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[光纤光缆] 光通信:40G是过渡100G正开始超100G将延续

P:2011-07-11 21:49:37

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 根据思科 6 月 1 日刚刚发布的一份报告预测,到 2015 年网络互联设备的数量将会超过 150 亿台,相当于全世界人口数量的两倍。同时到 2015 年全球互联网流量的总量将达到目前的 4 倍,达到每年 966 exabytes。预计仅 2014 年至 2015 年间互联网流量的增长就会达到 200 exabytes,超过 2010 年全球产生的 IP 流量总和。而来自中国电信的最新预测报告显示,未来 5 年中国电信的骨干 IP 网带宽年增长率将达 40%~50%,骨干传输网总带宽将从 64TB/s 增加到至少 120~155TB/s,甚至 200TB/s 以上。
 而应对上述挑战的关键就是高速光传输技术,也就是大家所熟知的 40G/100G。由于 40G/100G下一代长距离光传输系统不但可以满足当前对带宽的需要,还可以适应未来带宽需求的变化,因此,40G/100G 成为电信运营商的关注焦点,近几年来发展迅速,然而在部署这种系统时,运营商仍面临着诸多的选择和挑战。
 40G:仅仅是过渡技术? 
在光通信领域,40G 可以说是最命途多舛的技术了,早在 2000 年之前,40G 技术就已经进入了人们的视野,当时一些乐观的人认为其将很快获得大规模应用。但随着 2000 年之后互联网大潮落幕,全球光通信产业进入寒冬期,40G 技术也销声匿迹了好多年,直到 2006 年之后,光通信产业回暖,40G 的商用进程才再次提上日程,但却已经错过了最好的发展机会。以国内为例,直到 2008 年中国电信才开始部署国内第一条商用 40G 链路,到 2010 年,40G产品全面成熟并大规模上市,但留给 40G 的时间已经不多了。
在刚刚结束的第十一届中国光网络研讨会(OPTINET2011)上,不少与会嘉宾对 40G 的市场前景并不很乐观,中兴通讯承载网产品线产品规划经理施社平在发言中表示,尽管目前 40G系统已经开始大量商用,估计 2010 年部署量达 30000 端口,但其发展面临尴尬,由于业务不足、产品价格长期偏高,运营商对是否采用 40G 仍存观望,加之 100G 技术发展迅速、商用在即,运营商可能会选择跳过 40G,直接部署 100G 系统。
 烽火通信光网络产品部副总经理范志文也指出,目前来看,40G 最大的问题在于上游产业链的力量比较分散,在供货的速度以及价格上还需进一步地改进。特别是 100G 的出现对 40G的冲击比较明显,上游的器件、芯片厂家把精力更多地放在 100G 上面,造成 40G 产业链整体比较薄弱。因此业界普遍认为 40G 将是一种过渡技术,而 100G 网络将从 2011 年开始呈现出非常强劲的发展态势,占据高速网络市场的大部分份额,明显遏制 40G 市场的增长。 与 40G 不同的是,100G 在标准的跟进、技术方案的统一、产业链的发展上都做的比较好,因此 100G 产品的价格将有望很快降低到与 40G 相当的水平,此外考虑到超 100G 技术还需要至少5~6年甚至更长时间才能达到商用要求,因此市场留给100G的商用窗口期将会非常长。Infonetics Research 运营商和数据中心网络的首席分析师 Michael Howard 指出,事实上我们已经处于 100G 时代的起点,这个时期将非常长,预计将从 2015 年一直持续到 2030 年,在此期间 100G 将成为市场上的主流。中国电信北京研究院副总工程师张成良也认为,100G传输技术将比 40G 拥有更长的生命周期,预计将持续 8~9 年。
 100G:一个时代正在开始
当大家的目光还聚焦在 40G 的商用时,100G 却已经整装待发。2010 年 6 月,100GE 标准的通过给了 100G 华丽的出场。在业务的驱动下,100G 正在大跨步地发展和完善,走向未来光网络的建设。IEEE、ITU-T 和 OIF 分别对 100G 相关的技术进行了定义。IEEE 主要集中对 100G的客户以太网信号定义,103.125G 为 100GE 的信号速率;ITU-T 则定义了 OTU4、ODU4 的信号速率,分别为 111809973.568kbit/s、104794445.815kbit/s,保证了 100GE 作为客户信息映射到 OTU 信号时的兼容性问题;OIF 主要定义了相关的电接口,同时也展开了对 DP-QPSK码型的 100G 长距传输研究。
