全球光传送网络及设备的发展与趋势

摘要　
    4/17/2008,随着宽带多媒体业务的迅猛发展，全球光通信市场还将继续增长。通过介绍全球光传送网设备及市场现状，分析运营商光传送网建设及试验进展策略，进而预测光传送网未来的发展趋势。
　　运营商间竞争的日益加剧以及IPTV等多种新业务发展的需要，促进了新一代高速、灵活光网络的发展。近一两年来全球光通信市场发展势头良好，光传送网设备市场呈现两位数的增长，随着宽带多媒体业务的迅猛发展，全球光通信市场还将继续增长。
1、全球光传送网设备市场现状
　　1.1　全球光传送网设备市场规模
　　2006年光传送网硬件市场收入比2005年增长了11%，达到119亿美元。2007年以来全球光传输设备市场继续保持良好的发展势头，其中第二季度全球各个地区的光传输产品市场表现尤为突出，骨干DWDM、城域DWDM以及海底光缆系统销售都有所增长，2007年第二季度全球光传输设备市场销售收入达到35亿美元，达到六年来光通信设备季度销售额的最高，比2006年同期增长20%。
　　2006年阿尔卡特朗讯公司在光传输设备市场的份额最高，为25%；北电位居第二，市场占有率为12%；华为、富士通位居三、四，其中华为市场占有率为10%。2006年全球光交叉连接设备的市场规模为8.11亿美元，比2005年增长了34%，接近于以前的DCS产品的市场。光交叉连接设备市场领先的设备厂商主要有阿尔卡特朗讯、Sycamore公司、华为等，见图1。

　　来源:RHK公司
        图1　2006年全球光传输设备市场份额

　　1.2　光传送网热点产品进展
　　目前，10 Gbit/s的DWDM系统（包括超长途DWDM）以及光交叉连接设备OXC已经成熟，在网络中大量采用；40 Gbit/s超高速DWDM设备以及可重构光分插复用（ROADM）设备处于成长期，见图2。

图2　各种光传送网产品所处的生命周期
　　目前超长途10 Gbit/s的DWDM产品已经成熟，并在全球广泛采用。2007年40 Gbit/s DWDM产品进入市场商用，40 Gbit/s超高速DWDM系统成为新的亮点。目前很多光通信设备厂商都推出了40 Gbit/s DWDM设备，如阿尔卡特朗讯、华为、诺基亚西门子、爱立信（并购了马可尼）等，另外还有一些新兴的设备商如Mintera、Optisphere也推出了40 Gbit/s的设备。Mintera的40 Gbit/s DWDM子系统已经开始向亚洲、北美和欧洲市场销售，Mintera的新平台采用高频谱调制模式和内置的自适应色散迁移技术，可以支持比普通产品更高的色度色散和偏振模式色散。
　　近几年，全球智能光网络产品OXC和ROADM研发取得了显著进展。智能光网络设备OXC在单独组网方面的功能已经基本成熟（包括传送平面、控制平面、保护恢复和网管系统等方面的功能和性能），但是跨域管理和保护恢复功能还需要加强，OXC设备的厂商包括阿尔卡特朗讯、中兴、华为、烽火、诺基亚西门子、CIENA、Sycamore、北电、爱立信等。目前不同厂家OXC设备的互联互通是需解决的重要问题，现阶段主要是进行有关OXC设备与数据网络的互通测试，以支持未来的IP业务。光互联论坛（OIF）于2007年6月开始进行新一轮的智能光网络互联互通测试，此次测试分别在亚洲、欧洲和北美地区进行，中国电信、AT&T、德国电信、法国电信、KDDI、Verizon和意大利电信等全球7大运营商及一些设备商参加了测试。测试项目主要包括用户网络接口（UNI2.0）以及外部网络接口（E-NNI）等，华为、Sycamore、爱立信都成功地完成了测试。
　　ROADM设备在2007年成为人们关注的热点，北美和欧洲的一些主要电信运营商纷纷采用ROADM建设或升级网络，用于提供视频和交互式多媒体业务。新一代的ROADM设备基于波长可选交换（WSS）结构，可上、下40路通道，可支持40 Gbit/s的端口，设备容量可达1.6 Tbit/s。2007年6月富士通新推出的Packet ONP设备——Flash Wave 9500将以太网、ROADM以及SONET功能集成到一起，代表了光传送网下一步的演进方向，该设备将于2007年第四季度推出商用。目前，诺基亚西门子公司的ROADM设备已经在比利时BICS公司的泛欧网络中采用。阿尔卡特朗讯公司的ROADM设备也在卢森堡电信运营商P&T luxembourg 3 000公里的泛欧网络中采用。

