400GE燎原前夜，智慧IP網路的核心路由器巔峰際會

智慧技術所描繪的一系列巨集偉藍圖，都離不開新一代IP網路的支撐。

根深葉茂的網路基礎設施革新，自然是無法一蹴而就的。作為各種數字業務的核心載體，IP骨幹網路就自然站到了升級的第一線。

原因也很簡單，萬物智聯浪潮的一路高歌猛進，讓傳統IP骨幹網正面撞上了暴漲的流量、異構化的資料，以及千奇百怪的新應用連線需求，其侷限性越來越充分地暴露了出來。

而骨幹網路想要升級，核心要塞——骨幹路由器就成了一顆必須摘取的產品明珠。但這一戰略高地，也是最能衡量廠家技術標杆的絕對領域，並不那麼容易拿下。

如今，100GE網路技術已經大規模部署，向400Gb/s速率的400GE技術進發，就成了骨幹路由器(又稱核心路由器)必須肩負的時代使命。

這條產業之路的攀爬究竟有多少艱難險阻?路由器埠速率的提升，又為什麼對通訊產業乃至智慧經濟的發展如此重要?

星火燎原的前夜，萬物智聯的骨幹網變局

在尋找核心路由器的破題方法論之前，我們不妨先將變局中的重要“已知條件”一一羅列出來。

目前來看，解答這道“綜合大題”需要注意三個前提：

1.暴漲的流量

作為現代社會最重要的資訊基礎設施之一，網際網路要求核心層裝置必須具備“大容量、可擴充套件”的特性，以滿足多種業務的傳輸需要。而5G商用落地、企業上雲浪潮、人工智慧激變，以及網路數字生活的無處不在，都讓運營商骨幹網路面臨著前所未有的挑戰。

不僅上網併發率、業務流量和頻寬需求全面增長，大資料、物聯網、雲端計算等新技術還不斷挑戰著IP網路的承載上限。

IEEE頻寬評估報告稱，每秒將會有100萬分鐘的視訊內容流經網路，網路頻寬尤其是骨幹網頻寬每18個月翻一倍，到2020年年底，全球IP流量將達到每年2.3ZB。

頻寬的幾何級數增長，骨幹網路自然也需要與時俱進，使得運營商往往擴容工程剛剛結束或尚未結束，就需要準備下一期擴容，頻繁升級對網路/資料中心的自動化、智慧化管理也帶來了更大的挑戰。

2. 躍升的成本

早期IP網路只需要考慮連線、傳輸等通用功能就可以了，但今天網路業務場景的創新疊出，大量新興業務對網路頻寬提出了更高的要求。

對於運營商來說，藉助通訊網路技術創新來實現更高效率的超高速傳輸，就刻不容緩了。

舉個例子，隨著4K、8K高清視訊，以及直播、VR遊戲、遠端醫療、自動駕駛等影像應用，其資源量級非常大，也就需要更多的頻寬支援、更大的儲存空間。

同時，為了保證業務的穩定性，實際運營中還需要成倍數量級的網路頻寬資源來保障執行安全，這些都將帶來運營商成本的快速增長。

如何提升運營商的規模化邊際收益，通過IP網路技術創新繼續降低建網成本就至關重要。

3.運維的挑戰

IP骨幹網路的不斷升級與擴張，直接帶來的就是裝置容量和數量增加，運維人員需要配合運營商的業務需求等進行不斷地部署和調整，不僅費時費力、投資巨大，還可能會嚴重影響其他業務的推廣與網路演進。

如果按照傳統的運維模式，隨著網路連線數增加，網路故障帶來的損失也會成倍增加，這也是運營商的不可承受之重。

在這一時間節點，想要託舉起千億級“新基建”的時代大幕，面向智慧時代的的400GE骨幹網就閃亮登場了。

而要讓超大頻寬IP網路成功落地產業，點燃萬物智聯的巨集大未來，核心路由器是至關重要的基石。

ICT的隱祕角落：作為IP網路基石的核心路由器

從上世紀90年代末，“核心路由器”一詞被廣泛使用以來，它就代表了當時最大、能力最強的路由器。作為金字塔頂尖的技術，核心路由器的進化也伴隨著網路的發展方向不斷演進。

2010年100GE網路開始規模部署，十年一代，400GE產業的變更節點，已近在咫尺。這一次，IP網路與智慧技術的相遇，也碰撞出了核心路由器進入400GE的火花。

那麼，400GE究竟代表著什麼呢?

