快速发展的移动互联网对传送网带来新挑战
通信业正在处于一个令人激动的创新与变革期。其中,移动互联网可以说是在此轮变革中最令人瞩目的热点之一,一系列智能终端的出现以及3G的普及使普通人真正实现了随时随地连入互联网的梦想。在3G网络的支撑下,人们通过智能终端不仅可以获取信息,而且可以实现许多以往无法想象的功能,比如视频浏览、定位服务、在线游戏等等。
在新型智能终端的驱动下,到2014年移动互联网的业务将占所有移动数据量的70%, 2015年的移动数据总量将是2010年的30倍。到2017年,全球将有107EB的数据来自于各种移动终端,所以有人形象地说我们面临着一场数据海啸。
光网络的应对之道
作为基础网络,光网络需要提前为带宽的增长做好准备。目前来看,光传送网从今天的10G、40G向100G演进已经势不可挡。到2014年基于相干检测技术的100G板卡的出货数量会占到所有速率的40%。
从目前的情况来看,100G的标准已经完全成熟,IEEE、ITU-T、OIF和CCSA已经对100G的系统架构、模块接口、链路标准以及设备技术规范和测试规范做了完善的定义,而在路由器、光传送、光模块和测试仪表等各个领域,目前都已经有了多个厂家能提供成熟商用的产品。所以我们可以说100G的整个生态圈已经非常完善。
相比于40G编码方式的多样性,100G的技术路线相当明确,业界公认PDM-QPSK+相干检测是100G的最佳解决方案。但是,100G并不是光网络带宽演进的终点,目前各厂家都已经开始展开对于400G甚至是1T的系统的研究, 100G以上系统的研发面临着香农定律的限制,必须在频谱效率、性能和容量方面做平衡。
如果调制相位从目前100G普遍采用的4相位发展到400G的16相位,系统的OSNR需求将提高3.8dB,如果要进一步提升到256相的话,系统OSNR将达到19dB以上,这无疑将使系统的传送距离大大缩短。如果要实现400G甚至是T比特传送,我们可以在以下几方面做改进:更高性能的DSP处理芯片、灵活格栅技术、Raman光放、超级波道(superchannel)、先进的功率控制技术等等。
阿尔卡特朗讯的高速传送解决方案
阿尔卡特朗讯早在2010年6月即率先在OTN平台1830PSS上推出了单载波100G相关检测商用系统。到目前为止已经在全球60个以上的客户网络中得到了大规模的应用,累计100G OTU发货数量超过了2300块,占全球100G市场份额超过69%,居于无可置疑的领先地位。
在2011年12月,阿尔卡特朗讯发布了增强型的100G解决方案,将无电中继距离由1500公里提升到2000公里。2012年3月,阿尔卡特朗讯再次发布了适用于100G和400G的全新一代的光电处理引擎(PSE – Photonic Service Engine)。该引擎采用了以下四项关键技术以进一步提升性能:
1) 引入SD-FEC提高1.5dB的系统性能,从而使100G的系统无电中继传送距离进一步扩展到3000公里
2) 先进的波长整型技术将400G的频谱宽带压缩到75GHz,在C波段内最多可以容纳下58个波道,从而使系统的最大容量从原先的8.8T (88x10G)提升到23T(58x400G),扩展了2.6倍的网络容量。
3) 更高的取样速率和超快的数模转换,使信号的判决更为精确
4) 增强的频率和相位控制技术以抑制滑码
除了不断提升网络传送容量,阿尔卡特朗讯同时也在传送网架构方面不断创新,率先提出CBT(Convergent Backbone Transport)的理念,即尽量用低层旁路高层,只在必要时才使用高层;尽量用光层旁路电层,只在必要时才使用电层。这是因为处理层次越低,其传送效率越高,每比特功耗越低。对于骨干网中的100G等大颗粒业务来说由于其汇聚需求通常已经在汇聚层中完成,业务目的地明确而单一,所以基于ROADM的光层调度能最好地完成高效传送的目的。在汇聚层中,通常为了提高带宽填充率,可以引入ODU交叉矩阵以完成基于小颗粒业务的汇聚。只有在真正需要打开数据包进行三层以上处理的站点,才引入路由器。