2、运营商光传送网的建设及试验进展
　　2.1　DWDM长途陆地及海缆系统的建设
　　由于宽带Internet和一些高速移动业务的发展，以及波长业务和带宽批发业务市场的稳定增长，近一两年来全球长途DWDM网络建设逐渐增多，很多运营商开始扩容或新建长途网络，2006年全球超过1 000公里网络的建设比2005年增长了30%。据Heavy Reading公司2006年对包括AT&T、Verizon、Leve13、Interoue等在内的全球88个运营商的调查表明，52%的运营商在升级DWDM骨干网，还有42%的运营商计划2007年或2008年扩容DWDM骨干网，见图3。

图3　一些主要运营商的骨干光传送网发展计划

　　2007年全球海缆通信市场的发展也十分迅速，新建海缆系统长度近10万公里，新建项目20多个，主要包括两个大的跨太平洋海底光缆网络及一系列中等规模的海缆（2 000～10 000公里）网络建设。新一代的海底光缆系统无论是技术层次、网络结构、建设规模还是投资方式，都发生了巨大的变化。
　　目前全球正在建设的海底光缆系统主要包括：由Verizon、中国电信等六家运营商投资、连接中国和美国的首个T比特级跨太平洋海缆系统TPE；由AT&T和英国电信发起、南亚多个电信集团投资敷设的Asia-America Gate海底光缆系统；由NEC建设、日本KDDI与俄罗斯ROSTELECOM投资的日俄海底光纤；由EVN Telecom与新加坡VNSL合作的东南亚海底光缆系统；以及东非海底光缆系统EASSy等，这些海底光缆系统开通使用后将大大提高国际间通信能力。2007年10月，TPE海缆系统在青岛正式开始海上施工，带宽容量将达5.12 Tbit/s，该光缆系统的美国接入点在俄勒岗州内多纳海滩，中国大陆接入点在山东青岛和上海崇明岛，预计将于2008年7月竣工投入使用。

　　2.2　全球智能化光网络的建设
　　随着3G、NGN的大规模建设，业务需求将进一步带动传送网新技术的发展，ASON技术已经被全球多个运营商所采用，全球已经有3500个ASON节点，今后ASON还将得到更加广泛的商用。
　　AT&T、BT和NTT等电信运营商已经成功地在网络中引入OXC和ASON技术。AT&T已经在美国部署了150个智能化节点，覆盖美国的核心骨干网和地区骨干网。引入ASON网络后，AT&T大大简化了网络结构，提高了带宽利用率，运行成本降低了60%；BT采用Ciena的设备建设21CN网，目前已建了40个ASON节点；Vodafone已经在英国建设了131个OXC节点的ASON骨干传送网。Qwest公司也于2007年7月推出了新一代光网络发展计划，计划建设高速、智能化的光网络，实现业务的快速配置及灵活调度，同时可实现Qwest全国IP业务的传送。ASON在国外成功商用的经验表明其将在骨干传送网中发挥越来越重要的作用。