1.更高的效能

網路流量的發展速度遠遠超過裝置容量更新的速度。有相關統計顯示，網際網路流量每12個月增長1倍，而路由器的容量每24個月才增長1倍。

過去幾十年間，埠速率從100M、GE、2.5G、10GE到當前主流的100GE，不斷成長，以便能更好地適配網路流量的增長需求。

100GE埠應用部署的契機，是IP視訊業務需求的崛起。網路遊戲、線上視訊、視訊通話開始興盛，將運營商和企業網路帶入了全面IP化階段。

如今，IP骨幹網又進一步對核心路由器提出了埠容量兩年內翻一番的升級需求，100GE埠光纖多、規劃困難、配置複雜、維護工作量大等問題日益凸顯，成為整體網路的瓶頸，引入下一代埠技術就成了必然。

站在骨幹網升級的十字路口，400GE作為核心路由器下一代埠的理想技術，被時代選中了。

(華為NetEngine 5000E-20 2+8叢集路由器)

2.更高的效率

相比100GE路由器產品，400GE幫助運營商降低建網成本上，顯然具備了明顯的優勢。

首先，400GE產品在空間成本上就有直觀的體現。以400GE產品為例，一個400GE埠相當於4個100GE埠，使用者側光纖資源可以減少75%，在板卡數量、機框數量、供電、機房空間都更有競爭力。

其次，400GE高速光模組採用PAM4編碼技術，採用4個不同的電平來傳輸，在高速訊號互聯場景中，可以使傳輸效率提升一倍，這意味著光模組可以在現有成熟的25G光器件速率、最小化光路數量的情況下，實現400GE的傳輸速率，大幅降低建網成本，同時相比100GE光模組單位元功耗降低15%以上，這也為取代100GE奠定了規模化商用的基礎。

3.更簡的運維

除了成本、節能方面的考量，運維效率也成為核心路由器亟待更新的關鍵指標。

骨幹網面對的業務與資料日趨多元與複雜，直接提高了網路運營和管理的難度，有資料顯示，網元的形態、數量、業務多樣性，將網路的複雜度提升了至少10倍。其中80%的配置靠人工下發，90%的問題處理靠使用者投訴驅動。

這種局面既讓IP骨幹網路越來越複雜，同時也容易“一發而動全身”，產生時延抖動大、流量不均衡擁塞丟包等問題。

所以，運營商對運維效率的訴求達到了前所未有的高度。

採用單埠400GE，一方面可將路由器埠相對100GE數量減少75%，很好地解決並行鏈路負載分擔不均、規劃複雜等問題，將埠配置工作量減少75%，直接簡化運維過程。

另一方面，通過AI技術創新，讓核心路由器具備自動化運維能力，比如支援鏈路的智慧檢測和網路狀態的預測，通過智慧的主動防禦有效阻止網路攻擊，以及在出現異常時可以自動恢復等等，都能夠有效提升骨幹網的運維效率。

話說回來，400GE這麼好，為什麼從標準研究到商用部署走了十幾年的時間呢?答案是，為了讓大家用上優質優價的400GE網路，產業鏈的成熟是必經之路。

那麼當下，屬於核心路由器的400GE時代真實到來了嗎?目前看來，幾大基礎條件已經俱備：

首先，是技術價值的錨定。

跟隨網路發展與現實業務的訴求而動，是核心路由器進化與部署的公開祕密。如今，8K高清視訊、線上遊戲、AR/VR等需要超大頻寬支撐的新數字產業蓬勃崛起，處於金字塔頂端的骨幹網也就需要更強大的核心路由器來支撐，徹底升級到400GE時代。

無論是需要更高密度資料中心的雲服務商，還是面對流量洪潮的電信運營商，以及大型園區等環境中的寬頻網路，都將400GE看做是當前的最佳解決方案。

商業價值的清晰化，是核心路由器迎來400GE的前提條件。

其次，是產業標準的先行完善。

任何一項新技術的規模化商用，都需要率先確定標準。比如2010年6月，IEEE正式批准了802.3ba標準，就標誌著40G/100G商用之路的開啟。

而早在2013年年初， IEEE802全體會議上正式決定400GE專案建立，標誌著400Gb/s速率標準化工作正式啟動。2017年12月，新的IEEE 802.3bs乙太網定義標準被批准，其中就包括400GE。至此，400GE標準全面成熟，具備了支撐大規模商用的能力，成為業界公認的下一代以太埠技術。

最後，是產業鏈企業的推動。

運營商都是最新款的核心路由產品的積極測試者和使用者。

100GE時期，標準獲批之前，主流網路廠商的單埠100GE單板就已經迫不及待地上市了，而運營商們也都迫於網路升級壓力急於部署100GE網路，根本等不到新一代產品上市。

據第三方分析機構對400GE的預測，400GE光模組發貨量預測將高速增長，在2019~2023 CAGR達158%。

可以說，市場價值、產業標準、產業鏈成熟的三者疊加，凝練出了核心路由器的技術進化座標。

當然，處於金字塔尖的核心路由器是相當重要的裝置，對技術水平的要求也更高，真正滿足客戶需求的產品並不多。如何判斷某個核心路由器產品是否優異呢?

