Broadband@ 100G鋪就三網(wǎng)融合之路

1  引言

隨著有線和無線接入帶寬的不斷提升，伴隨著三網(wǎng)融合的視頻業(yè)務普及到更多的終端，城域網(wǎng)的容量將面臨著巨大挑戰(zhàn)，現(xiàn)有的10G鏈路已經(jīng)捉襟見肘，40G已進入規(guī)模商用。面對日益增長的IDC流量和高清流媒體應用的普及，100G的需求也逐漸浮出水面。100G的市場，已不是技術或廠商推動的結果，而是業(yè)務需求實實在在的推動。一些ICP如Facebook和Google，在多個場合表達了對100G高速承載的渴望，并且早在標準成熟前就已開始引入該技術。

2  100G以太網(wǎng)

2010年6月，IEEE最終敲定了802.3ba 100G以太網(wǎng)標準，解決了數(shù)據(jù)中心、運營商網(wǎng)絡和其他流量密集高性能計算環(huán)境中數(shù)量越來越多的應用寬帶需求。而數(shù)據(jù)中心內(nèi)部虛擬化和虛擬機數(shù)量的繁衍，以及融合網(wǎng)絡業(yè)務、視頻點播和社交網(wǎng)絡等需求同樣是推動制訂該標準的幕后力量。

實際上，早在2008年，正式標準未定稿前，阿爾卡特朗訊已經(jīng)有完整的100G以太網(wǎng)方案，并隨后為一些用戶的試商用網(wǎng)絡部署了100GE的方案。在802.3ba標準定稿僅兩個月后，阿爾卡特朗訊即提供了業(yè)內(nèi)首個遵循該標準的100GE方案，可部署在城域網(wǎng)絡的業(yè)務邊緣層或者網(wǎng)絡核心層，為居民、企業(yè)和移動用戶提供全方位的路由和交換式業(yè)務。

在7750SR/7450ESS上提供100G接口的意義在于：阿爾卡特朗訊在業(yè)界第一次在城域邊緣的SR上提供了具有精細化業(yè)務控制能力的100GE接口，這與核心路由上的100G粗放式轉發(fā)管道有著本質不同。阿爾卡特朗訊的創(chuàng)新為100GE進入城域奠定了堅實基礎。實際上，7750SR的100GE方案在現(xiàn)階段的國內(nèi)市場，同樣適合定位于城域IDC核心，作為云計算的高速互聯(lián)鏈路，并通過特有的精細化能力，提供網(wǎng)絡層的IaaS服務。

同時，7750SR的100GE也完全能夠部署于骨干，提供比傳統(tǒng)核心100GE更強大的業(yè)務吞吐能力。目前國內(nèi)骨干網(wǎng)上已有40G的鏈路，對于更高的互聯(lián)需求，運營商通常會采用多個40G或10G鏈路捆綁的方式作為替代方案，100GE的出現(xiàn)，將改善這種情況，在管理、維護方面和承載效率方面都將有明顯改善；而對于光纖資源緊張的區(qū)域，單纖100GE的方案可能成為惟一選擇。

阿爾卡特朗訊100G以太網(wǎng)技術的核心是屢獲殊榮、自行研發(fā)的FP2芯片技術——這將有助于降低運營商網(wǎng)絡演進到100G接口時的風險。自2008年7月供貨開始，該芯片就具備了在7750業(yè)務路由器和7450以太網(wǎng)業(yè)務交換機提供100G板卡的能力，比目前板卡的性能提升了2倍，是公司創(chuàng)新精神和領先地位的進一步延伸。同時，這意味著那些已經(jīng)部署阿爾卡特朗訊業(yè)務路由器的運營商，只需增加新的板卡，便可將每個插槽的性能升級到100G，而無需中斷業(yè)務。

對運營商而言，節(jié)能減排和減少機房占地化依然是控制成本并保持綠色運營的關鍵。阿爾卡特朗訊全新100G以太網(wǎng)接口模塊得益于FP2芯片技術創(chuàng)新，在熱效率方面進行了強化，將每GB數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎慕档偷?W左右，與目前廣泛部署的10G和40G設備相比有明顯改善。這進一步降低了阿爾卡特朗訊路由器產(chǎn)品本已非常低的能耗水平，再度鞏固了其在業(yè)內(nèi)的領先地位。

當100GE部署于骨干作為廣域互聯(lián)時，路由直連的方式很可能無法滿足在距離、保護等方面的要求，需要同光傳輸協(xié)同部署。阿爾卡特朗訊是業(yè)界第一個提供單波100G傳輸系統(tǒng)的廠商，也是第一個實現(xiàn)端到端100G IP與傳輸系統(tǒng)互聯(lián)的廠商。

阿爾卡特朗訊的核心模塊極大地拓展了100GE的適用性，而不僅僅局限于核心傳輸。結合其100G光傳輸技術，阿爾卡特朗訊的產(chǎn)品提供了優(yōu)異的端到端可擴展性、更高的性能和更強的兼容性，能夠更好地助力帶寬調節(jié)并有效地控制成本。這也是阿爾卡特朗訊高效能網(wǎng)絡（HLN）架構的重要原則。

3  100G光傳輸

作為光傳輸革新創(chuàng)導者的阿爾卡特朗訊貝爾試驗室，曾發(fā)明了密集波分系統(tǒng)（DWDM）；引進了非零色散光纖；首次引入了100G以太傳輸以及世界上使用最多的40Gbit/s DPSK編碼技術。

對于本質為模擬信號的光傳輸技術而言，極化模（PMD）和其它非線性效應的損傷在高速率時尤為嚴重，使得在不同光纖類型和10G，40G和100G混傳情況下，需要考慮留出很大的頻譜空間以避免干擾。盡管通過使用高速CMOS在電域解決這些問題并非初見，但尚存在著有效性方面的不足。阿爾卡特朗訊在這方面做了很多創(chuàng)新性的突破：

（1）阿爾卡特朗訊最先采用了PDM-QPSK作為100G的調制格式，實現(xiàn)2bit/s/Hz。PDM-QPSK作為100G傳輸?shù)膬?yōu)選調制格式，得到了業(yè)界的廣泛認可，目前已被OIF列為標準。2008年，采用先進的光信號調制格式（高階偏振復用調制格式），使Nx100Gbit/s DWDM系統(tǒng)的頻譜率效率達到6.2bit/s/Hz。

（2）相干光技術。早在2007年我們就提出了相干檢測等專利技術，在同年首家實現(xiàn)了在單條光纖通道上獲得12.8Tbit/s（128波×100G）的速率，并將距離提高到了2550km�；�于該技術，2008年，阿爾卡特朗訊再一次創(chuàng)造了Nx100Gbit/s長距離大容量傳輸?shù)淖钚率澜缂o錄：首次在2550km長的無電中繼光纖上實現(xiàn)了16.4Tbit/s的傳輸速率。