 烽火通信光网络产品部副总经理范志文指出,目前国际上 100G 技术的标准已经非常成熟,国内也将在明年 3 季度出台 100G 相关标准,而 100G 标准的快速推进也非常有利于相关产业的发展,预计到今年底,各大设备厂商将陆续推出商用 100G 产品,最迟到 2013 年,运营商将会开始少量商用 100G 系统,以后 100G 市场每年将会以 2~3 倍的速度增长。 中兴通讯承载网产品线产品规划经理施社平则预计,全球范围来看,100G 的商用将从今年拉开帷幕,明年部署量可达到 4000 个端口,到 2013 年将达到 10000 个端口,施社平认为由于 100G 在标准层面跟进比较迅速,在调制方案上比较统一,因此产业链的发展比较好,其在价格上将会很快优于40G,未来100G在波分和传送层面将会很快取代40G,成为市场主流。 如果说技术、标准的快速成熟和运营商网络建设的需求拉动是 100G 技术能够在短期内规模商用的主要驱动因素,那么来自设备厂商不遗余力的推波助澜也是不可忽视的方面,因为100G 将在未来很长一段时间成为他们的“摇钱树”。来自 Infonetics Research 的研究报告显示,2010 年,虽然 10G 以上的高速端口(10G、40G 和 100G 端口)的销售量仅仅相当于所有端口销售量的 3%,但其为设备制造商带来的收入却相当于所有收入的 43%;可见更高速的网络端口不仅对承载全球日益增加的网络流量非常重要,同时也是设备制造商主要的收入来源。
 虽然情况不错,但 100G 系统规模商用也并非一点问题也没有。张成良表示,与 40Gbps WDM系统相比,100G 传输的商用化需要把握 4 大关键技术:100G 线路传输技术、100GE 接口技术、100GE 封装映射技术和 100G 关键器件技术,其中仍面临着一些问题,需要业界积极配合加以解决。例如,100G 系统与 40G 系统相比光信噪比(OSNR)需要增加到 4dB 左右,而同时对色散和 PMD 的容限要求更加苛刻,约为原来的三分之一,因此对于 100G 来说非线性效应的影响远远超过了 10G 和 40G WDM 传输系统。
 除此之外,100G 端口的价格也是影响其能否快速取代 40G 的主要因素之一。尽管目前市面上 100G 的价格已经具有一定竞争力,但距离运营商的希望仍有一段距离。中国电信科技委主任韦乐平表示,希望 100G 的价格能最终降至 10G 端口价格的 5~6 倍。而这也许并不需要太长时间,Infonetics Research 预测,随着更多新的 100G 产品的研发上市,到 2013 年 100G的价格水平将降到 40G 价格的 2 倍,而到那时市场将会迎来一个转折点——100G 全面抗衡40G。
 超 100G:发展没有尽头?
 尽管目前 100G 的规模商用还远未展开,但厂商对更高速的超 100G 技术的研究和讨论已经开始了。在本次 OPTINET 2011 会议上,来自烽火通信、中兴通讯和华为等厂商的代表,分别报告了其各自在超 100G 技术方面进展和成果:从 160G、到 400G、1T,甚至 10T,不由让人感叹,光通信技术的发展是否会有尽头。
 比如在今年第一季度,诺基亚西门子通信展示了其 FlexiGrid 技术如何将光纤传输网络升级至 400G,以满足当前运营商对于宽带的快速增长的需求。使用 FlexiGrid,诺基亚西门子通信完成了行业首个通过 600 公里单模光纤网络的 400G 数据传输实验。实验在诺基亚西门子通信位于德国慕尼黑的研发实验室完成。除此之外,包括烽火通信、中兴通讯、华为、阿尔卡特朗讯等厂商在内,也正在进行从 400G 到 1T 的相关技术预研和实验室测试,并取得了不少成果。
 最值得一提的是,在不久前举行的美国光纤通信(OFC/NFOEC 2011)会议期间,中兴通讯首次在实验中实现了单信道为 10Tbit/s 的光信号,并成功让该信号在标准单模光纤中完成 640公里传输,刷新了此前单信道传输最高速率为 1Tb/s 光信号的世界记录,为单信道更高速率光传输技术的研究奠定了基础。 不过,随着传输速率的日益提高,光通信技术的发展也面临着更大的挑战,但现在光通信领域的技术创新非常活跃,新技术新产品层出不穷,相信在这个信息爆炸的时代,未来光通信技术必将发挥更加重要的作用。

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