100G傳輸時代來臨

    100G傳輸是下一代高速傳送領域的核心技術，可實現(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。

    可視電話、視頻聊天、視頻游戲、視頻點播、高清電視……以視頻為主的業(yè)務豐富了人們的生活，也注定將是未來通信的主流方式。視頻業(yè)務的快速發(fā)展導致網(wǎng)絡帶寬的需求急劇增長，使骨干網(wǎng)面臨著越來越大的帶寬增長壓力。

    在骨干網(wǎng)，全球已經(jīng)安裝了大量的單信道10G速率級別的路由器以及DWDM系統(tǒng)。40G速率級別的路由器與DWDM系統(tǒng)也已經(jīng)規(guī)模商用。如今，單信道100G速率級別的傳輸技術已經(jīng)出現(xiàn)，預示著100G傳輸時代已經(jīng)來臨。

標準狀況

     一些標準組織正在進行100G傳輸相關標準的制定，這些組織主要包括IEEE、ITU-T和OIF。三個組織的標準制定側重點有所不同。

     IEEE主要制定客戶側的網(wǎng)絡接口和以太網(wǎng)相關映射標準。IEEE的HSSG正在進行100GE標準的制定，包括10×10G和4×25G兩種100GE光接口標準（將來也有可能定義100GE串行接口），整個標準化時間可能持續(xù)到2010年。

     ITU-T主要制定運營商網(wǎng)絡相關標準。ITU-T正在進行ODU4/OTU4定義的討論，以及40GE/100GE如何映射到OTN以及DWDM幀結構之中。OTU4雖然有多種速率選擇，但是目前傾向于112Gb/s速率。現(xiàn)階段ITU-T認為關于ODU4/OTU4的討論需要根據(jù)IEEE的標準進展而定。預計ITU-T完成整個ODU4/OTU4標準的時間為2011/2012年。

    OIF主要定義電接口標準。OIF在25G速率上的電接口規(guī)范CEI-25目前還未有突破性的進展，所以IEEE決定在現(xiàn)階段采用成熟的10×10G電接口來規(guī)范100GE。

    華為積極參與這幾個標準組織的100G傳輸相關議題的討論，全面闡述了華為關于100G傳輸?shù)慕鉀Q方案。在涉及100G傳輸技術的以太網(wǎng)、光電接口、OTN/DWDM等方面提交了多篇文稿，目前已有25篇以上被接受。

關鍵技術

    100G傳輸不是一個單項技術，而是一系列技術的綜合，包括相關的技術標準、以太網(wǎng)技術、DWDM傳輸技術等多個方面。

    100G線路傳輸技術

    1）100GE信號反向復用技術

    運營商已經(jīng)鋪設了大量的10G/40G的DWDM網(wǎng)絡。為了保護運營商投資，在現(xiàn)存的10G/40G光網(wǎng)絡上傳輸100GE業(yè)務顯得非常重要，反向復用是滿足這個需求的較好技術。運營商可以完全利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡資源，無需重新設計與規(guī)劃即可在低速DWDM網(wǎng)絡上承載100GE業(yè)務。例如，將100GE業(yè)務反向復用到10/11個10G波長上；反向復用到3個40G波長上；或者反向復用到2個50G波長上，并進行DWDM傳輸。

    2）串行100G的DWDM傳輸技術

    從技術與器件發(fā)展、降低運營商OPEX角度來看，串行100G的DWDM傳輸是未來發(fā)展的方向。由于100G信號比特率極高，為了滿足50GHz DWDM通道間隔的需求，以及與10G/40G低速信號混合傳輸、平滑升級的需要，在串行100G業(yè)務傳輸時需要采用更加先進的新技術，以降低線路上傳輸?shù)墓庑盘柕牟ㄌ芈剩嵘饫w對信號損傷的容限。例如，采用高階編碼調制接收技術、偏振復用解復用技術、光相干接收+電處理技術、超強FEC技術、新型高速光電器件技術等。在傳輸線路中，需要采用低噪聲放大器、非線性抑制與色散管理技術，以支持長距離傳輸。

