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100G光网络两三年内商用 ADC和DSP有瓶颈

2010-04-14 15:33
吃瓜天狼
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  为了满足更高带宽的需求,部分运营商已经在他们的骨干网络中部署了40G光传输系统,但从未来看,具有丰富内容的互联网应用的爆炸性增长对网络容量仍将会造成巨大压力。近一两年来,100G网络建设的呼声日渐高涨,据悉,国内外运营商和相关产业链厂商已经开始了相关测试,100G光传输系统产品的研究和开发也被业界所关注。

100G已是必然趋势

  据了解,推动网络带宽增长的应用主要有视频点播、P2P、IPTV等视频业务,以及高速大容量接入网的建设等。WTD研发部经理胡毅告诉记者,这些应用需求的增长,推动了IP流量的快速提升,到2012年,IP流量将以每两年增长一倍的速度增长,势必将造成网络带宽的不足。上海贝尔有线产品投标方案部高级投标方案总监丁浩持相似的看法,“网络业务的IP化导致了IP业务流量在运营商的骨干网络中占据了绝对的统治地位,特别是P2P业务和视频业务的迅速发展消耗了大部分带宽。”他表示。

  因此,40G骨干网虽然刚处于商用初期,但100G的应用已经被看做是必然的趋势,业界积极研发100G的设备也就不难理解了。100G骨干传输已经成为爱立信整体方案中重要的组成部分和战略方向,爱立信(中国)通信有限公司宽带网络方案部高级产品经理李翔表示,目前爱立信已经在和世界范围的多家客户进行MHL3000100G实验室和现网测试。而丁浩则告诉记者,阿尔卡特朗讯配合国外的运营商也已经进行了一些现网的测试和技术验证工作,并计划于2010年下半年推出商用设备。

  出于对保护客户投资的考虑,设备商也很看重从 40G到100G的平滑升级,李翔告诉记者,爱立信充分意识到了客户10G和40G波分投资保护的重要性,即未来100G波分部署可以通过同一平台支持平滑升级。因此40G发展过程中积累的技术经验将对于未来一两年100G的开始部署有至关重要的作用。

ADC和 DSP是攻关重点

  从技术上来看,100G技术正在逐步成熟之中,多数专家认为薄弱环节在于相干解调方面,如高速ADC、高速DSP处理芯片等等。因为100G传输损伤较40G更为严重,要满足1500km传输,能耗和体积与40G达到相同水平,色散和PMD达到10G水平,就对芯片和模块也提出了更大的挑战。

  记者发现,部分上游芯片和模块企业已经在积极支持100G设备的研发。垂直整合的高端光模块公司Opnext,不仅提供了100Gbps传输的客户侧CFP模块、线路侧PM-QPSK模块这些专门的光器件和模块,甚至还开发了相应的高速 Mux芯片和ADC芯片,以及相干接收后端的高速大容量ADC+DSP的集成芯片。Opnext子系统事业部产品管理副总裁洪进对记者表示,为了有效地开发100GPM-QPSK所需的芯片并认证系统性能,Opnext还建立了一个完整的包括50多片FPGA的自行开发的演示平台。

  尽管国内目前还没有企业能够提供100G光模块,但国内光模块的领头厂商WTD已经在进行100G产品的研发,胡毅告诉记者,针对100Gb/sCFPMSA 标准光模块,WTD目前正在分功能块、分阶段地开发技术和产品。短距离、中距离的100Gb/sCFP模块,是WTD目前开发的重点,他们将采取并行开发的研发策略,努力快速推出短距离10km1.3μmCFP模块新产品。

  业界的看好和不断投入将加快100G的商用进程,未来二三年 100G系统将不断成熟,据专家预计,国内运营商将在今年启动测试,2011年进入试商用,2012年开始规模商用。

100G需要考虑多种业务形态

●40G/100G 传输是下一代DWDM发展方向。

●100G传输需要考虑多种业务形态来丰富应用。

  爱立信认为 40G/100G传输需求是刚性的,是下一代DWDM重要发展方向,同时爱立信充分意识到了客户10G和40G波分投资保护的重要性,即未来100G波分部署可以通过同一平台支持平滑升级。

  100G骨干传输目前在大业务量地区有较强潜在需求,但100G的规模部署我们预测可能尚需要二三年时间。当然在这期间,早期100G商用测试和部署是未来规模部署的重要一步。100G传输除了需要考虑10G/40G的共平台外,还需要考虑多种业务形态来丰富100G传输的应用,比如100G正向复用器、反向复用器、中继器等等。

  目前在业界,100G已经从早期室内实验开始走向广泛的现网实验网阶段,爱立信在2008年和德国电信进行了MHL3000100G现网实验,2009年在Telefonica现网中提供了 MHL3000100G现网实验。

  100G骨干传输是爱立信整体方案中重要的组成部分和战略方向,目前我们正在和世界范围的多家客户进行MHL3000100G实验室和现网测试。同时,爱立信对于下一代100G技术和400G技术的研究也在进行中,其中包括将爱立信在无线调制领域的领先技术实施和适配到高速光通信领域。比如目前正在考虑实施基于双载波极化模16QAM子载波复用100G现网实验;研究将四载波DP-QPSKSCM应用到 400G传输的技术可能性等。