要解答這道難題，有必要請一位優等生現身說法。

十年磨劍，華為解碼400GE的三叉戟

在核心路由器走向400GE的時代賽道上，華為的步伐可以說是貫穿始終、一騎絕塵。

首先，作為全球乙太網標準領域的重要參與者，華為在核心路由器向400GE進化上，佔據了重要的話語權。

這與華為在通訊基礎領域的研究與技術突破密不可分。在核心路由器領域，華為更是每年投入收入的10~15%用於研發。早在2011年，華為就啟動了400GE基礎技術的研究;2012年，又啟動了400GE物理層高速訊號傳輸技術的研究與開發。

這些研究成果，比如支援400Gbit/s高速率資料處理、FEC演算法及適配等，就被IEEE的400GE標準採納。

據瞭解，華為提交了超過50篇的技術文稿，承擔了400GE 2/10km標準工作組主席和光層標準編輯、400GE 40km標準工作組主席職位。

其次，技術探索也快速落地在了華為核心路由器的產品層面。

2012年9月，華為釋出了業界首個480Gbit/s路由線卡，領先業界半年;2013年4月，華為釋出了1Tbit/s路由線卡，領先業界1年以上;

2017年10月，中國電信廣州研究院與華為完成了全球首個400GE測試。依託中國電信網路與終端重點實驗室，基於真實網路應用所設計的測試用例，驗證了400GE埠的線速轉發、多業務疊加、故障上報等多個維度的功能。

這一測試的成功，也標誌著下一代大容量埠技術400GE具備了商用條件。

技術的領先優勢也讓華為路由器先人一步，在2019年率先商用部署了業界首個400GE埠。

2020年6月，華為攜手中國移動率先完成P位元核心路由器NetEngine 5000E-20新一代小型化光模組封裝QSFP-DD的400GE測試，完全滿足商用標準要求，並於7月8日在江蘇移動無錫IDC出口路由器成功商用部署了基於QSFP-DD封裝的單埠400GE，標誌著核心路由器400GE規模商用時代已經到來。

(江蘇移動攜手華為完成核心路由器QSFP-DD 400GE全球首個商用部署)

最後，如果說標準參與、產品技術研發都是華為在“秀肌肉”，那麼協同上下游產業共同推動400GE產業的成熟，則是華為作為底層平臺託舉起新網路基礎設施的重要支撐。

2014年賽靈思(Xilinx)、思博倫通訊(Spirent)與華為公司釋出了全球首個路由器埠400GE以及測試平臺，驗證了400GE技術的可行性，推動了商用化產品研發程式。

2016年，華為與中國電信成立400GE聯合創新團隊，基於系統架構模型、演算法和軟硬體平臺等進行合作研發。

2019年，華為與中國移動成立400GE聯合創新團隊，基於網路應用業務場景、測試方法、測試標準和光模組小型化等共同進行研發。

從這個邏輯出發，我們就可以明白，最近釋出的2019年度全球路由器運營商領域市場份額報告中，華為NetEngine系列路由器產品市場份額再度排名第一，核心路由器產品更是連續三年排名全球第一，並不是毫無根由的。

歷史的鐘擺調到上世紀九十年代，華為創辦之初，任正非直接定位國際上最先進的技術，短短几年時間，華為開發出了具有國際先進水平的C&C 08程控交換機。

站在當下，正如華為資料通訊產品線總裁胡克文所說，IP網路發展至今，從全球資訊網時代的Internet IP發展到以視訊驅動的All IP， 現如今進入到面向5G和雲時代的智慧IP網路。

(華為資料通訊產品線總裁胡克文)

為客戶打造端到端的智慧IP網路，是華為在2020智慧IP網路的商用元年，交付的一份答卷。

資訊科技的生命力在哪裡?我想一個核心標誌就是，突破時間和空間的限制，極大地提升整個社會的運作效率和生產力。

在ICT的產業變革中，總會有幾個關鍵詞如同恆星一樣，帶動整個領域進入新的生長週期。核心路由器，無疑就擁有這種產業拉動的特殊引力。

華為正是踩準了這個變革趨勢，用前瞻的眼光、壓強式的投入，再次引領核心路由器的產業發展，推動智慧IP骨幹網時代的到來。

新產品、新網路、新世界，正從華為的智變魔術手中綻放出來。而效率與技術的傳奇，也將永不停歇地重新整理篇章。

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