IP互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展對(duì)主流的10G傳輸網(wǎng)提出新挑戰(zhàn)

作者：姚傳富  

2000年前后，風(fēng)起云涌的互聯(lián)網(wǎng)熱潮帶來(lái)了一場(chǎng)光傳輸系統(tǒng)的革命，10G傳輸技術(shù)成為光纖通信網(wǎng)絡(luò)的核心，包括中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通等國(guó)內(nèi)外運(yùn)營(yíng)商用10GDWDM+SDH構(gòu)建了從城域核心到國(guó)家干線的各級(jí)傳輸網(wǎng)絡(luò)，但是在接下來(lái)的幾年中，隨著互聯(lián)網(wǎng)泡沫的破滅，光傳輸市場(chǎng)也歸于平淡，過(guò)剩的光纖資源時(shí)刻提醒著人們冒進(jìn)的危險(xiǎn)。

隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，IP流量呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，其增速之快、來(lái)勢(shì)之猛，大大超出人們的預(yù)期。有關(guān)專家認(rèn)為，光傳輸網(wǎng)絡(luò)正朝著面向IP互聯(lián)網(wǎng)、能融入更多業(yè)務(wù)、能進(jìn)行靈活的資源配置和生存性更強(qiáng)的方向發(fā)展，高速率大容量的光傳輸系統(tǒng)將大行其道，具有40G乃至100G速率的光傳輸系統(tǒng)將成為未來(lái)光傳輸網(wǎng)絡(luò)的核心。對(duì)以10G系統(tǒng)為核心的傳輸網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)換代已經(jīng)勢(shì)在必行。

10G系統(tǒng)已不堪容量重負(fù)

在歐美發(fā)達(dá)地區(qū)，10G傳輸系統(tǒng)帶寬消耗十分迅速，導(dǎo)致重新進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的時(shí)間從常規(guī)的5年以上縮短到2～3年。目前美國(guó)Verizon、日本NTT DoCoMo、德國(guó)電信都已經(jīng)啟動(dòng)了40G全國(guó)骨干網(wǎng)項(xiàng)目的建設(shè)。其他通信運(yùn)營(yíng)商也都對(duì)40G傳輸技術(shù)很感興趣。據(jù)HeavyReading調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在未來(lái)3年里，60%的運(yùn)營(yíng)商將會(huì)選擇40G光網(wǎng)技術(shù)，到2010年，40G系統(tǒng)的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到20億美元。

視頻應(yīng)用和IPTV業(yè)務(wù)的興起也給中國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)了難題。高數(shù)據(jù)流量年增長(zhǎng)率，使得容量過(guò)去看起來(lái)很大的8×10G系統(tǒng)長(zhǎng)途骨干網(wǎng)也應(yīng)接不暇，市場(chǎng)對(duì)40G光傳輸系統(tǒng)的需求凸顯。據(jù)悉，中國(guó)電信骨干傳輸網(wǎng)流量以每年40%的速率增長(zhǎng)，尤其在壓力較大的江蘇、浙江、廣東一帶，城域網(wǎng)內(nèi)的流量已經(jīng)接近1000G。專家預(yù)計(jì)，目前國(guó)家干線的800G網(wǎng)絡(luò)，一般也只能滿足2～3年的帶寬需求。流量暴增發(fā)出了新舊技術(shù)更迭的強(qiáng)烈信號(hào)，10G系統(tǒng)越來(lái)越無(wú)法滿足需要。

另外，與技術(shù)升級(jí)迅速的IP路由器相比，光傳輸系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步顯得明顯滯后。目前，骨干網(wǎng)IP路由器交換端口的容量普遍達(dá)到40G，100G端口的路由器也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商用。在廣域網(wǎng)側(cè)，10G傳輸端口與40G路由交換端口嚴(yán)重不匹配，造成巨大的資源浪費(fèi)。據(jù)專家介紹，目前在城域網(wǎng)核心節(jié)點(diǎn)之間以及與骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間的互聯(lián)采用了并行多個(gè)10G傳輸或多個(gè)10G捆綁的方式，但這種方式給運(yùn)維、管理帶來(lái)了難度，開銷巨大。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，為了提高核心網(wǎng)的效率和功能，單波長(zhǎng)內(nèi)能處理多個(gè)數(shù)字連接，核心光網(wǎng)絡(luò)的帶寬必須大于任何單一的接入信號(hào)的帶寬，核心網(wǎng)單波長(zhǎng)速率向40G乃至更高速率的方向演進(jìn)已經(jīng)勢(shì)在必行。

目前，中國(guó)電信已經(jīng)在上海—杭州建設(shè)了國(guó)內(nèi)第一條40G商用線路，該40G線路長(zhǎng)200公里。中國(guó)聯(lián)通承接了原中國(guó)網(wǎng)通的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)40G同樣提出了迫切需求。2008年中國(guó)聯(lián)通在華北多個(gè)地區(qū)開始興建40G線路。中國(guó)移動(dòng)對(duì)于40G也給予了密切關(guān)注。“隨著全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的深入，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的增加將促進(jìn)中國(guó)移動(dòng)在城域骨干網(wǎng)上采用40G。”中國(guó)移動(dòng)設(shè)計(jì)院副院長(zhǎng)劉濤表示。業(yè)內(nèi)普遍預(yù)測(cè)，隨著3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)大幕的正式拉開，未來(lái)移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展將進(jìn)一步提升對(duì)傳輸網(wǎng)帶寬的需求，40G系統(tǒng)有望成為今年傳輸網(wǎng)建設(shè)的最大熱點(diǎn)。

