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技术储备基本完善100G商用进程亟待提速

2019/04/25 来源:怒江信息港

导读

自2010年6月阿尔卡特朗讯推出100G解决方案以来,全球已有超过20个成功案例,并已部署了数百台装备以承载海量数据。如今标清、高清电视

自2010年6月阿尔卡特朗讯推出100G解决方案以来,全球已有超过20个成功案例,并已部署了数百台装备以承载海量数据。

如今标清、高清电视节目已逐渐在家庭中得到普及,智能、平板电脑的出现使得通讯终端更加多样化,随之而来的是用户对络带宽的要求越来越高,运营商的有线络、无线络承载的数据流量出现出爆发式增长趋势。有数据显示,2010年,全球移动数据流量同比增长159%,2010~2015年全球移动数据流量复合增长率将达92%。

中国电信北京研究院副总工张成良表示,中国电信IP流量每一年的业务增长速度已超过了60%,而且城市光的发展也会带来更大的络带宽需求。而从一些全球TOP运营商近期的部署动作也可窥到通讯络的下一步走势:近日Verizon在欧洲率先部署了基于IP的长距离100G骨干络,连接巴黎和法兰克福,全长893千米。2010年100G已开始了试商用。2010年6月在德国电信同时部署IP和传输100G,使用阿尔卡特朗讯7750 SR 和1830 PSS两款产品在两个大学和研究机构之间通过100G链路连接高性能要求的数据中心,支持新型的基于云的业务、协作的应用和大文件的交换。同期,Verizon在其Dallas城域上部署100G承载企业和无线业务。

100G标准已稳定

100G的相关技术标准已经逐渐实现了规范化,而且相干规范的修订也已逐步完善。国际标准方面,IEEE在去年6月份发布了40/100GE标准,即标准,由此为100G的以太服务器连通性和核心交换产品的发展铺平了道路。而ITU也在逐步完善40/100Gbit/s的标准,包括OTN L1/L2、G.709、G.959.1等规范也得到了逐步完善,同时OIF方面,40/100Gbit/s模块/FEC/光电接口、发射机/相干接收机等IA已完成,并启动了能耗等新的IA研究。同时国内也在加速推动相干标准的制定工作。工信部电信研究院通讯标准所张海懿表示,目前国内N×40Gbit/s WDM传输技术和测试标准已经正式发布YD/T 、YD/T 规范,而N×100Gbit/s WDM技术要求(技术报告)和测试方法(研究课题)在研,并已标准立项。

结合目前100G WDM的标准进展,张海懿表示,100G WDM技术有三大关键指标需要融入到100G的相关传输设备当中。

其一,波数及通路间隔。少应支持C波段80波,50/100GHz通路间隔,对应波长要求与现有标准体系协调一致。

其二,传输距离与系统性能余量。传输距离应与现有10G和40G WDM系统到达相同量级,系统性能余量(OSNR或Q值)建议至少满足40G WDM系统要求。40G和100G混传存在较大可能性,需要适当斟酌混传和DCF代价。

其3,入纤功率及FEC(软判决)。选择公道FEC至关重要,同时强大的实时DSP处理能力也是实现商用的关键。

另外,100G作为新兴技术对测试设备也提出了更高要求,尤其是体现在OSNR测试、CD容限测试、调制信号质量与抖动测试四个方面,在100G的传输协议仪表和物理层仪表方面,在这两方面仍需要相干测试厂商加以完善补充。

100G以太标准的确定为100GE芯片及模块的研发指明了方向。2008年6月17日,IEEE 802.3ba标准即40/100G以太标准正式获批,规范将同时使用两种新的以太速率。IEEE称,这1标准的正式批准将为新一波更高速的以太服务器连通性和核心交换产品铺平发展之路。IEEE 802.3ba仍可与已有的IEEE 802.3标准兼容,这主要是为了保护已有的以太投资。新标准还有望下落运营支出,用更高速的链路减少链路数量,克服链路捆绑(LAG) 局限性,简化路由处理和MPLS部署,终究实现改善能源和运营效率的目标。上海贝尔谷为表示,阿尔卡特朗讯在100G以太技术方面非常,首先其早发布了100G的芯片组FP2,并已在2008年运用在现上,而100GE模块2010年9月也已正式发布,截止2010年底,100G板卡出货已超过1000块。阿尔卡特朗讯推出的7750SR业务路由平台已经在多个运营商的络中得到部署。

