張成良眼中的光通信：超100G和SDN唱主角

　　■中國電信北京研究院副院長 張成良

　　流量的持續(xù)增長已經(jīng)使得運營商的網(wǎng)絡(luò)疲憊不堪。據(jù)統(tǒng)計，作為國內(nèi)主要承載互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的兩大干線網(wǎng)絡(luò)之一，163骨干網(wǎng)流量已經(jīng)超過40T，并且以每年60%的幅度增長，另外一張169骨干網(wǎng)的情況也基本類似。

　　為了應(yīng)對大規(guī)模的流量，2014年，100G DWDM系統(tǒng)已經(jīng)開始在國內(nèi)外大規(guī)模部署，2015年，運營商將進(jìn)一步加快100G DWDM部署步伐。與此同時，超100G傳輸市場也有望在2015年啟動，部分運營商展開小范圍的試點部署工作。

　　另一個值得注意的焦點是，2015年，三大運營商將繼續(xù)擴(kuò)大SDN商用范圍，大規(guī)模向傳送網(wǎng)滲透。

　　邁入超100G WDM傳輸時代

　　100G時代引入的相干光通信技術(shù)開創(chuàng)了高速傳輸技術(shù)的新紀(jì)元，該項技術(shù)將是未來一段時間高速傳送技術(shù)發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)(包括400G甚至1T)，其調(diào)制碼型統(tǒng)一、相干檢測、軟判決FEC等特性將會使得該技術(shù)具有相對(40G系統(tǒng))較長的生命周期。

　　2015年，100G WDM傳輸技術(shù)領(lǐng)域的熱點仍將是100G超長距(ULH)WDM傳輸，基于光電器件性能提升的第二代軟判決前向糾錯(SD-FEC)技術(shù)的應(yīng)用，100G ULH WDM傳輸將無線電中繼傳輸距離延長至2000公里范圍。目前CCSA已經(jīng)完成了100G ULH WDM系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作，國內(nèi)運營商已經(jīng)在長途骨干網(wǎng)的局部地區(qū)開始部署100G ULH WDM系統(tǒng)。

　　100G技術(shù)長期來看仍無法滿足我國干線網(wǎng)絡(luò)流量的快速增長需求。相比于100G WDM系統(tǒng)所提供的8T傳輸容量，400G可以提供16T到20T的傳輸容量，其應(yīng)用預(yù)期場景主要包括骨干網(wǎng)、大型本地網(wǎng)線路側(cè)和客戶側(cè)的需求、數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)交互的需求等。

　　據(jù)咨詢公司RHK預(yù)計，全球超100G市場在2014-2015年啟動，2015年將可能在運營商干線網(wǎng)絡(luò)中的部分熱點區(qū)域首先部署，并且在2018年進(jìn)入一個快速發(fā)展階段。

　　目前，主要傳輸設(shè)備廠商已經(jīng)能夠提供400G傳輸設(shè)備以及400G方案，例如華為、阿朗、Ciena三家廠商已經(jīng)發(fā)布了基于400G技術(shù)的模塊，400G標(biāo)準(zhǔn)化工作也正在各標(biāo)準(zhǔn)化組織推進(jìn)，特別是負(fù)責(zé)制定400GE標(biāo)準(zhǔn)的IEEE 802.3bs工作組正式成立，標(biāo)志著400GE乃至整個400G相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)入快車道。

　　在400G傳輸技術(shù)的選擇方面，目前雙載波PM-16QAM是主流的技術(shù)方案，支持100GH中間隔內(nèi)傳輸2路200G子載波信號，頻譜效率是100G傳輸系統(tǒng)的2倍。通過引入靈活柵格(Flexi-Grid)WDM技術(shù)和一定的奈奎斯特(Nqyist)濾波，可以進(jìn)一步將400G信號的頻譜寬度降低至75GHz，頻譜效率達(dá)到100G傳輸系統(tǒng)的2.6倍數(shù)，但是犧牲了傳輸性能，該方案的OSNR容限等性能相對于100G WDM系統(tǒng)劣化6dB以上，難以滿足骨干傳輸網(wǎng)的長距離和超長距離傳輸需求。因此，雙載波PM-16QAM調(diào)制的400G WDM傳輸系統(tǒng)有可能率先在城域傳輸網(wǎng)中得到應(yīng)用。

　　2014年國內(nèi)運營商已經(jīng)開始了200G、400G、1T等超100G WDM系統(tǒng)的研究和試驗，2015年規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大。在“863”項目支持下，中國電信對400G和1T等多種信號速率的超100G WDM系統(tǒng)在多種光纖環(huán)境、多種組網(wǎng)條件下進(jìn)行了多次傳輸實驗，在OFC和OECC等國際高水平學(xué)術(shù)會議上發(fā)表了多篇論文;2014年9～11月，中國電信對華為、阿朗等主流廠商的400G WDM系統(tǒng)進(jìn)行了實驗室測試驗證。中國移動在2014年上半年完成了400G實驗室測試，包括4個設(shè)備廠家、4種類型光纖混合實驗室測試。中國移動將于2014年下半年啟動400G的現(xiàn)網(wǎng)試點。運營商這些試驗表明對超100G WDM傳輸技術(shù)的濃厚興趣。

