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未來(lái)5年光通信系統十大技術趨勢發布
發布時(shí)間(jiān):2016.10.13     新(xīn)聞來(lái)源:     浏覽次數:

目前,一(yī)代一(yī)代通信技術出世,通信行業發展越來(lái)越快(kuài)。未來(lái)5年光通信系統趨勢又是如(rú)何?

  一(yī)、初露鋒芒的矽光子(zǐ)技術

  由于光和電采用分(fēn)立方式,光子(zǐ)與電子(zǐ)技術遵循各自的發展路(lù)線,目前光通信系統在功耗、成本、集成度方面遇到提升瓶頸。

  矽光子(zǐ)技術利用CMOS微電子(zǐ)工藝實現(xiàn)光子(zǐ)器(qì)件的集成制備,該技術結合了(le)CMOS技術的超大規模邏輯、超高精度制造的特性和光子(zǐ)技術超高速率、超低(dī)功耗的優勢。是一(yī)種能(néng)夠解決長技術演進與成本矛盾的颠覆性技術。

  目前多項矽光子(zǐ)關(guān)鍵技術已被相繼突破,預計在三年内将開始商(shāng)用。

  二、與雲、大數據技術融合,光通信SDN走進2.0時(shí)代

  SDN是公認的光通信發展趨勢,通過引入控制與轉發分(fēn)離的開放(fàng)架構,能(néng)夠顯著提升網絡能(néng)力,并已開始在現(xiàn)網上(shàng)逐步部署。但(dàn)随着SDN的逐步部署和網絡流量的不斷增加,SDN控制器(qì)/應用的部署靈活性、數據存儲、處理(lǐ)能(néng)力、安全性及超大流量下(xià)的網絡穩定性都将受到巨大挑戰。

  在未來(lái)3-5年,SDN技術将進入2.0時(shí)代,SDN開放(fàng)的網絡架構與雲、大數據技術結合,以雲的方式部署控制和應用,用大數據技術分(fēn)析和預測流量将成為(wèi)SDN2.0的主要特征。通過上(shàng)述技術的引入,可以實現(xiàn)SDN解決方案的安全彈性部署,保證SDN對數據存儲、數據處理(lǐ)的高要求,并多維度預測網絡流量趨勢,從而進一(yī)步提升網絡的智能(néng)化(huà)和敏捷性,在大流量環境下(xià)保證客戶體(tǐ)驗。

  三、超越100G,單通道傳輸速率繼續提升

  100G光傳輸難以滿足未來(lái)視(shì)頻、雲計算(suàn)、大數據、物聯網等新(xīn)興業務(wù)對網絡帶寬的需求。現(xiàn)網平滑升級超100G光收發單元可成倍提升系統容量,具有較高性價比和可行性。

  超100G将繼承并發揚100G光傳輸設計思想,在保持傳輸距離不變的同時(shí)提升光纖頻譜資源的利用率和頻譜效率,引入先進的調制編碼和光電集成技術進一(yī)步降低(dī)單位比特成本。

  目前業界積極開展現(xiàn)網實驗,推進超100G商(shāng)用進程,預計會在數據中心互聯率先展開應用。

  四、高速接入,多維複用和相幹技術大顯身(shēn)手

  互聯網新(xīn)應用層出不窮,需要更大帶寬支撐井噴式增長的數據需求,政企大客戶、高端社區用戶将需要獨享波長入戶,以及部分(fēn)場(chǎng)景下(xià)會有長距離高帶寬低(dī)時(shí)延接入需求。

  光通信技術中的複用維度包括時(shí)分(fēn)、波分(fēn)、頻分(fēn)、碼分(fēn)、模分(fēn)等。目前40GPON是采用了(le)時(shí)分(fēn)和波分(fēn)兩維複用,這(zhè)也(yě)是100GPON的可行方式之一(yī)。業界将探索上(shàng)述更多維度的組合,為(wèi)用戶提供更大的帶寬。此外,在接收端采用相幹接收方式,可在一(yī)根光纖承載超過1000個(gè)波長,每波長1G/10G,無源傳輸距離達到100km,實現(xiàn)T比特接入。為(wèi)用戶提供更大帶寬、更低(dī)時(shí)延的接入服務(wù),為(wèi)運營商(shāng)提供高效和低(dī)運維成本的網絡。

  40GTWDM-PON将在五年内啓動商(shāng)用之旅,更多維複用和相幹技術也(yě)是研究熱點。

  五、化(huà)繁為(wèi)簡,IP與光網絡深度融合提升超大容量路(lù)由

  當前通信網絡采用多層多域網絡承載業務(wù),設備種類繁多,海量數據的分(fēn)組處理(lǐ)能(néng)力呈指數級别提高,同時(shí)對超大容量路(lù)由運算(suàn)能(néng)力提出越來(lái)越高的要求,導緻機房(fáng)空間(jiān)緊張、能(néng)耗高、效率低(dī)。IP與光網絡的融合是解決問題的有效方式之一(yī)。

  IP與光網絡融合可以通過統一(yī)交換内核技術來(lái)實現(xiàn),具有分(fēn)組/ODUk/VC集中交換功能(néng),從而減少網絡層次、節省網絡投資、降低(dī)維護成本,實現(xiàn)網絡節點集約化(huà)。通過提高單槽位線卡轉發能(néng)力和采用多框集群技術,可以大幅提升單節點轉發能(néng)力;通過多核處理(lǐ)器(qì)、分(fēn)布式軟件架構、模塊化(huà)管理(lǐ)等技術,可實現(xiàn)千萬級别路(lù)由表管理(lǐ)。

