张成良眼中的光通信:超100G和SDN唱主角

来源:互联网
更新时间:2016/12/12 11:27:50
责任编辑:李志喜
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流量的持续增长已经使得运营商的网络疲惫不堪。据统计,作为国内主要承载互联网业务的两大干线网络之一,163骨干网流量已经超过40T,并且以每年60%的幅度增长,另外一张169骨干网的情况也基本类似。

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为了应对大规模的流量,2014年,100G DWDM系统已经开始在国内外大规模部署,2015年,运营商将进一步加快100G DWDM部署步伐。与此同时,超100G传输市场也有望在2015年启动,部分运营商展开小范围的试点部署工作。

另一个值得注意的焦点是,2015年,三大运营商将继续扩大SDN商用范围,大规模向传送网渗透。

迈入超100G WDM传输时代

100G时代引入的相干光通信技术开创了高速传输技术的新纪元,该项技术将是未来一段时间高速传送技术发展的技术基础(包括400G甚至1T),其调制码型统一、相干检测、软判决FEC等特性将会使得该技术具有相对(40G系统)较长的生命周期。

2015年,100G WDM传输技术领域的热点仍将是100G超长距(ULH)WDM传输,基于光电器件性能提升的第二代软判决前向纠错(SD-FEC)技术的应用,100G ULH WDM传输将无线电中继传输距离延长至2000公里范围。目前CCSA已经完成了100G ULH WDM系统相关标准化工作,国内运营商已经在长途骨干网的局部地区开始部署100G ULH WDM系统。

100G技术长期来看仍无法满足我国干线网络流量的快速增长需求。相比于100G WDM系统所提供的8T传输容量,400G可以提供16T到20T的传输容量,其应用预期场景主要包括骨干网、大型本地网线路侧和客户侧的需求、数据中心数据交互的需求等。

据咨询公司RHK预计,全球超100G市场在2014-2015年启动,2015年将可能在运营商干线网络中的部分热点区域首先部署,并且在2018年进入一个快速发展阶段。

目前,主要传输设备厂商已经能够提供400G传输设备以及400G方案,例如华为、阿朗、Ciena三家厂商已经发布了基于400G技术的模块,400G标准化工作也正在各标准化组织推进,特别是负责制定400GE标准的IEEE 802.3bs工作组正式成立,标志着400GE乃至整个400G相关的标准化工作进入快车道。

在400G传输技术的选择方面,目前双载波PM-16QAM是主流的技术方案,支持100GH中间隔内传输2路200G子载波信号,频谱效率是100G传输系统的2倍。通过引入灵活栅格(Flexi-Grid)WDM技术和一定的奈奎斯特(Nqyist)滤波,可以进一步将400G信号的频谱宽度降低至75GHz,频谱效率达到100G传输系统的2.6倍数,但是牺牲了传输性能,该方案的OSNR容限等性能相对于100G WDM系统劣化6dB以上,难以满足骨干传输网的长距离和超长距离传输需求。因此,双载波PM-16QAM调制的400G WDM传输系统有可能率先在城域传输网中得到应用。

2014年国内运营商已经开始了200G、400G、1T等超100G WDM系统的研究和试验,2015年规模将进一步扩大。在“863”项目支持下,中国电信对400G和1T等多种信号速率的超100G WDM系统在多种光纤环境、多种组网条件下进行了多次传输实验,在OFC和OECC等国际高水平学术会议上发表了多篇论文;2014年9~11月,中国电信对华为、阿朗等主流厂商的400G WDM系统进行了实验室测试验证。中国移动在2014年上半年完成了400G实验室测试,包括4个设备厂家、4种类型光纤混合实验室测试。中国移动将于2014年下半年启动400G的现网试点。运营商这些试验表明对超100G WDM传输技术的浓厚兴趣。

SDN挺进传送网

在过去的一年,传送SDN开始从理论研究走向原型系统开发和验证测试。国际上有OIF/ONF联合组织的2014年传送SDN全球互联互通测试,国内有中国电信组织的SDON原型系统开发和测试,以及中国移动的S-PTN测试。

2014年8~9月,光互联论坛(OIF)与开放网络基金(ONF)联合组织全球多个运营商、设备厂商以及科研机构,开展了基于SDN的光传送网OTN原型和互操作性演示。参与本次测试演示的4个运营商包括中国电信、中国移动、TELUS和Verizon,9个设备厂商包括ADVA、阿朗、Ciena、Coriant、烽火通信、Fujitsu、华为、NEC和中兴。

实现对多厂商设备和多域网络的统一控制和管理是传送SDN的主要应用场景之一。2014年,中国电信组织国内主流通信设备厂商华为、中兴、烽火进行了SDON原型系统的开发与BoD业务演示。中国电信负责整体系统实施方案和接口规范的制定,并开发了核心单元多域控制器,由设备厂商提供单域控制器。

在本次演示中,中国电信多域控制器成功实现了对三个厂商单域网络和设备的统一控制,在多厂商组网场景下实现了端到端连接的建立、查询和删除,以及网络拓扑的初始化全量上报和网络拓扑变化时的增量上报等功能。

通过本项目,中国电信在业界率先完成了基于层次化控制器架构的跨厂商、跨域的SDON联合组网测试,采用Openflow协议扩展实现了对多厂商OTN设备的统一控制管理,在光网络跨域统一管控方面取得了突破。为多域网络中的端到端业务快速开通和管理提供了一种可行方案,为传送网络能力开放和业务创新提供了条件。

在此基础上,中国电信和华为公司联合进行了基于SDON的BoD专线应用联合创新和现场试验。在本次试验中,中国电信在梳理政企客户对BoD业务的需求并建立业务模型的基础上,负责制定了BoD业务整体实现方案、BoD业务规范和API接口协议,并完成开发BoD业务APP。华为公司提供商用OTN设备和单域传送SDN控制器,并适配中国电信BoD业务规范和API接口协议进行开发。在本次试验中,客户通过BoD APP成功实现了业务的创建、修改、删除、查询和预约等功能。通过本次BoD业务现场试验,进一步了解用户需求,完善了产品功能,并积累了基于SDN的创新产品开发经验,为后续虚拟传送网(VTS)、“IP+光协同”等进阶产品开发打下了基础。

超100G WDM大容量高速传输和传送SDN是光通信领域目前的两大热点技术。各大运营商在2014年都开展了实验室的测试工作,对相关技术的可行性进行了评估验证。

展望2015年,在前期实验室测试评估的基础上,主流运营商将开始进行上述两种技术的现场试验,对技术方案的成熟度和可部署性进行测试评估,并积极推进新技术的商用部署和应用。

原文作者:中国电信北京研究院副院长 张成良

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