100G WDM技术准备就绪

基于现在的100G标准规范,100G光传输的主要挑战来自于如何化光传输距离,并没有代价地重用已有的DWDM络设备,这对100G技术提出了更高的要求,阿尔卡特朗讯光络产品部产品经理Giovanni Bellotti 如是表示。40G系统将无线通信领域广泛应用的QPSK调制技术引入光纤通信领域,为100G和后100G调制技术的选择带来了新的方向。相比40G WDM技术多样化的调制格式, PM-QPSK被业内视为100G调制技术的选择,这为100G的后期推行提供了便利。张成良介绍,由于光纤通信在调制技术方面的要求更高:光技术领域的基带信号速率和传输距离要求均比无线QPSK调制高3个数量级以上,光纤信道内强烈的非线性效应等干扰对WDM系统提出巨大挑战,传输距离将到达1500千米以上,现在的调制方案逐步开始转向码型调制。

张成良表示,根据中国电信在100G技术方面的相干研究成果,虽然100G WDM的速率相比40G提高了2.5倍,但如果采用相干检测技术,超强FEC等更好的技术,预计100G WDM系统的传输性能不会劣于40G RZ-DQPSK调制系统。

Giovanni Bellotti告知,阿尔卡特朗讯提供的100G解决方案采取单载频新一代相干检测技术,以及优化的100G PDM-QPSK调制格式,能够与已有的10G NRZ信号完全兼容,有效应对当前挑战。

100G WDM的另外一重要特点就在于融入了OTN的相干调度技术,张成良坦言,具备OTN功能的WDM系统将会普及,传统的WDM也将被全面替代。根据中国电信近期对OTN的相干测试,现在OTN技术已经逐步成熟,设备基本满足现试点和运用需求。

同时,张成良也泄漏中国电信对各厂商设备也提出了具体的技术要求,主要包括三个方面。规范GE业务的映照封装方式并验证其互通性;明确提出在以太业务中避免单通故障的需求,以ITU-T G.7041/Y.1303(10/2008)定义的GFP CMF FDI/RDI传递机制为同一机制,推动厂商装备支持该机制;修订和明确行标中对保护倒换条件的规范内容,避免理解毛病。

阿尔卡特朗讯光络亚太区能力中心副总裁Nicolas Almendro表示,作为下一代光传送的关键元,OTN的主要优势表现在可实现光层和电层的混合组,固定的QoS,多业务接口,对特定/会聚带宽提供汇总的大颗粒管道,典型的针对每端口的带宽管理等方面。而阿尔卡特朗讯新一代的OTN/DWDM平台在全球已有超过70个成功案例,运用在运营商城域、骨干和行业市场。

100GE成核心路由器标配

核心路由器上提供100G已成为一定,目前电信和联通都在进行核心路由器提供100GE能力的测试,并且在建设骨干络时必须充分考虑装备对100GE的支持能力。100G的带宽需求是由用户业务驱动的,很多城市已把20M到户列为发展目标,而在未来3~5年实现城区宽带百兆接入,是中国电信在全国正式启动的“宽带中国·光城市”工程奋斗目标。随着PON的不断普及,构建“百兆进户、千兆进楼、T级出口”的宽带络接入已不再是梦想,这些都意味着在业务会聚层面已有了100G的带宽需求。

正如谷为所说,在业务路由器上支持100GE与在核心路由器上支持100GE有很大的区分。在业务路由器上支持100GE,不单单需要实现100G的线速转发能力,更重要的是能够支持全业务,支持家庭IPTV VoIP和Internet接入的多种业务,可以在不影响转发性能的情况下提供用户管理能力,提供应用保证的商业L2和L3 VPN业务,提供大量的队列资源保证对实时要求严格的语音和视频业务应用。与此同时,在业务边沿部署100G对能源消耗也是一种挑战,因此提供低能耗的100GE技术也是非常关键的。阿尔卡特朗讯的100GE线卡采取业界屡获殊荣的FP2芯片组,该芯片组是自主研发的芯片,因此从设计之初就充分考虑了节能的要求,采取了90nm技术,在芯片上集成了112个核心阵列,单芯片可处理95000(MIPS)指令集,约为代芯片的17倍,也比传统的ASIC技术更加节能。FP2在进行业务处理时能够自动平衡业务性能与设备功耗,FP2的NP时钟脉冲选通技术提供“时钟关闭”的能力,可以关闭未使用的芯片从而达到节能的目的。