　　SDN挺進(jìn)傳送網(wǎng)

　　在過去的一年，傳送SDN開始從理論研究走向原型系統(tǒng)開發(fā)和驗證測試。國際上有OIF/ONF聯(lián)合組織的2014年傳送SDN全球互聯(lián)互通測試，國內(nèi)有中國電信組織的SDON原型系統(tǒng)開發(fā)和測試，以及中國移動的S-PTN測試。

　　2014年8～9月，光互聯(lián)論壇(OIF)與開放網(wǎng)絡(luò)基金(ONF)聯(lián)合組織全球多個運營商、設(shè)備廠商以及科研機構(gòu)，開展了基于SDN的光傳送網(wǎng)OTN原型和互操作性演示。參與本次測試演示的4個運營商包括中國電信、中國移動、TELUS和Verizon，9個設(shè)備廠商包括ADVA、阿朗、Ciena、Coriant、烽火通信、Fujitsu、華為、NEC和中興。

　　實現(xiàn)對多廠商設(shè)備和多域網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一控制和管理是傳送SDN的主要應(yīng)用場景之一。2014年，中國電信組織國內(nèi)主流通信設(shè)備廠商華為、中興、烽火進(jìn)行了SDON原型系統(tǒng)的開發(fā)與BoD業(yè)務(wù)演示。中國電信負(fù)責(zé)整體系統(tǒng)實施方案和接口規(guī)范的制定，并開發(fā)了核心單元多域控制器，由設(shè)備廠商提供單域控制器。

　　在本次演示中，中國電信多域控制器成功實現(xiàn)了對三個廠商單域網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的統(tǒng)一控制，在多廠商組網(wǎng)場景下實現(xiàn)了端到端連接的建立、查詢和刪除，以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞某跏蓟可蠄蠛途W(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓瘯r的增量上報等功能。

　　通過本項目，中國電信在業(yè)界率先完成了基于層次化控制器架構(gòu)的跨廠商、跨域的SDON聯(lián)合組網(wǎng)測試，采用Openflow協(xié)議擴(kuò)展實現(xiàn)了對多廠商OTN設(shè)備的統(tǒng)一控制管理，在光網(wǎng)絡(luò)跨域統(tǒng)一管控方面取得了突破。為多域網(wǎng)絡(luò)中的端到端業(yè)務(wù)快速開通和管理提供了一種可行方案，為傳送網(wǎng)絡(luò)能力開放和業(yè)務(wù)創(chuàng)新提供了條件。

　　在此基礎(chǔ)上，中國電信和華為公司聯(lián)合進(jìn)行了基于SDON的BoD專線應(yīng)用聯(lián)合創(chuàng)新和現(xiàn)場試驗。在本次試驗中，中國電信在梳理政企客戶對BoD業(yè)務(wù)的需求并建立業(yè)務(wù)模型的基礎(chǔ)上，負(fù)責(zé)制定了BoD業(yè)務(wù)整體實現(xiàn)方案、BoD業(yè)務(wù)規(guī)范和API接口協(xié)議，并完成開發(fā)BoD業(yè)務(wù)APP。華為公司提供商用OTN設(shè)備和單域傳送SDN控制器，并適配中國電信BoD業(yè)務(wù)規(guī)范和API接口協(xié)議進(jìn)行開發(fā)。在本次試驗中，客戶通過BoD APP成功實現(xiàn)了業(yè)務(wù)的創(chuàng)建、修改、刪除、查詢和預(yù)約等功能。通過本次BoD業(yè)務(wù)現(xiàn)場試驗，進(jìn)一步了解用戶需求，完善了產(chǎn)品功能，并積累了基于SDN的創(chuàng)新產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗，為后續(xù)虛擬傳送網(wǎng)(VTS)、“IP+光協(xié)同”等進(jìn)階產(chǎn)品開發(fā)打下了基礎(chǔ)。

　　超100G WDM大容量高速傳輸和傳送SDN是光通信領(lǐng)域目前的兩大熱點技術(shù)。各大運營商在2014年都開展了實驗室的測試工作，對相關(guān)技術(shù)的可行性進(jìn)行了評估驗證。

　　展望2015年，在前期實驗室測試評估的基礎(chǔ)上，主流運營商將開始進(jìn)行上述兩種技術(shù)的現(xiàn)場試驗，對技術(shù)方案的成熟度和可部署性進(jìn)行測試評估，并積極推進(jìn)新技術(shù)的商用部署和應(yīng)用。