　　2.3　单波道40 Gbit/s DWDM超高速网络试验及建设
　　由于高速Internet、视频业务以及大容量专线业务的迅速发展，核心网的容量需求也在快速增长，不断推动着DWDM网络向更大容量和更高速率发展。一些运营商开始采用单波道40 Gbit/s DWDM设备提高骨干网的容量，2007年40 Gbit/s系统开始逐步进入市场商用。
　　北美是全球单波道40 Gbit/s DWDM系统发展最迅速的地区，一些主要运营商如Verizon、AT&T、Qwest等已经开始在网络中采用40 Gbit/s系统，AT&T 2007年在美国31个城市的骨干网中采用40 Gbit/s设备：Qwest于2006年底开始采用40 Gbit/s系统建设超高速网络，预计到2007年年底完成升级工作，重点是美国东北、东南以及西海岸地区。Global Crossing、Sprint等也计划采用40 Gbit/s技术。另外，美国的一些有线电视运营商（MSO）也非常积极，如Comcast已完成IP over Optical全国骨干光传送网的建设，计划今后将速率提高至40 Gbit/s。欧洲和亚太地区的运营商主要还是进行单波道40 Gbit/s DWDM系统的现场试验以及规划，德国电信、意大利电信、日本NTT、澳大利亚的Telstra都纷纷进行了40 Gbit/s系统的试验，见表1。

表1　全球正在进行的单波道40Gbit/s DWDM现场试验及建设

　　2.4　100 GbE over DWDM试验
　　由于IP业务流量的迅速增长，运营商希望在网络中采用更高速率的技术（如100 Gbit/s系统），100 GbE over DWDM系统逐渐受到人们的关注。2006年11月，Level 3、Finisar、Infinera、Internet 2和加利福尼亚大学在现有的DWDM网络上成功完成了从美国佛罗里达州西部的坦帕到休斯顿之间的100 GbE试验，试验往返共4 000英里，将8路10 Gbit/s信号捆绑在MAC层传送，加利福尼亚大学提供了有关100 GbE MAC和分组排序的算法，Infinera公司提供100 Gbit/s设备。Infinera公司的100 Gbit/s设备采用一种光子集成（PIC）技术的芯片，将10×10 Gbit/s信号集成到一个芯片上，传送100 Gbit/s信号，该系统可在现有的光网络上实现100 GbE数据业务的传送。Level3表示一旦产品成熟，将在骨干网络上大量使用。

3、光传送网未来发展趋势预测
　　未来的光传送网应当满足以IP为主的数据业务的传送需求，并能支持多种业务，与业务的密切结合是下一代传送网的一个重要特征。新一代光传输系统将继续向超高速、超长途、智能化方向发展，同时要实现与IP网络的融合。未来几年随着宽带多媒体业务的迅猛发展，全球光通信市场将进一步增长。

　　3.1　DWDM及智能光节点设备将逐步取代SDH
　　从2007年起，运营商在SONET/SDH设备的投资将逐年减少，而DWDM及智能光节点设备投资将逐年增长，预计到2010年DWDM及智能光节点设备的市场规模将首次超过SDH设备。

　　3.2　智能化光节点设备应用更加广泛
　　随着运营商越来越多地建设智能化光网络，未来几年智能化光节点设备（OXC和ROADM）市场将不断增长。预计到2010年全球智能光网络节点设备（OXC设备和ROADM）市场规模将接近20亿美元（不包括软件系统的收入）。OXC设备主要应用于骨干网的核心节点、多环网的汇聚节点、无线接入设备回传的汇聚节点以及主要国际关口点（例如海缆系统的登陆点）。

　　3.3　单波道40 Gbit/s DWDM设备将于2010年左右规模商用
　　由于带宽需求的增加，40 Gbit/s技术的不断成熟（如光调制技术以及色散补偿技术），以及设备价格的逐步降低，未来几年40 Gbit/s DWDM市场将逐步增长。40 Gbit/s市场将于2008年启动，预计2011年全球40 Gbit/s转发器和元器件收入将达到3.5亿美元，2012年将达到5亿美元。预计2010年前后，40 Gbit/s技术将在DWDM网络（如和10 Gbit/s混合组网或独立组网）中逐渐得到大规模商用，2015年40 Gbit/s产品将达到目前10 Gbit/s产品的市场规模。

　　3.4　Ethernet over DWDM技术应用将越来越普遍
　　由于IP等数据业务流量的迅速增长，兼备光波分复用和以太网两者优点的10 Gb、100 Gb以太网over DWDM技术在骨干网中的应用将越来越普遍。目前100 GbE over DWDM系统已在现有商用网络上进行了测试，运营商表示可以接受的100 GbE设备的价格为每端口3 000美元左右，预计未来几年100 GbE over DWDM系统将会进入商用。