基于光子集成技术的极简城域承载网

11/25/2015，互联网+时代，人们对网络的应用逐步从语音通信转变为大数据时代的生活体验，4K超高清视频、高速移动上网等开始走进人们的生活。这些新业务、新体验在丰富人们生活的同时，对承载网提出了巨大挑战。承载网必须要具备更大带宽、更低时延、更易维护的特性。

    波分技术天然具备大带宽、低时延、硬管道等优点，提供优异的传输性能，同时降低单比特传输成本，得到众多运营商的青睐。然而，传统波分技术使用复杂光层来支持多波道数据承载，这适合大容量、少站点的骨干网和城域核心，但在小容量、多站点的城域及接入场景，却意味着复杂的光层调测和运维，这拖滞了波分网络向城域边缘推进。

光子集成技术是城域新宠

    光子集成技术的飞速发展为城域波分承载网的建设指明了新方向。光子集成技术采用光层器件与电层芯片耦合技术，无外部光层，也无需光层调测，提供类似SDH的简单运维。

    第一代光子集成技术，光、电芯片各自采用不同工艺制造，空间上相互独立，芯片之间采用高精度的光纤耦合连接，业界称为空间耦合。芯片之间的每一次光纤耦合都是一个潜在失效点，在机械抖动、温度变化及震动等因素的影响下，光纤耦合处容易发生故障，可靠性较低。而且光、电器件封装及装配过程复杂，生产成本高。

    第二代光子集成技术克服了第一代技术的缺点，采用混合集成技术，各种材料不同的光器件和电芯片混合集成到同一衬底，提高集成度，消除了不同光器件之间的光纤连接，从而在降低成本的同时大幅提高了可靠性。

极简光层、极简运营

    随着光子集成技术的不断成熟，国内外很多运营商都开始计划部署基于第二代光子集成的城域网络。

    首先，它真正实现了光层极简：80KM跨距内无需光放，同时采用色散补偿算法，外部无需色散补偿模块。这样使网络可以组成类似SDH的网络。硬件安装、扩容只需要增加单板，正确连纤后即可使用，无需光层调测，业务发放速度快；故障定位时可直接排除光层问题，对维护人员技能要求低。通过光层简化，既降低了运营商的光层投资，也降低了运营费用。

    其次，第二代光子集成板卡融合超100G技术，集成100G相关器件，大幅提升容量，目前单环最大容量达到400G，满足城域内流量迅速增长带来的大容量承载需求。大容量网络降低了单比特传输成本，也避免了网络频繁扩容，真正实现一次部署，终身受益。

    另外，第二代光子集成板卡的集成度高，目前已可实现单槽位200G，这意味着实现单环400G容量也仅需两块单板。城域内业务种类丰富，业务量大，槽位是最宝贵的资源。高集成度为城域子架节省了大量槽位，节省了宝贵的机房空间。

    可见，第二代光子集成技术融合超100G技术，具有极简光层、大容量、高集成度、易运维易运营等特点。

亲民价格助其广泛应用

    第二代光子集成技术特别适合应用在县乡波分以及城域汇聚层等容量相对较小、运维能力薄弱的场景。在组网上可以与传统波分混合组网，在核心层配置40/80*100G传统波分网络, 在汇聚层配置200/400G光子集成网络。光子集成板卡与传统波分线卡配置在传统波分硬件平台，使用电层交叉实现业务在传统波分网络与光子集成网络之间的无缝调度，组成端到端网络。扩容时，在核心层直接扩展波道，在汇聚层可增加光子集成单板，即插即用。这种组网兼具传统波分的大容量以及光子集成技术的易运维特点，实现网络性能与运维效率的最佳组合。



光子集成网络与传统波分网络混合组网示意图

    目前部分领先的设备商已经推出了基于第二代光子集成技术的城域波分解决方案，相比数据承载网以及传统波分网络显示出了极强的竞争力。相比基于100GE技术的数据承载网，基于第二代光子集成技术的城域波分方案能大幅度降低整体建网成本，根据典型网络模型测算，在200G环网场景下，成本甚至能减少50%。并且，随着未来光子集成网络的大规模建设，其关键器件成本还会进一步降低。

    第二代光子集成技术顺应极简网络的大趋势，具备大带宽、低时延、易运维、低成本、高可靠性的优势，必将会极大推动波分城域承载网的快速建设。