  涵蓋骨幹、彙聚和接入網絡的IP與光融合,具有千萬級别路(lù)由表項的超大容量路(lù)由器(qì),提供全網端到端解決方案,運營商(shāng)已經展開了(le)試點。

  六、靈活光交換,基于CDC-F特性光交叉構建下(xià)一(yī)代光網絡

  當前随着100G技術的規模部署,超100G技術的蓬勃發展,WDM/OTN系統的傳輸容量提升較快(kuài),光層的靈活調度和高效處理(lǐ)成為(wèi)了(le)光網絡節點的一(yī)個(gè)重要需求。

  随着WSS光模塊集成度的進一(yī)步提升,采用WSS光模塊構建的具備CDC-F(Colorless,Directionless,Contentionless,FlexGrid)特性的光交叉組網技術在超大網絡節點應用時(shí),因同時(shí)擁有超大交換容量、波長及業務(wù)靈活調度、低(dī)功耗、低(dī)時(shí)延等關(guān)鍵特性,易于構建靈活、高效的光網絡。

  具備CDC-F特性的光交叉技術越來(lái)越受到全球運營商(shāng)的重視(shì),目前已有運營商(shāng)率先部署,預計近期将會展開更大範圍的試點和商(shāng)用。

  七、開放(fàng)創造價值,光通信網絡的APP技術普及

  傳統光網絡比較封閉,缺少向外部用戶提供網絡管理(lǐ)和控制的能(néng)力。而随着雲計算(suàn)、大數據、數據中心等的飛速發展,對管理(lǐ)、控制光網絡的需求越來(lái)越強烈。

  在SDN時(shí)代,運營商(shāng)和設備制造商(shāng)開創性地向外部用戶提供自己開發的APP或者提供SDK供外部用戶開發APP。這(zhè)些(xiē)APP和SDK使用SDN控制器(qì)的開放(fàng)式北向接口管理(lǐ)和控制光網絡,實現(xiàn)業務(wù)創建、業務(wù)QoS調整、網絡規劃、網絡優化(huà)等功能(néng),從而創新(xīn)業務(wù)模式、簡化(huà)網絡應用、提高網絡使用效率和運維效率。

  近年來(lái),一(yī)部分(fēn)友好(hǎo)(hǎo)互動的光網絡APP已經獲得了(le)用戶的青睐,未來(lái)開放(fàng)的SDN化(huà)光網絡将孕育出更多更有價值的APP。

  八、高效和低(dī)成本,中短距離城域高速傳輸直調直檢技術

  為(wèi)了(le)滿足骨幹網絡上(shàng)千公裏長距離傳輸的要求,目前主流的傳輸技術是相幹傳輸技術。但(dàn)是在城市(shì)之間(jiān)的組網,往往傳輸距離在300公裏以下(xià)。在這(zhè)種情況下(xià),如(rú)何避免使用相幹探測的方式(系統複雜,成本較高),達到良好(hǎo)(hǎo)的傳輸和組網效果,是現(xiàn)在研究的熱門話(huà)題。

  為(wèi)了(le)實現(xiàn)中短距離傳輸,當前主要的技術主要考慮直接調制、直接探測上(shàng)。調制方面,可采用的方式很多,包括:PAM-4傳輸方式、DMT傳輸方式、單邊帶傳輸方式,等等。在接收側,則采用非相幹的方式,使用較少的光電子(zǐ)器(qì)件。以達到簡化(huà)系統和降低(dī)成本的效果。

  近幾年,多個(gè)直調直檢技術實驗不斷進行,通過逐步研究和持續優化(huà),未來(lái)3年将會開始試點。

  九、走向全光網,從芯片間(jiān)、闆間(jiān)到機房(fáng)間(jiān)的光互聯技術

  伴随着大數據和雲技術的蓬勃發展,短到芯片片上(shàng)和片間(jiān)、長到機櫃間(jiān)和數據中心間(jiān)的大規模數據交換處理(lǐ),都渴望高速、穩定、可靠的互聯,常規電纜連接将無法應對。

  目前看來(lái),芯片間(jiān)和闆間(jiān)的解決方案可以利用矽基光電集成來(lái)有效實現(xiàn)光互聯。機房(fáng)間(jiān)互聯、機架間(jiān)互聯、機框間(jiān)互聯、機盤間(jiān)互聯可以利用光電轉換和光傳輸技術取代傳統的電纜,主要解決方案包括矽基的光電集成、高速VCSEL和直調DFB等。其中矽基光電集成方案具有CMOS工藝兼容,集成度高,成本低(dī)的優勢。

  未來(lái)幾年,光互聯技術将在芯片内部、芯片間(jiān)、闆間(jiān)、機櫃間(jiān)、機房(fáng)間(jiān)普及應用。

  十、綠(lǜ)色通信,光通信技術永遠(yuǎn)的主題

  随着人(rén)們信息消費的不斷增加,需要光通信提供的帶寬越來(lái)越大,消耗的能(néng)源越來(lái)越多。在能(néng)源日趨緊張的今天,如(rú)何實現(xiàn)綠(lǜ)色通信成為(wèi)業界努力的主要方向之一(yī)。

  為(wèi)了(le)實現(xiàn)綠(lǜ)色通信,一(yī)些(xiē)新(xīn)的技術正在或将逐漸被采用,如(rú)新(xīn)能(néng)源、高集成度芯片、高效率電源模塊、智能(néng)風(fēng)扇、液體(tǐ)制冷、智能(néng)流量聚合、硬件休眠、新(xīn)型材料等技術。

  通過上(shàng)述技術的逐步引入和持續優化(huà),光通信設備的每比特能(néng)耗将逐漸降低(dī),與環境更為(wèi)和諧。

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