100G傳輸時(shí)代來(lái)臨

    100G傳輸是下一代高速傳送領(lǐng)域的核心技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)單信道每秒112G比特的傳輸，從而將目前主流傳輸速率提高了10倍。

    可視電話、視頻聊天、視頻游戲、視頻點(diǎn)播、高清電視……以視頻為主的業(yè)務(wù)豐富了人們的生活，也注定將是未來(lái)通信的主流方式。視頻業(yè)務(wù)的快速發(fā)展導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求急劇增長(zhǎng)，使骨干網(wǎng)面臨著越來(lái)越大的帶寬增長(zhǎng)壓力。

    在骨干網(wǎng)，全球已經(jīng)安裝了大量的單信道10G速率級(jí)別的路由器以及DWDM系統(tǒng)。40G速率級(jí)別的路由器與DWDM系統(tǒng)也已經(jīng)規(guī)模商用。如今，單信道100G速率級(jí)別的傳輸技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，預(yù)示著100G傳輸時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。

標(biāo)準(zhǔn)狀況

     一些標(biāo)準(zhǔn)組織正在進(jìn)行100G傳輸相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，這些組織主要包括IEEE、ITU-T和OIF。三個(gè)組織的標(biāo)準(zhǔn)制定側(cè)重點(diǎn)有所不同。

     IEEE主要制定客戶側(cè)的網(wǎng)絡(luò)接口和以太網(wǎng)相關(guān)映射標(biāo)準(zhǔn)。IEEE的HSSG正在進(jìn)行100GE標(biāo)準(zhǔn)的制定，包括10×10G和4×25G兩種100GE光接口標(biāo)準(zhǔn)（將來(lái)也有可能定義100GE串行接口），整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間可能持續(xù)到2010年。

     ITU-T主要制定運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。ITU-T正在進(jìn)行ODU4/OTU4定義的討論，以及40GE/100GE如何映射到OTN以及DWDM幀結(jié)構(gòu)之中。OTU4雖然有多種速率選擇，但是目前傾向于112Gb/s速率?，F(xiàn)階段ITU-T認(rèn)為關(guān)于ODU4/OTU4的討論需要根據(jù)IEEE的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展而定。預(yù)計(jì)ITU-T完成整個(gè)ODU4/OTU4標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間為2011/2012年。

    OIF主要定義電接口標(biāo)準(zhǔn)。OIF在25G速率上的電接口規(guī)范CEI-25目前還未有突破性的進(jìn)展，所以IEEE決定在現(xiàn)階段采用成熟的10×10G電接口來(lái)規(guī)范100GE。

    華為積極參與這幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織的100G傳輸相關(guān)議題的討論，全面闡述了華為關(guān)于100G傳輸?shù)慕鉀Q方案。在涉及100G傳輸技術(shù)的以太網(wǎng)、光電接口、OTN/DWDM等方面提交了多篇文稿，目前已有25篇以上被接受。

關(guān)鍵技術(shù)

    100G傳輸不是一個(gè)單項(xiàng)技術(shù)，而是一系列技術(shù)的綜合，包括相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、以太網(wǎng)技術(shù)、DWDM傳輸技術(shù)等多個(gè)方面。

    100G線路傳輸技術(shù)

    1）100GE信號(hào)反向復(fù)用技術(shù)

    運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)鋪設(shè)了大量的10G/40G的DWDM網(wǎng)絡(luò)。為了保護(hù)運(yùn)營(yíng)商投資，在現(xiàn)存的10G/40G光網(wǎng)絡(luò)上傳輸100GE業(yè)務(wù)顯得非常重要，反向復(fù)用是滿足這個(gè)需求的較好技術(shù)。運(yùn)營(yíng)商可以完全利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，無(wú)需重新設(shè)計(jì)與規(guī)劃即可在低速DWDM網(wǎng)絡(luò)上承載100GE業(yè)務(wù)。例如，將100GE業(yè)務(wù)反向復(fù)用到10/11個(gè)10G波長(zhǎng)上；反向復(fù)用到3個(gè)40G波長(zhǎng)上；或者反向復(fù)用到2個(gè)50G波長(zhǎng)上，并進(jìn)行DWDM傳輸。

    2）串行100G的DWDM傳輸技術(shù)

    從技術(shù)與器件發(fā)展、降低運(yùn)營(yíng)商O(píng)PEX角度來(lái)看，串行100G的DWDM傳輸是未來(lái)發(fā)展的方向。由于100G信號(hào)比特率極高，為了滿足50GHz DWDM通道間隔的需求，以及與10G/40G低速信號(hào)混合傳輸、平滑升級(jí)的需要，在串行100G業(yè)務(wù)傳輸時(shí)需要采用更加先進(jìn)的新技術(shù)，以降低線路上傳輸?shù)墓庑盘?hào)的波特率，提升光纖對(duì)信號(hào)損傷的容限。例如，采用高階編碼調(diào)制接收技術(shù)、偏振復(fù)用解復(fù)用技術(shù)、光相干接收+電處理技術(shù)、超強(qiáng)FEC技術(shù)、新型高速光電器件技術(shù)等。在傳輸線路中，需要采用低噪聲放大器、非線性抑制與色散管理技術(shù)，以支持長(zhǎng)距離傳輸。

   100GE映射封裝技術(shù)

   將100GE適配到OTN有反向復(fù)用多波長(zhǎng)方案和單波長(zhǎng)傳送兩種方案。根據(jù)100GE接口的具體實(shí)現(xiàn)形式，有多種技術(shù)組合：

   1）100GE串行接口映射到OTU4，采用標(biāo)準(zhǔn)的100G OTN（待標(biāo)準(zhǔn)化）接口進(jìn)行封裝、映射、傳輸，波長(zhǎng)利用率高。

