為了應對光通信的容量危機、運營(yíng)商的利潤危機，未來(lái)的光網(wǎng)絡(luò )將向著(zhù)更快、更有效率、更靈活和更節能的方向不斷發(fā)展。
■上海貝爾光能力中心負責人 馬振雷
互聯(lián)網(wǎng)和數據業(yè)務(wù)伊始，網(wǎng)絡(luò )帶寬需求便無(wú)休增長(cháng)，近來(lái)更是每2-3年就翻倍。帶寬激增的推手既有固網(wǎng)接入的“光進(jìn)銅退”，又有移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的井噴;既有爆炸增長(cháng)的視頻業(yè)務(wù)，也有云計算轉型和大量數據中心的整合。國內運營(yíng)商對這些促使因素了然于胸，也明確知道自己需要合理的網(wǎng)絡(luò )規劃來(lái)滿(mǎn)足帶寬增長(cháng)。他們已經(jīng)開(kāi)始加速傳輸網(wǎng)絡(luò )的演進(jìn)步伐，從現在的10G和40G升級到100G，滿(mǎn)足人們對速率的熱切需求。
日前，中國電信科技委主任韋樂(lè )平為業(yè)內解釋了“容量危機”這一概念：光通信容量增速已經(jīng)大大落后于互聯(lián)網(wǎng)流量的增速。過(guò)去十年間，光通信容量的增速已經(jīng)從上世紀的78%降至現在的20%，大大落后于近年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)流量增速的40%。然而比“容量危機”更加危險的還有“利潤危機”：對于運營(yíng)商而言，升級網(wǎng)絡(luò )的成本并不是一筆小數目，但是，升級網(wǎng)絡(luò )后的營(yíng)業(yè)收入并沒(méi)有同比例增長(cháng)。不幸的是，這個(gè)“利潤危機”將隨著(zhù)對帶寬有更高要求的諸如云計算業(yè)務(wù)的增長(cháng)而繼續惡化。為了收回投資，運營(yíng)商需要更加靈活和有效的來(lái)利用傳輸網(wǎng)絡(luò )。為了降低成本，運營(yíng)商需要部署更加節能和小型的傳輸設備。
除了高帶寬和高利用率，未來(lái)通信產(chǎn)業(yè)與光傳輸的挑戰還有用以滿(mǎn)足彈性業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)承載的高智能性。比如上面提到云計算的特點(diǎn)就是靈活性，它能夠使人們擺脫時(shí)間和地域的限制來(lái)訪(fǎng)問(wèn)他們需要的各類(lèi)內容和應用，因而需要傳輸網(wǎng)絡(luò )提升自身的軟件定義和自動(dòng)化能力來(lái)實(shí)時(shí)保證網(wǎng)絡(luò )帶寬。比如銀行等對延遲和安全要求極高的金融機構，傳輸網(wǎng)有時(shí)需要關(guān)閉前向糾錯(FEC)來(lái)降低時(shí)延，有時(shí)需要對光信號進(jìn)行物理層面的加密以保證傳輸安全。
綜上所述，未來(lái)的光網(wǎng)絡(luò )將向著(zhù)更快、更有效率、更靈活和更節能的方向不斷發(fā)展。
更快
更快意味著(zhù)需要引進(jìn)更高的線(xiàn)路速率，比如現在炙手可熱的100G和未來(lái)的400G、1T等相干傳輸技術(shù)。這里需要注意的是，100G可以看做未來(lái)更高速率的一個(gè)基礎組件——比如1T可以是10個(gè)100G信號組成的一個(gè)超級通道(Super Channel)。因此，今天所有的100G技術(shù)將是未來(lái)更高速率的基礎，100G將有非常長(cháng)的生命周期。
100G不僅意味著(zhù)更高的傳輸速率，還帶來(lái)以下技術(shù)和商務(wù)優(yōu)勢：
從技術(shù)層面講，單波100G可以實(shí)現比10G和40G更高的頻譜利用率，進(jìn)而大幅提升傳輸速率和系統容量。
從網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)看，單載波100G比10G和40G更加容易維護。因為采用了相干檢測技術(shù)，100G在傳輸過(guò)程中不需要DCM模塊，因此簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò )建設。因為高帶寬，原來(lái)10個(gè)10G或者3個(gè)40G的業(yè)務(wù)現在只需要一個(gè)100G的業(yè)務(wù)，因此大大減輕了網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)中心在業(yè)務(wù)部署、管理和糾錯方面的工作量。
從成本方面看，100G的商務(wù)案例已經(jīng)比現在的10G和40G更有價(jià)格優(yōu)勢了。單載波100G的商用時(shí)間已經(jīng)有兩年半，隨著(zhù)產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，100G線(xiàn)路的絕對價(jià)格勢必更加走低。
100G大規模部署后，光信噪比(OSNR)的測量將是有效運維的關(guān)鍵。由于100G系統采用極化模復用(PDM)技術(shù)，現有的消偏法OSNR測量變得不再可行。運營(yíng)商需要像基于波長(cháng)追蹤(Wavelength Tracker)這樣具有突破性的OSNR測量方法。該方法在每個(gè)OUT上調制了一個(gè)小信號，以便標識每個(gè)波長(cháng)，這樣不僅可以進(jìn)行系統故障和波長(cháng)錯聯(lián)檢測，還可以對任意速率任意波長(cháng)的OSNR進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測。
對于PTN，更高帶寬預示著(zhù)10GE大容量接入和T比特級交換矩陣應用于城域匯聚層。PTN解決方案不但需要滿(mǎn)足2G/3G/4G LTE融合組網(wǎng)要求，還要應對未來(lái)的移動(dòng)數據爆炸需求。
