Postdeadline综述之二

3. Networks
在光网络这一子项的文章中，其中两篇关于接入网（GPON, WDM PON）方面，可见光纤接入网事实上已经超越城域和骨干，成为下一个最热的主题；另外的两篇则分别是光标签交换（Optical Label Swapping）和光突发传送（Optical Burst Transport）网络。
第一篇接入文章是来自英国电信（BT）有关GPON网络的，利用DWDM技术，将原来GPON 标准的60km最长距离扩展到135km，其上行速率为2.488Gbit/s，下行速率为1.244Gbit/s。其具体实现过程为：在上行方向，OLT发出载波波长在1490nm的信号，然后经过一个特殊定制的transponder，将2.488Gbit/s信号转换成DWDM兼容的1552.924nm波长为载波的信号，然后进入Infinera公司的DWDM接口传输125km中间带有EDFA的G.652光纤线路，到达对端后，经过相反的过程，利用定制的transponder将载波波长转回至1490nm，进而经过10km标准G.652光纤，进行1:64分光（两级1x8）后传到ONU端；上行方向的过程相反，只是ONU波长改为1310nm或者1510nm，接收机为burst mode接收方式，上行转换后的DWDM波长为1594.412nm，此实验中，定制的transponder为独立器件，他们下一步的发展是将其集成到系统中。对于该篇文章，除关注其具体实验结构和过程外，其提出的几个观点也值得仔细思考一下：一是为降低成本，减少故障率（减少端到端的接口数量），拓展接入网至更长距离（100km），将城域汇聚和接入部分与用户的接入网连成一体，在传统接入网的CO只需要放置小巧简洁且低功耗的物理层中继器件即可，如光放大器，高层的设备可放置到集中的服务节点，将接入与城域结合的直接好处就是可以充分使用metro的大带宽，对于video业务将很有吸引力；另外如果将PON网络应用于long reach情况下，将出现几个新的特点：一是距离扩展到100km；高的split（>64）；要结合WDM技术。
另一篇关于接入网的文章是来自韩国的Samsung网络研究中心关于C/S波段WDM PON网络。韩国是WDM PON研究和现场试验作为领先的国家，记得年初，还看到一篇新闻关于KT在2005年1月10日在韩国光州市开始提供以WDM-PON为基础的FTTH示范服务，其采用的技术是与Novera Optics Korea共同研发的韩国国内技术。作者看来，（Coarse or Dense）WDM技术从骨干走向城域现在又大踏步挺进接入是其发展的趋势，协议、速率透明，高带宽，基于用户的波长分配等等都是其它技术所不能比拟的，另外一个方面，不管是GPON还是EPON，其上行接收端的突发调整判决门限以及同步等问题随着速率的进一步提高，其实现难度越来越大，将不能满足用户日益增长的带宽需求，现在最大的障碍在于成本，关键器件在于降低光源造价以及室外无温控可正常工作的AWG分波器等等这也是最近关于WDM PON文章的主题内容。谈远了，还回到该篇文章上来。WDM PON作为接入网的终极目标，在当前限制其发展的主要有两个方面：Killer Application和较高的成本，文中提到目前IPTV以及基于TV和其它Video的应用发展迅猛，很可能是未来消耗带宽的主体，对于低成本的解决方案，该文提出了使用“colorless双向uncooled transceiver（FP LD, PIN PD SFF封装）和基于SOA的宽谱光源C/S 的WDM PON”。“colorless”的意思是讲利用宽谱源BLS作为seed注入到transmitter端，可允许所有RN端的transmitter互换。C波段作为上行方向，S波段作为下行方向，综合了BLS，双向的TRx以及AWG的tradeoff来节省成本。在CO和RN各放置一个40个port100GHz间隔的AWG，实验中只演示了4个连续波长的上行和下行，利用基于SOA产生的宽谱光源BLS（ASE噪声谱）放在CO，利用耦合器进入Feeder fiber部分，双向速率都为155Mbit/s，25km的距离，该实验与04年11月JLT的一篇来自KT的invited paper的最大差异在于没有在这个平台的基础上开展一些应用层服务的研究，但其实验结构和光源都很类似。
关于光标签交换网络的文章来自于意大利Roma Tre大学，笔者还查找了来自于同一作者（G.Cincotti）的多篇关于Code-based Photonic Router的文章。他们做出了一个标签周期间隔为0.5ps（200Gchip/s）并行处理16路的多路标签编码、解码器，利用自相关峰值差异来检测识别节点标签，不同于GKChang和Ben Yoo等人提出的RF副载波方式的标签，他们是利用在packet的head或者tail来插入一定编码的标签脉冲，同样是利用FDL来进行缓冲处理，利用此关键节点模块，还进行了一个简单Encoder/Decoder节点的10Gbit/s的光分组交换的网络demo。另外一篇是关于在WDM环网中利用光突发（burst）传送模式进行业务梳理（Traffic Grooming）的文章，准确的讲，是更面向当前IP业务需求的并结合实际光传送网络结构而提出的一种改进模式：Optical Burst Transport（OBT）来桥接当前基于电路交换的传送网和突发性强的IP业务之间的不匹配，其实现方式是利用了可调谐滤波器AOTF（整个C波段可调）来完成WDM网络的动态配置，环网中包括一个control信道和多个data信道，在MAC层利用基于令牌（Token）的接入控制方式，其基本过程为：利用业务scheduler来监测输出队列（virtual output queue VOQ）并为之分配合适的传输窗口，在传送burst到目的节点前，该节点先发送控制header来通知目的节点将AOTF调整到合适的波长通道接收数据，接收端在数据平面检查AOTF的可用性并发回ACK信息来确认接收，之后，在已分配的传输时间窗口内，发送数据。实验中包括了三个距离在25km、25km和15km的节点，包含了一个控制信道和两个数据信道，利用FPGA来实现MAC层的处理，实验中演示了实时视频流的传送。
尽管在光分组交换真正实现之前，在Label/Burst/Flow等光交换网络中做了大量的研究来避免缺乏光缓存以及逻辑器件带来的困难，这种过渡性的技术要实用化还有很长的路要走，基于材料上的突破之后，将很快被人们放弃。也许和现有传送网结合，利用其成熟的信号处理技术和相关协议，改进现有网络，其作用发挥的将会更大。(光纤在线美国特约编辑 zhensheng)