阿尔卡特朗讯的100GE线卡,不但支持IEEE标准以太帧结构,同时支持OTU4帧结构,方便与光传输络互通,并且可提供DWDM彩光口选择,本身可提供80km传送距离,采用amps/DCM’s远传送距离可达1500km。

100G有望明年范围商用

100G技术的兴起,吸引了全球主流运营商的注视,近两年以来,欧美一些运营商已陆续进行了100G的实验室测试、现场测试,也有一些运营商开始了100G的试商用。

Ontario络在2010年的骨干流量增长了40%,直接推动了其进行骨干络的升级。去年Ontario的研究和教育络宣布进行络升级,在加拿大部署了100G的络,这是全球个在研究和教育领域中部署的100G络。

Verizon对100G一直保持高度关注,去年就进行了城域100GE现场测试,现已在多地部署了100G以太和光传输络。

日本软银也已将其骨干升级到100G,以支持固定和移动运用整合;Mostelecom部署100G络以提高络的性价比;PT Telkom部署了IP和光络以应对其日趋增长的传输需求;德国电信的T-System则直接部署了100Gbit/s的商用光络链路,链路全长60千米,连接德国德累斯顿和弗莱堡工业大学的两个高性能数据中心。

国内运营商也在加紧对100G络的研究测试力度。中国电信在2010年10~11月进行了100G超长距离WDM传输技术实验室测试,实现了超过3000千米的超长传输距离。这是中国境内次100G超长距WDM传输实验,同时也创造了全球陆地光缆传输系统100G WDM传输距离的记录。

据张成良透露,中国电信IP络100G高速接口的规模商用时间点应当在2012~2015年。Dave Schneide告知,2012年,100G以太装备的器件价格将会下降到运营商能够承受的范围以内,100G将迎来范围商用期。

Nicolas Almendro表示,自2010年6月阿尔卡特朗讯推出100G解决方案以来,全球已有超过20个成功案例,并已部署了数百台装备以承载海量数据。

打造高带宽下的智能管道

终端的用户需求与宽带络息息相关,传统的视频和电视节目的内容正在向络上转移,越来越多的用户希望通过络而不是电视来观看节目,而且有数据显示,从2010年开始,66%以上的IP流量为视频内容,这就要求电信运营商必须提供高质量可扩大的基于页视频的TV节目。

100G将带用户进入高速时代。上海贝尔方园介绍,终用户愿意花费更多来取得更好的体验,业务提供商一方面寻求更高的ARPU,来补偿络投资;另一方面,难以掌握终用户的应用体验。而应用和内容提供商则用丰富的应用和内容吸引终用户,但缺少络控制从而影响终究体验。这种情况为业务提供商提供了新的思路,可以帮助应用或内容供应者(ACPs) 扩大业务部署,同时提供有保证的用户体验,即开放基于运用感知的络API接口,向第三方提供络QoS控制能力。也就是将管道智能化,使之能够自动了解自己的运行状态,能够根据应用的情况调整资源分配,能够为愿意付费的用户提供更好的服务和运用体验。

全球的主流运营商都在加快高速宽带络的部署力度,如何避免为他人做嫁衣,是运营商需要斟酌的重要议题。工信部电信研究院石友康指出,对运营商而言,其在通讯领域仅存的业务创新优势和用户感知优势已被颠覆,迫切需要向智能管道转型。以智能化为核心的转型关键在于,建立新的综合资源优势,基于资源优势建立独特的业务创新优势和用户掌控优势。全球的一些具有前瞻意识的运营商也在积极探索智能管道的发展模式,主要包括差异化管道服务和获取管道以外的新价值两个方面。

芬兰运营商Elisa,在传统流量计费基础上,实现了按带宽计费;沃达丰则在企业级移动宽带市场实现了按带宽计费;O2 Litmus开放了西班牙电信本身O2络应用的API,提供终端开发平台,以及应用软件商店服务;SingTel Partners Program撬动第三方开发者的产品开发能力,是络资源和能力更易于开放给客户调用,缩短产品上架时间,提供第三方取得收入的途径等等。

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