   2）100GE串行接口反向復(fù)用與映射，將串行接口反向復(fù)用到標(biāo)準(zhǔn)的10G或者40G低速OTN接口進(jìn)行傳輸。這需要耗費(fèi)較多的波長(zhǎng)資源。

   3）10×10GE/4×25GE的100G復(fù)用與映射，將低速并行以太網(wǎng)信號(hào)復(fù)用到100GE高速串行信號(hào)并映射到100G OTN接口，然后進(jìn)行傳輸。

   100GE接口技術(shù)

   目前，100GE物理接口主要有三種：

   第一種是10x10GE短距離互聯(lián)的LAN接口技術(shù)，通常采用并行的10根光纖或者10個(gè)C/DWDM傳輸100GE業(yè)務(wù)。此方案可以重用現(xiàn)有的10GE器件，比較成熟。

   第二種是4x25GE中短距離互聯(lián)的LAN 接口技術(shù)，采用4波WDM方式在同一根光纖上傳輸。此接口涉及的物理層技術(shù)無(wú)法重用現(xiàn)有器件與模塊，不成熟。同時(shí)，基于性價(jià)比考慮，需要考慮合適的編碼調(diào)制技術(shù)與WDM技術(shù)。

   第三種是10m的銅線銅纜接口和1m的系統(tǒng)背板互聯(lián)技術(shù)，主要用于電接口的短距離互聯(lián)與內(nèi)部互聯(lián)，采用10×10GE互聯(lián)方式。

華為100G傳輸解決方案

   基于對(duì)技術(shù)的深入分析、研究與開(kāi)發(fā)，華為已可以提供100GE從業(yè)務(wù)接口、業(yè)務(wù)適配及光層傳輸?shù)恼捉鉀Q方案。

   線路側(cè)方案

   在10G/40G DWDM光網(wǎng)絡(luò)中傳輸100GE業(yè)務(wù)的解決方案分兩個(gè)階段：

   第一階段采用反向復(fù)用技術(shù)。將10×10GE或者4×25GE接口的100GE業(yè)務(wù)通過(guò)ODU2/ODU3適配到OTU2/OTU3，在10G/40G光網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)多個(gè)波長(zhǎng)進(jìn)行傳輸?？梢圆恍鑼?duì)現(xiàn)存的10G/40G DWDM光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與改動(dòng)，傳輸碼型仍然為ODB/DRZ/eRZ-DQPSK。這種模式可以采用10G/40G現(xiàn)有的成熟光電器件，并且整個(gè)系統(tǒng)的性能指標(biāo)和10G/40G系統(tǒng)一致。這一方案可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平滑升級(jí)，滿足運(yùn)營(yíng)商的成本期望，并且器件成熟。

   第二階段將采用串行100GE的DWDM傳輸技術(shù)。將10×10GE/4×25GE的100GE業(yè)務(wù)通過(guò)ODU4適配到112Gb/s的OTU4中。由于單波100G速率非常高，對(duì)于各種物理?yè)p傷容限（OSNR、PMD等）提出了更高要求，需要使用特殊技術(shù)來(lái)降低傳輸光纖線路上傳輸光信號(hào)的波特率來(lái)提升損傷容限。例如，采用高階的編碼調(diào)制技術(shù)如QPSK、8PSK、QAM、OFDM等，并結(jié)合偏振復(fù)用解復(fù)用技術(shù)。由于單波傳輸100GE對(duì)PMD、CD有更嚴(yán)格的要求，因此，未來(lái)在接收端可能采用相干接收/電處理的方式，來(lái)提升對(duì)物理?yè)p傷的容限，包括非線性效應(yīng)抑制、PMD、CD補(bǔ)償?shù)?，從而使單?00GE能夠在10G/40G網(wǎng)絡(luò)中混合傳送、平滑升級(jí)。

   從長(zhǎng)期來(lái)看，100GE DWDM傳輸將采用偏振復(fù)用、高階編碼調(diào)制、相干接收/電處理、超強(qiáng)FEC等技術(shù)的組合解決方案，從而可以平滑地將40G光網(wǎng)絡(luò)升級(jí)到100G系統(tǒng)。由于100G傳輸需要高速光電器件的支撐，預(yù)計(jì)2012年這些高速光電器件將會(huì)趨于成熟。

   客戶側(cè)方案

   現(xiàn)階段華為正在進(jìn)行10×10GE、4×25GE方案的以太網(wǎng)技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)。在客戶側(cè)接口實(shí)現(xiàn)上，可以提供10GE LAN/OTU2、25GE LAN（標(biāo)準(zhǔn)未定）/OTUx（標(biāo)準(zhǔn)未定）接口，未來(lái)還將提供單波100GE的LAN接口。

   100GE封裝映射方案

   由于100GE存在多種接口，并且存在多種適配路徑的選擇，因此DWDM中也可能存在多種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元。當(dāng)采用反向復(fù)用方案復(fù)用到OTU2/OTU3時(shí)，采用華為的10G/40G WDM系統(tǒng)，遵循G.709的ODU2/ODU3的封裝映射模式進(jìn)行透明傳送。

   2008年，華為開(kāi)發(fā)出了100GE以太網(wǎng)樣機(jī)與100G DWDM樣機(jī)，其中100G波分樣機(jī)采用先進(jìn)的調(diào)制編碼接收技術(shù)，適合長(zhǎng)距離傳輸，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)2000公里的無(wú)電中繼傳輸。華為100G波分技術(shù)可應(yīng)用在華為長(zhǎng)途波分和WDM/OTN平臺(tái)上，支持10G/40G/100G的平滑演進(jìn)。這些技術(shù)將有力推動(dòng)100G波分的產(chǎn)品化和商用化進(jìn)程，代表了業(yè)界的領(lǐng)先水平。