   100GE映射封裝技術

   將100GE適配到OTN有反向復用多波長方案和單波長傳送兩種方案。根據(jù)100GE接口的具體實現(xiàn)形式，有多種技術組合：

   1）100GE串行接口映射到OTU4，采用標準的100G OTN（待標準化）接口進行封裝、映射、傳輸，波長利用率高。

   2）100GE串行接口反向復用與映射，將串行接口反向復用到標準的10G或者40G低速OTN接口進行傳輸。這需要耗費較多的波長資源。

   3）10×10GE/4×25GE的100G復用與映射，將低速并行以太網(wǎng)信號復用到100GE高速串行信號并映射到100G OTN接口，然后進行傳輸。

   100GE接口技術

   目前，100GE物理接口主要有三種：

   第一種是10x10GE短距離互聯(lián)的LAN接口技術，通常采用并行的10根光纖或者10個C/DWDM傳輸100GE業(yè)務。此方案可以重用現(xiàn)有的10GE器件，比較成熟。

   第二種是4x25GE中短距離互聯(lián)的LAN 接口技術，采用4波WDM方式在同一根光纖上傳輸。此接口涉及的物理層技術無法重用現(xiàn)有器件與模塊，不成熟。同時，基于性價比考慮，需要考慮合適的編碼調制技術與WDM技術。

   第三種是10m的銅線銅纜接口和1m的系統(tǒng)背板互聯(lián)技術，主要用于電接口的短距離互聯(lián)與內部互聯(lián)，采用10×10GE互聯(lián)方式。

華為100G傳輸解決方案

   基于對技術的深入分析、研究與開發(fā)，華為已可以提供100GE從業(yè)務接口、業(yè)務適配及光層傳輸?shù)恼捉鉀Q方案。

   線路側方案

   在10G/40G DWDM光網(wǎng)絡中傳輸100GE業(yè)務的解決方案分兩個階段：

   第一階段采用反向復用技術。將10×10GE或者4×25GE接口的100GE業(yè)務通過ODU2/ODU3適配到OTU2/OTU3，在10G/40G光網(wǎng)絡中通過多個波長進行傳輸?？梢圆恍鑼ΜF(xiàn)存的10G/40G DWDM光網(wǎng)絡進行重新設計與改動，傳輸碼型仍然為ODB/DRZ/eRZ-DQPSK。這種模式可以采用10G/40G現(xiàn)有的成熟光電器件，并且整個系統(tǒng)的性能指標和10G/40G系統(tǒng)一致。這一方案可實現(xiàn)網(wǎng)絡平滑升級，滿足運營商的成本期望，并且器件成熟。

   第二階段將采用串行100GE的DWDM傳輸技術。將10×10GE/4×25GE的100GE業(yè)務通過ODU4適配到112Gb/s的OTU4中。由于單波100G速率非常高，對于各種物理損傷容限（OSNR、PMD等）提出了更高要求，需要使用特殊技術來降低傳輸光纖線路上傳輸光信號的波特率來提升損傷容限。例如，采用高階的編碼調制技術如QPSK、8PSK、QAM、OFDM等，并結合偏振復用解復用技術。由于單波傳輸100GE對PMD、CD有更嚴格的要求，因此，未來在接收端可能采用相干接收/電處理的方式，來提升對物理損傷的容限，包括非線性效應抑制、PMD、CD補償?shù)?，從而使單?00GE能夠在10G/40G網(wǎng)絡中混合傳送、平滑升級。

   從長期來看，100GE DWDM傳輸將采用偏振復用、高階編碼調制、相干接收/電處理、超強FEC等技術的組合解決方案，從而可以平滑地將40G光網(wǎng)絡升級到100G系統(tǒng)。由于100G傳輸需要高速光電器件的支撐，預計2012年這些高速光電器件將會趨于成熟。

   客戶側方案

   現(xiàn)階段華為正在進行10×10GE、4×25GE方案的以太網(wǎng)技術研究與實現(xiàn)。在客戶側接口實現(xiàn)上，可以提供10GE LAN/OTU2、25GE LAN（標準未定）/OTUx（標準未定）接口，未來還將提供單波100GE的LAN接口。

   100GE封裝映射方案

   由于100GE存在多種接口，并且存在多種適配路徑的選擇，因此DWDM中也可能存在多種波長轉換單元。當采用反向復用方案復用到OTU2/OTU3時，采用華為的10G/40G WDM系統(tǒng)，遵循G.709的ODU2/ODU3的封裝映射模式進行透明傳送。

   2008年，華為開發(fā)出了100GE以太網(wǎng)樣機與100G DWDM樣機，其中100G波分樣機采用先進的調制編碼接收技術，適合長距離傳輸，可實現(xiàn)長達2000公里的無電中繼傳輸。華為100G波分技術可應用在華為長途波分和WDM/OTN平臺上，支持10G/40G/100G的平滑演進。這些技術將有力推動100G波分的產(chǎn)品化和商用化進程，代表了業(yè)界的領先水平。