100G技术即将规模化部署

12/16/2013,为了缓解移动智能终端、宽带接入、云计算等新兴业务对网络带宽造成的巨大压力，近年来电信运营商对骨干网扩容的举动愈加频繁。就国内而言，长途干线网单波速率正由10G向40G过渡升级，2013年启动建设100G试商用网络。如果运行效果理想的话，预计2014年国内运营商就将开始规模化建设传输网络。

　　由于100G普遍采用结合偏振复用及基于数字信号处理(DSP)的相干接收等新技术来应对色散、光信噪比(OSNR)、非线性等方面的传输限制，且实现方式也较为统一，使得100G标准化工作的进展比40G要顺利得多。当100G传输技术规模部署后，具有更高速率的超100G波分系统必将成为下一阶段的研究热点。

　　在10G系统出现之前，光纤传输系统普遍采用的是二进制OOK直接调制方式。随着系统速率的提高，双二进制调制、DBPSK和DQPSK等技术得到了广泛应用，从而极大地提高了系统的抗噪性和频谱效率。而在未来的超100G系统中，随着相干接收的引入，基于多载波调制的OFDM技术已趋于成熟。随着100G商用时代的到来，科技人员开始转而研究超100G网络的关键技术。其中首先遇到的问题就是由于频谱效率的提升和OSNR的限制，传统的网络50 GHz或100 GHz的固定信道间隔已无法满足超100G信号的传输要求。在400G和1T速率要求下，必须对现有定义的固定栅格格式进行扩展。因此，在2011年更新的ITU-T G.694.1规范中，已提出了信道中心频率和频宽的可调谐和灵活控制能力，以致力于实现频谱的按需分配。灵活栅格技术的引入，使信道频谱宽度脱离了传统DWDM网络固定栅格的约束，更适宜于超100G信号的传输。信道中心频率和频宽可动态调谐则实现了频谱的按需提供，且更适宜于未来超100G和100G信号的混传场景，可有效地兼顾频谱效率和传输距离间的关系。当然，灵活栅格概念才刚刚提出，还涉及许多技术细节问题。ITU-T Q6和Q12工作组正在从传输和网络构架两方面对灵活栅格技术进行完善，研究的问题包括基于灵活栅格的载波频谱分配和路由与调制格式的选择等。

　　超100G系统引入OFDM多载波调制技术后，就会涉及载波频谱的分配问题。目前在载波频谱分配上有连续频谱分配、离散频谱分配和50 GHz固定栅格几种方案。引入灵活栅格技术后，还可根据路由的约束条件引入调制格式可调谐的收发信机，并根据路由长度、损伤等情况和频谱一致性原则，对业务进行智能控制和调度，但动态拆建路不能过于频繁，否则会带来大量的频谱碎片问题。

　　数据业务特别是视频和P2P应用的迅猛发展，正在引发网络IP业务流量的急剧增长。中国电信最新预测报告显示，未来5年其骨干IP网带宽年增长率将达40%～50%，骨干传输网总带宽将从64 Tbit/s至少增加到120Tbit/s～155Tbit/s，甚至200 Tbit/s以上。由于长途干线网持续扩容的压力，100G技术已受到国内运营商的高度重视。2012年国内三大运营商均已开展了针对100G实际部署而进行的实验室测试，2013年启动100G技术在国内的试商用。如果效果理想的话，则会根据需求的迫切程度在2014年左右开始规模部署。考虑到100G技术标准化已较为完善，国内外主流厂商也已有多年的技术积累，100G将会有比40G更长的生命周期。而针对超100G技术，国内外学术机构已经开始前期研究，其重点就聚焦在灵活调制、相干检测和灵活栅格等技术方面。

　　对于超100G的引入场景，目前主要集中在以下几个方面：第一是100G在干线网部署后的扩容需求。综合实现难度、投资成本等方面的影响，预计400G技术会先在部分带宽压力较大的热点线路上进行小规模部署，而1Tb技术的应用则相对遥远些。第二是新一代大容量数据中心特别是运营商数据基地的连接需求。由于云计算业务逐步落地，运营商数据中心正在由提供实体的机架、服务器资源向提供虚拟网络资源方向转型，而虚拟资源的分布往往不局限在同一个甚至同一地区的数据中心内部，因此虚拟资源间的交互就对数据中心网络提出了大容量、低延时、高可靠的要求。

　　在数据中心内部，未来存储网络与服务器间的数据交互需要超100GE的客户侧接口提供支持。而在数据中心外部，大型数据中心基地间的光纤直连则优选100G 或超100G技术，为传输海量数据提供大容量、低延时管道。

　　100G技术的标准化工作已趋于成熟，目前已进入设备研制和测试阶段，预计在未来3~4年内可大规模商用。而超100G技术目前还处在研发和标准制定阶段，特别是灵活调制、相干检测、灵活栅格等技术的实现方式尚不完善。虽然如此，干线网扩容的压力和新一代数据中心的变革已为超100G技术提供了用武之地。电信运营商应密切跟进这些技术的最新进展，并积极协调产业链中芯片制造、设备研发、仪表测试等各环节，为未来超100G技术的部署打下良好的基础。

来源人民邮电报