产业链利益失衡是潜在问题

● 随着技术的发展,2010年100G商用设备将推向市场。

●产业链利益关系的失衡目前看是100G发展潜在的问题。

  驱动100G光通信产业发展的主要动力在于业务带宽。网络业务的IP化导致了IP业务流量在运营商的骨干网络中占据了绝对的统治地位,特别是P2P业务和视频业务的迅速发展消耗了大部分带宽。国际标准化组织IEEE、ITU-T和OIF等关于100GbE、OTU4等相关规范计划将在2010年6月制定完成,这从技术层面对于厂商研发100G设备明确了方向。因此,虽然40G骨干网刚处于商用初期,但100G的应用是必然的趋势,业界会积极研发100G的设备。

  2009年已经有厂商推出100G的样机,随着技术的发展,2010年商用设备将推向市场。PDM-QPSK将成为主流的调制方式,目前需要攻克的一些关键技术围绕相干解调方面,如高速ADC、高速DSP处理芯片等等。

  从技术层面看,无论是100G相关的芯片、路由器相关产品,还是100G测试仪表的开发都可能需要一些时间,但它们都会不断完善,不存在严重的薄弱环节。但从商业应用的产业链关系看,目前利益主要由业务应用商获得,运营商虽然花钱建网但利润在下降,长此以往会影响运营商采用新技术建设大容量网络的积极性,会妨碍100G产业的快速发展。因此产业链利益关系的失衡目前看会是个潜在的问题。

  国外运营商在2007年就开展了现网测试工作,国内运营商的测试工作预计在2010年启动,预计2011年会开始小规模的试商用,2012年开始规模商用,主要应用场景在骨干网组网。

  阿尔卡特朗讯在100G的研发方面目前在业界处于领先地位,配合国外的运营商已经进行了一些现网的测试和技术验证工作,计划于2010年下半年推出商用设备。

100G PM-QPSK模块成为主要选择

●PM- QPSK相干调制在系统传输方面有显著的优越性。

●100GPM-QPSK系统在2010上半年将得到更多现场测试。

  通过业界一两年来对于100Gb/s模块的研究和开发,100G/s的偏振复用四相位相移键控相干检测模块(CoherentPM-QPSK)正在变成业界的主要选择。相比于其他各种形式的调制格式,100GPM-QPSK相干调制在系统传输方面有显著的优越性。它可以涵盖运营商在绝大多数的城域、区域、长途和超长途网络中的需求和应用。最近,AT&T宣布他们首次利用了Opnext100GPM-QPSK基于实时处理的设备成功地进行了 10G/40G和100G在其核心网上混合传输的实时现场测试。

  在100GPM-QPSK模块的开发过程中,业界吸取了过去在40G开发上缺乏整体投资规划、产品分散在多种调制格式上的教训,主动开始了对100G调制格式所需的光电元器件整体集成和通用模块的标准化、多源化地研发,从而使业界各方专注于公认的调制格式,共同发展基于多源协议的集成型标准化光电模块。这样做的主要目的就是要降低成本,及早将100G的模块投放市场,从而使它不仅从性能上也从成本上成为绝大多数运营商在批量部署下一代高速率和大容量光网络时的主要选择。

  基于单一波长的100GPM- QPSK系统会在2010上半年在数家运营商核心网上得到更多的现场实时传输测试。预计在2011年中间,商用产品会陆续出现,随后开始进入早期商用测试和试验开局阶段。在未来两三年内,100G会在部分一级运营商的长途骨干网络中得到一些小批量的试用和部署。

超高速DSP处理技术是薄弱环节

●100G目前的薄弱环节是超高速DSP处理技术和Framer技术。

●WTD目前正在分功能块、分阶段地开发技术和产品。

  为满足带宽需求,运营商已经在计划部署下一代超高速网络。比如,在长途骨干网,通过支持100GE接口的路由器集群系统和100G波分复用的OTN系统共同组网,实现100GE的长距离传送;在骨干边缘及城域核心,采用100GE接口集群路由器直连方案,大规模简化网络架构,使运营商轻松应对流量本地化的业务发展趋势。

  目前,100G骨干网光传输技术正在逐步成熟。它主要涉及的关键技术有:超高速调制技术(DP-QPSK以及PM-QPSK)、偏振保持技术、信号光和本振光的频率(波长)稳定技术、频谱压缩技术、非线性串扰控制技术、超高速时钟处理技术等。当前,100G产业链的薄弱环节是超高速DSP处理技术、超高速 Framer技术等。

  100G光通信主要应用领域是骨干传输网和以太网。其中,100Gb/s以太网技术是很有生命力、备受关注的技术,大家都在热心参与,成熟商用预计要到2012年以后。

  根据我们对市场需求的调研,结合WTD的技术基础和技术实力,我们认为目前是 WTD开发100Gb/s光收发模块研发的最佳时机。针对100Gb/sCFPMSA标准光模块开发的技术可行性,WTD进行了全面的分析和研究,目前正在分功能块、分阶段地开发技术和产品。目前已经明确了100Gb/sCFP模块主要的三个研发方向:短距离10km1.3μmCFP模块、中距离 40km1.3μmCFP模块和用于干线传输的超长距离CFP模块。其中短距离、中距离的100Gb/sCFP模块,是WTD目前开发的重点,将采取并行开发的研发策略,努力快速地推出短距离10km1.3μmCFP模块新产品。

(Raymond)

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