100G傳輸技術(shù)浮出水面

100G傳輸是下一代高速傳輸領(lǐng)域的核心技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)單信道每秒112G比特的傳輸，從而將目前主流傳輸速率提高了10倍。單信道100G速率級(jí)別的傳輸技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，預(yù)示著100G傳輸時(shí)代將很快來(lái)臨。

據(jù)工信部電信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所專家張海懿介紹，目前國(guó)際上100G的標(biāo)準(zhǔn)化還在進(jìn)行當(dāng)中，預(yù)計(jì)2010年能夠正式成為標(biāo)準(zhǔn)。但是很多設(shè)備制造商已經(jīng)從5年甚至更早以前就開始了100G系統(tǒng)的研究與開發(fā)。最近兩年全球各大運(yùn)營(yíng)商也對(duì)此表現(xiàn)出極大的興趣，Verizon在2007年采用阿爾卡特朗訊的設(shè)備進(jìn)行了504km的傳輸試驗(yàn)，2008年采用諾基亞西門子的設(shè)備進(jìn)行了1040km的長(zhǎng)途現(xiàn)場(chǎng)傳輸試驗(yàn)。北電也在國(guó)際會(huì)議上報(bào)道采用統(tǒng)一平臺(tái)，同時(shí)傳輸10G、40G和100G的信號(hào)，通道間隔為50GHz，并達(dá)到100km以上的傳輸距離。國(guó)內(nèi)設(shè)備制造商華為也在2008年宣稱研制出100G波分樣機(jī)，適合長(zhǎng)距離傳輸，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)2000km的無(wú)電中繼傳輸。

隨著40GDWDM系統(tǒng)的商用，100GE以太網(wǎng)等的規(guī)范和對(duì)于業(yè)務(wù)的預(yù)測(cè)，催生了業(yè)界對(duì)于100G傳輸需求的關(guān)注，ITU-T、IEEE和OIF等標(biāo)準(zhǔn)組織都開展了100GE或100G傳輸?shù)确矫娴臉?biāo)準(zhǔn)和研究工作，設(shè)備制造商和運(yùn)營(yíng)商也對(duì)于100G技術(shù)的研究和應(yīng)用給予了較高的關(guān)注，近兩年開展了各種試驗(yàn)，證明100G傳輸成為現(xiàn)實(shí)的可能性。隨著技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展，特別是業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)傳輸需求的擴(kuò)展，100G技術(shù)將在今后的2～3年內(nèi)逐步發(fā)展起來(lái)。

對(duì)于國(guó)內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，前有10G系統(tǒng)的不堪重負(fù)，后有100G系統(tǒng)的窮追猛趕，市場(chǎng)留給40G系統(tǒng)部署的時(shí)間并不多。而今明兩年，無(wú)疑是部署40G的最佳選擇。

平滑升級(jí)是應(yīng)用關(guān)鍵

新技術(shù)的推廣使用固然必要，但新舊技術(shù)的兼容使用才是40G推廣前期的關(guān)鍵。

“從10G系統(tǒng)升級(jí)的前提是，40G方案具備平滑演進(jìn)的特點(diǎn)。”工信部電信研究院標(biāo)準(zhǔn)研究所張海懿強(qiáng)調(diào)。平滑升級(jí)特點(diǎn)包括在現(xiàn)有的10G傳輸系統(tǒng)上即插即用，平滑升級(jí)到40GDWDM系統(tǒng)；在現(xiàn)網(wǎng)各種類型暗光纖不需額外改造即可新建40G波分系統(tǒng)；傳輸距離/容量要能充分體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)效益，也就是相比10G更高的性價(jià)比。

此外，由于40G的使用，還將牽扯到運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)投資、承載網(wǎng)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維等問(wèn)題，運(yùn)營(yíng)商也希望借助建設(shè)40G優(yōu)化和提升自己的承載網(wǎng)性能，已經(jīng)投入40G建設(shè)的中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通，都對(duì)40G如何提升網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行了充分的研究和論證。

在目前骨干網(wǎng)光纜建設(shè)已基本完成，10G波分系統(tǒng)已廣泛部署的情況下，理想的40GDWDM方案應(yīng)同時(shí)滿足以下要求：達(dá)到目前10G波分系統(tǒng)4倍的容量；達(dá)到目前10G波分系統(tǒng)相同或更好的傳輸距離；達(dá)到目前10G波分系統(tǒng)相同或更好的光纜兼容性；可重復(fù)利用已有的光線路系統(tǒng)，包括光放大器和ROADM，不降低其性能，無(wú)需額外投資。因此，通過(guò)選擇可支持業(yè)務(wù)平滑升級(jí)、10G和40G混合運(yùn)行的系統(tǒng)將是目前有效降低初期建設(shè)成本的可行方式。隨著40G成本的持續(xù)降低和業(yè)務(wù)需求的逐步明確，40G的擴(kuò)容成本也會(huì)有效降低。40G與10G協(xié)作傳輸，必須解決波長(zhǎng)信道設(shè)計(jì)、色散/PMD色散補(bǔ)償、信道均衡和與現(xiàn)有系統(tǒng)的兼容等問(wèn)題。為了能讓40G兼容使用和平滑升級(jí)，40G廠商正在致力于提供波帶化設(shè)計(jì)體系、精細(xì)色散補(bǔ)償、極化模色散補(bǔ)償、可編程增益均衡器等先進(jìn)功能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)40G波道的最佳匹配，能夠保障在現(xiàn)有10G系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)中，平滑引入40G信道，并對(duì)已有業(yè)務(wù)無(wú)影響，為客戶提供各種類型節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)也可平滑升級(jí)到40G。