聚焦帶寬線性需求增長(zhǎng)，解讀超100G發(fā)展趨勢(shì)

烽火 通信科技股份有限公司

產(chǎn)品與技術(shù)方案

聚焦帶寬線性需求增長(zhǎng)，解讀超100G發(fā)展趨勢(shì)

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1 引言

隨著“寬帶中國(guó)戰(zhàn)略”進(jìn)入“推廣普及階段（2014—2015年）”，城域骨干100G承載網(wǎng)建設(shè)漸入高潮。面對(duì)持續(xù)增長(zhǎng)的寬帶用戶規(guī)模、日益豐富的應(yīng)用類型，網(wǎng)絡(luò)帶寬需求仍將保持其高速增長(zhǎng)趨勢(shì)，超100G也已不再遙遠(yuǎn)。

縱觀IEEE/ITU-T標(biāo)準(zhǔn)制定、主流設(shè)備商樣機(jī)研制、典型運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)等諸多超100Gbit/s技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，400Gbit/s借助標(biāo)準(zhǔn)化推動(dòng)和技術(shù)近期可商用等特性成為目前最受關(guān)注的超100Gbit/s候選技術(shù)。從全球范圍來看，綜合考慮未來帶寬需求及高速傳輸產(chǎn)業(yè)成熟進(jìn)度等因素，400Gbit/s技術(shù)未來商用前景非常值得業(yè)界期待，IEEE的研究報(bào)告指出，按照目前的發(fā)展趨勢(shì)，2015年以太網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)1Tbit/s線速，到2020年實(shí)現(xiàn)10Tbit/s。現(xiàn)有的10G、40G技術(shù)，并不能滿足帶寬的巨大需求，隨著100G的規(guī)模部署，400G也逐步走入人們的視野。

2 超100G標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展

隨著100Gbit/s技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)日趨完善，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ITU-T、IEEE和OIF的高速傳輸標(biāo)準(zhǔn)化工作逐步轉(zhuǎn)向超100Gbit/s。400G/1T技術(shù)演進(jìn)和標(biāo)準(zhǔn)化引起了業(yè)界廣泛關(guān)注，IEEE側(cè)重客戶和線路側(cè)光接口的定義，其對(duì)400G或者1T以太網(wǎng)速率選擇直接決定OTN未來的研究走向，目前偏向選擇400G速率；而OIF關(guān)注的方向包括DWDM傳輸層、以太網(wǎng)客戶側(cè)、OTN和光交換、網(wǎng)絡(luò)管理、控制平面等；ITU-T是目前主要進(jìn)行400G/1TOTN架構(gòu)、幀結(jié)構(gòu)和復(fù)用映射等方面技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其OTU固定顆粒和靈活顆粒是目前討論的熱點(diǎn)，2012年啟動(dòng)B100G項(xiàng)目，拉開了400G/1T研究的序幕；CCSA在2012年完成了《400G/400GE承載和傳輸技術(shù)研究》報(bào)告，正式啟動(dòng)了國(guó)內(nèi)400G技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)研究。

3 超100G關(guān)鍵技術(shù)

光纖傳輸容量、傳輸距離和傳輸成本是長(zhǎng)距離光傳輸關(guān)注的三大主要指標(biāo)，而長(zhǎng)距離光傳輸技術(shù)的發(fā)展史就是不斷提供光纖傳輸容量和傳輸距離，降低傳輸成本的過程。

100 G規(guī)模商用后，一方面會(huì)采用新技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化100G性能、功耗和成本；另一方面，會(huì)綜合多種技術(shù)進(jìn)一步提升光纖傳輸容量和傳輸距離。

100 Gbit/s突破了原有基于強(qiáng)度調(diào)制、強(qiáng)度檢測(cè)的傳統(tǒng)傳輸技術(shù)路線，引入了相位調(diào)制和基于數(shù)字信號(hào)處理（DSP）的相干接收等新型機(jī)制，是高速傳輸技術(shù)發(fā)展過程中的里程碑事件?？紤]到100Gbit/s近期才開始規(guī)模部署，同時(shí)兼顧未來傳輸帶寬增長(zhǎng)節(jié)奏及需求時(shí)機(jī)、超高速光電器件和芯片發(fā)展現(xiàn)狀、單比特功耗及成本等諸多因素，400Gbit/s將采用繼承100Gbit/s的偏振復(fù)用、相位調(diào)制、基于數(shù)字信號(hào)處理（DSP）的相干接收、基于多種優(yōu)化算法的前向糾錯(cuò)（FEC）等關(guān)鍵技術(shù)。

