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1、大数据时代管道技术演进 摘要:认为在大数据时代,管道技术将向宽带化演进以提高传输速度;管道架构将向扁平化演进以降低系统延时;软件定义网络的引入使管道向虚拟化发展,实现对网络流量的控制;多管道技术组合则可以使管道向智能化发展。这些方案均可以实现宽带化和实时性传输,实现大数据服务的高速、畅行无阻的传送。关键词:大数据;管道技术;网络架构;软件定义网络Abstract:Inthebig-dataera,broadbandpipelinetechnologycanimprovespeed;flattenedpipelinearchitecturecanreducesystemdelay
2、;andsoftware-definednetworks(SDN)allowpipelinestobevirtuallydevelopedsothatnetworktrafficcanbebettercontrolled;multipipetechnologyisalsousedforintelligentpipelinedevelopment.Allthesetechnologiesimprovepipetransmissionsothatbig-dataservicescanbetransmittedwithoutinterruptionathighspeed.Keyword
3、s:bigdata;pipetechnology;networkarchitecture;SDN中图分类号:TN929.5文献标志码:A10文章编号:1009-6868(2013)04-0054-04随着移动互联网、电子商务、社交媒体、网络视频、企业服务网以及物联网等服务的飞速发展,全球的数据正呈爆炸式的增长。互联网数据中心(IDC)报告指出:2012年已经开始进入大数据时代,2013年全面引爆大数据,2020年全球将拥有共计约35ZB的海量数据,由此可知我们已经迈进了大数据时代。大数据有4个特征,即超量、高速、多样性和价值,其中高速的特性不仅仅要求大数据能实现实时处理,而且还要
4、求其可以实现实时传送,以增强用户体验。大数据还要依赖于管道网络传输。每个人都是数据的贡献者,同时也是数据的使用者,用户体验要求用户能在任意时间、任意地点接入,并能实现任意呼叫以及在任意浏览地贡献和分享大数据服务,因此大数据将推动管道技术演进,促使管道网络满足大数据的高速畅行无阻传送需求[1]。数据传送管道满足大数据实时性传送的需求,它主要是通过管道技术演进提升管道传输带宽化,以解决海量大数据时代的数据传输问题。1管道技术演进10宽带化是管道发展的必然趋势。一方面大数据时代的信息爆炸和海量数据促使传送管道必须越来越宽;另一方面用户体验要求数据的传送必须越来越快。因此无论是光纤传输还
5、是无线接入都要通过技术演进来提高传输效率以实现宽带化。图1所示为数字光纤传输技术演进过程。第一代数字光纤传输技术采用时分复用(TDM)技术,传输速率达到2.5Gbit/s;第二代则采用密集波分复用(WDM)技术,传输速率到了1.6Tbit/s;第三代采用多域复用技术,包括密集型光波复用(DWDM)、正交频分复用(OFDM)、偏振复用(PDM)、正交相移键控(QPSK)和相干检测等技术,传输速率达到了16Tbit/s;从下一代数字光纤传输到光联网的演进,将采用自动交换光网络技术,传输速率还将大幅提升。因此,在数字光纤传输技术演进中,传输能力每十年增长千倍,同时不断采用新技术,如新的
6、调制技术、相干接收和超强前向纠错等,使光纤的传输能力越来越强。受到大数据时代的强烈需求推动,数字光纤传输将向超高速方向发展[2-3]。无线传输的宽带化主要通过两方面实现:增加传输频谱带宽以及提高频谱效率。目前无线传输的发展趋势就是空口带宽逐步增宽,如移动通信从3G到长期演进(LTE)再到LTE-A的演进,最明显就是空口占用频谱带宽在增大;在提高频谱效率方面,当前业界主要采用高阶调制和多天线技术,而新技术方面如角动量通信技术还处于初期的研究阶段。另外无线通信的发展受频谱占用等客观因素的影响,技术逐步向高频段发展,如5GHz、45GHz、60GHz、可见光通信等。10移动通信在经过2
7、G基于电路域和窄带技术革新后,就逐步向分组域和移动宽带方向演进,到了LTE阶段,就完全实现基于分组域并且移动宽带化。以移动宽带LTE技术演进为例,如表1所示,其中LTE采用的空口最大频谱带宽是20MHz,而到了LTE-A阶段,通过载波聚合技术可以使空口最大频谱带宽达到100MHz;在多天线方面,LTE阶段最高支持4×4配置,而LTE-A阶段则最高支持8×8[4-5]。基于上述技术演进,峰值速率从LTE阶段的300Mbit/s提高到LTE-A的1Gbit/s,频谱效率也从LTE阶段
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