寬帶100G網(wǎng)絡(luò)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(wù)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(jìn)入規(guī)模商用。面對(duì)日益增長(zhǎng)的IDC流量和高清流媒體應(yīng)用的普及，100G的需求也逐漸浮出水面。100G的市場(chǎng)，已不是技術(shù)或廠商推動(dòng)的結(jié)果，而是業(yè)務(wù)需求實(shí)實(shí)在在的推動(dòng)。一些ICP如Facebook和Google，在多個(gè)場(chǎng)合表達(dá)了對(duì)100G高速承載的渴望，并且早在標(biāo)準(zhǔn)成熟前就已開始引入該技術(shù)。

2  100G以太網(wǎng)

　　2010年6月，IEEE最終敲定了802.3ba 100G以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，解決了數(shù)據(jù)中心、運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)和其他流量密集高性能計(jì)算環(huán)境中數(shù)量越來越多的應(yīng)用寬帶需求。而數(shù)據(jù)中心內(nèi)部虛擬化和虛擬機(jī)數(shù)量的繁衍，以及融合網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)、視頻點(diǎn)播和社交網(wǎng)絡(luò)等需求同樣是推動(dòng)制訂該標(biāo)準(zhǔn)的幕后力量。

　　實(shí)際上，早在2008年，正式標(biāo)準(zhǔn)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(luò)部署了100GE的方案。在802.3ba標(biāo)準(zhǔn)定稿僅兩個(gè)月后，阿爾卡特朗訊即提供了業(yè)內(nèi)首個(gè)遵循該標(biāo)準(zhǔn)的100GE方案，可部署在城域網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)邊緣層或者網(wǎng)絡(luò)核心層，為居民、企業(yè)和移動(dòng)用戶提供全方位的路由和交換式業(yè)務(wù)。

　　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(xì)化業(yè)務(wù)控制能力的100GE接口，這與核心路由上的100G粗放式轉(zhuǎn)發(fā)管道有著本質(zhì)不同。阿爾卡特朗訊的創(chuàng)新為100GE進(jìn)入城域奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。實(shí)際上，7750SR的100GE方案在現(xiàn)階段的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，同樣適合定位于城域IDC核心，作為云計(jì)算的高速互聯(lián)鏈路，并通過特有的精細(xì)化能力，提供網(wǎng)絡(luò)層的IaaS服務(wù)。

　　同時(shí)，7750SR的100GE也完全能夠部署于骨干，提供比傳統(tǒng)核心100GE更強(qiáng)大的業(yè)務(wù)吞吐能力。目前國(guó)內(nèi)骨干網(wǎng)上已有40G的鏈路，對(duì)于更高的互聯(lián)需求，運(yùn)營(yíng)商通常會(huì)采用多個(gè)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(hù)方面和承載效率方面都將有明顯改善；而對(duì)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(shù)的核心是屢獲殊榮、自行研發(fā)的FP2芯片技術(shù)——這將有助于降低運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)到100G接口時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。自2008年7月供貨開始，該芯片就具備了在7750業(yè)務(wù)路由器和7450以太網(wǎng)業(yè)務(wù)交換機(jī)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(lǐng)先地位的進(jìn)一步延伸。同時(shí)，這意味著那些已經(jīng)部署阿爾卡特朗訊業(yè)務(wù)路由器的運(yùn)營(yíng)商，只需增加新的板卡，便可將每個(gè)插槽的性能升級(jí)到100G，而無需中斷業(yè)務(wù)。

　　對(duì)運(yùn)營(yíng)商而言，節(jié)能減排和減少機(jī)房占地化依然是控制成本并保持綠色運(yùn)營(yíng)的關(guān)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(shù)創(chuàng)新，在熱效率方面進(jìn)行了強(qiáng)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(shè)備相比有明顯改善。這進(jìn)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(lǐng)先地位。

　　當(dāng)100GE部署于骨干作為廣域互聯(lián)時(shí)，路由直連的方式很可能無法滿足在距離、保護(hù)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(gè)提供單波100G傳輸系統(tǒng)的廠商，也是第一個(gè)實(shí)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(jié)合其100G光傳輸技術(shù)，阿爾卡特朗訊的產(chǎn)品提供了優(yōu)異的端到端可擴(kuò)展性、更高的性能和更強(qiáng)的兼容性，能夠更好地助力帶寬調(diào)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(luò)（HLN）架構(gòu)的重要原則。

3  100G光傳輸

　　作為光傳輸革新創(chuàng)導(dǎo)者的阿爾卡特朗訊貝爾試驗(yàn)室，曾發(fā)明了密集波分系統(tǒng)（DWDM）；引進(jìn)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(shù)。

　　對(duì)于本質(zhì)為模擬信號(hào)的光傳輸技術(shù)而言，極化模（PMD）和其它非線性效應(yīng)的損傷在高速率時(shí)尤為嚴(yán)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(diào)制格式，實(shí)現(xiàn)2bit/s/Hz。PDM-QPSK作為100G傳輸?shù)膬?yōu)選調(diào)制格式，得到了業(yè)界的廣泛認(rèn)可，目前已被OIF列為標(biāo)準(zhǔn)。2008年，采用先進(jìn)的光信號(hào)調(diào)制格式（高階偏振復(fù)用調(diào)制格式），使Nx100Gbit/s DWDM系統(tǒng)的頻譜率效率達(dá)到6.2bit/s/Hz。

（2）相干光技術(shù)。早在2007年我們就提出了相干檢測(cè)等專利技術(shù)，在同年首家實(shí)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(shù)，2008年，阿爾卡特朗訊再一次創(chuàng)造了Nx100Gbit/s長(zhǎng)距離大容量傳輸?shù)淖钚率澜缂o(jì)錄：首次在2550km長(zhǎng)的無電中繼光纖上實(shí)現(xiàn)了16.4Tbit/s的傳輸速率。