光纖傳輸容量取決于可利用低損耗頻譜資源（長(zhǎng)距離傳輸時(shí)受限于商用光放大器增益窗口）和調(diào)制技術(shù)的頻譜效率。光傳輸距離取決于對(duì)傳輸損傷（衰減、色散和噪聲）的均衡和補(bǔ)償。100G后，非線性噪聲取代色散成為限制100G及超100G的主要限制因素。

4 超100G演進(jìn)路線

100 G系統(tǒng)業(yè)已在各大運(yùn)營(yíng)商迅速商用，400G能夠在100G的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)容量并降低每比特傳輸成本，有效地解決運(yùn)營(yíng)商面臨的業(yè)務(wù)流量及網(wǎng)絡(luò)帶寬持續(xù)增長(zhǎng)的壓力，預(yù)計(jì)在2017年左右也會(huì)開始逐步商用。

未來400G高速大容量光傳輸解決方案需要覆蓋多個(gè)層面的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，其中既有骨干應(yīng)用所需的長(zhǎng)距離傳輸解決方案，也有城域應(yīng)用所需的低功耗、低成本、短距離解決方案。根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景，業(yè)內(nèi)主要有兩種分別針對(duì)長(zhǎng)距離干線傳輸和城域傳輸?shù)?00G解決方案（見圖1）。

解決方案一：針對(duì)長(zhǎng)距離干線傳輸應(yīng)用場(chǎng)景

將4個(gè)基于100G PM-QPSK調(diào)制的子載波通過OFDM技術(shù)構(gòu)成一個(gè)400G的超級(jí)通道（Superchannel），通道帶寬為150GHz,該方案在CBand的傳輸容量為15T，傳輸距離與相干接收100GPM-QPSK調(diào)制相當(dāng)，可以達(dá)到3000km。

解決方案二：針對(duì)城域傳輸應(yīng)用場(chǎng)景

將2個(gè)基于200GPM-16QAM調(diào)制的子載波通過OFDM技術(shù)構(gòu)成一個(gè)400G的超級(jí)通道，通道帶寬為100GHz，該方案在CBand的傳輸容量為25T，傳輸距離為500km。

100 G技術(shù)的商用為受帶寬需求爆炸式增長(zhǎng)的運(yùn)營(yíng)商提供了喘息的機(jī)會(huì)，烽火通信并未止步于100G，在強(qiáng)化現(xiàn)有100G解決方案的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)從100G到400G的平滑演進(jìn)，推業(yè)界最大容量100/400G傳送平臺(tái)——FONST6000U20/U40/U60。

如圖2所示，F(xiàn)ONST6000U20/U40/U60是烽火通信新一代大容量PEOTN產(chǎn)品，定位高端，適用國(guó)干、省干、城域核心等各網(wǎng)絡(luò)層次，滿足12.8T及以上交叉容量節(jié)點(diǎn)需求，是業(yè)界最佳100/400G應(yīng)用平臺(tái)。為運(yùn)營(yíng)商構(gòu)建大管道、靈活調(diào)度、統(tǒng)一交換的OTN/WDM傳送解決方案。產(chǎn)品具有如下特點(diǎn)：

●業(yè)界最大交叉容量

——單子架交叉容2.4～25.6T，可擴(kuò)展升級(jí)至100T。

——支持ODU0/1/2/2e/3/4/flex全顆粒交叉。

●業(yè)界最佳100/400G應(yīng)用平臺(tái)

圖1 超100G演進(jìn)路線

圖2 烽火100/400G傳送平臺(tái)：FONST6000U20/U40/U60

——100G平臺(tái)，支持10、40、100G混傳。

——升級(jí)支持400G、1T傳送。

●業(yè)界領(lǐng)先的工業(yè)設(shè)計(jì)

——立體設(shè)備保護(hù)：電源、風(fēng)扇、主控1+1、交叉資源池保護(hù)。

——智能機(jī)電管理：?jiǎn)伪P級(jí)能耗監(jiān)控。