了更为广阔的空间。
数据中心的驻场维护人员，是能够处理一些简单通用故障的，他们会更换服务器硬盘、拔网络设备光纤、更换光模块。但是现在驻场人员并不敢操作光网络设备，因为觉得很复杂、不敢碰。这就对光网络的现场运维造成很大的影响，我们要改变这个事情，让现场驻场人员也可以操作光网络设备，这对运营效率提升是很关键的。
OPC-4针对易运营，标准化方面做了更好的优化设计，OPC-4引入了更加人性化的交互方式。在设备的正面设计了屏幕，让设备可以通过简单的显示与人直接交互，“我是谁？有什么问题？”这对于现场维护人员是非常便捷的，设备可以“说话”了。OPC-4上引入按钮设计，让设备可以感受操作人员的意图，特别是在运营的过程中，在远程控制中心和现场驻场人员，可以通过屏幕和按钮进行交互。同时OPC-4还有一个小的创新点：让设备上的状态显示灯可控，控制中心通过远程控制闪亮某个状态灯，给现场操作人员提示，指示需要现场针对哪个板卡或者端口进行操作，并和屏幕配合，显示相应的板卡或端口的位置和名称，现场操作人员可以通过按按钮做操作确认，这就为现场驻场的通用维护人员操作光网络设备提供了极大的便利。同时配合OPC-4的极简模型，让现场驻场人员不再害怕光网络设备，让他们也能够高效配合光网络设备的相关操作。
OPC-4实现极简模型，一个光方向只需要两条光纤：一条接出去，一条接到MUX。即使具备自动功率调整功能，也只需要三条光纤。对比传统传输系统光纤密密麻麻的场景，OPC-4的极简设计传递一个概念：光网络其实可以很简单！极简模型为光网络的标准化、规模部署奠定了基础，为光网络的高效运营提供了极大的帮助。
有了OPC-4，数据中心光网络今后会是什么样子？ OPC-4配合为数据中心应用设计的电层系统设备TPC-4，可以使数据中心光网络实现标准化部署，能够让光网络像部署服务器一样方便，能够将光网络的部署很好的内嵌到整个数据中心标准化建设流程中。
而且针对数据中心光网络的标准化部署，我们开创了一种可能性： 光网络的整机柜部署。通过优化建设部署流程，可以实现同地整机柜组装、调测，目标IDC分发部署的模式。而这种模块化整机柜的光网络部署方式，可以有效提升光网络建设效率。把不同厂商的设备，不同的物料发到集中组装基地，组装、调测完毕后，将传输整机柜发送到全球任意一个需要光网络的IDC。就像服务器整机柜部署一样，插上电缆、光纤束就可以提供带宽。部署光网络其实可以很简单！
OPC-4是一个真正适合数据中心光网络应用的光层系统设备，它针对有效的解决了传统光网络设备复杂、规模化、标准化部署困难、运营困难的难题。使数据中心光网络以前所未有的简洁、易用、友好形态展示在我们面前，显著提升了数据中心光网络的能力、效率和易用性。
接下来我们将设计TPC-4，TPC-4是针对数据中心应用的电层系统设备。数据中心光网络，腾讯选择了一条开放之路！我们欢迎所有对数据中心光网络设备感兴趣的合作伙伴与我们交流、沟通。