無限逼近香農(nóng)極限還要靠貝爾實(shí)驗(yàn)室：PSE-3重新定義光傳輸

  1948年，“信息論之父” 克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)在貝爾實(shí)驗(yàn)室提出了香農(nóng)定理，并給出了信道信息傳輸速率的理論最大值即香農(nóng)極限。此后，通信業(yè)一直以逼近香農(nóng)極限為自己追求的目標(biāo)而努力。

  也許是命中注定，也許是使命使然，一甲子之后，貝爾實(shí)驗(yàn)室的所有者——諾基亞正式發(fā)布了第三代光子業(yè)務(wù)引擎芯片PSE-3，終于完成了通信業(yè)多年努力的夙愿，讓光傳輸無限逼近香農(nóng)極限。

  無限逼近香農(nóng)極限的秘密——PCS

  在諾基亞貝爾“2018敏捷光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)論壇中國(guó)站暨第16屆睿智光網(wǎng)絡(luò)新業(yè)務(wù)論壇”上，諾基亞副總裁、全球光事業(yè)部總裁 Sam Bucci表示，與傳統(tǒng)的光傳輸所采用的調(diào)制方式不同，諾基亞提出了全新的調(diào)制方式——概率星座整型(Probabilistic Constellation Shaping，PCS)，其讓PSE-3擁有了無限逼近香農(nóng)極限的能力。

  Sam Bucci介紹，如果我們把傳輸信道看成是一條圓形的管道，在星座圖中，傳統(tǒng)的調(diào)制方式調(diào)制出的信號(hào)呈現(xiàn)的是類似于大小不同的正方體，這樣不能充分利用圓形信道的傳輸能力。而PCS調(diào)制的信號(hào)呈現(xiàn)的是球體形狀，這樣幾乎能夠利用整個(gè)圓形信道容量。這就讓PCS可以無限逼近香農(nóng)極限。

  尤其值得一提的是，PCS技術(shù)相比與傳統(tǒng)離散的QAM方式可以無級(jí)地調(diào)整信號(hào)速率，適配不同信道的傳輸能力。Sam Bucci形象的比喻稱，PCS可以毫不費(fèi)力地讓“球體”變大變小。

  這一新型調(diào)制方式所帶來的好處就是，在不改變傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的情況下，便可以大幅增加網(wǎng)絡(luò)容量。據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，PSE-3芯片可將網(wǎng)絡(luò)容量增加68%以上，傳輸距離提升25%以上，端口數(shù)量減少超過35%，并有效降低能耗60%以上。

  據(jù)諾基亞貝爾IP/光網(wǎng)絡(luò)事業(yè)部執(zhí)行副總裁Drazen Lukic介紹，如果運(yùn)營(yíng)商、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)想進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)容量，只需將原來的板卡更換為諾基亞推出的帶有PSE-3芯片的板卡即可，不需要對(duì)現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行改造。

  這一方便的特點(diǎn)快速獲得了市場(chǎng)的認(rèn)可，德國(guó)電信、Facebook等已經(jīng)與諾基亞進(jìn)行了合作。而據(jù)Drazen Lukic透露，國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商、BAT等對(duì)PSE-3均表現(xiàn)出了極大的興趣。在今年下半年，諾基亞正式面向市場(chǎng)推出板卡等設(shè)備后，將會(huì)有多個(gè)商用項(xiàng)目落地。

  除了芯片 系統(tǒng)、軟件缺一不可

  Sam Bucci表示，在云、IoT和超寬帶驅(qū)動(dòng)下，承載需求不斷擴(kuò)展，諾基亞作為光通信的引領(lǐng)者，深刻理解技術(shù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)。并將從芯片、系統(tǒng)、軟件三個(gè)角度發(fā)力， 將網(wǎng)絡(luò)作為一種業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)，將助力運(yùn)營(yíng)商順利實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型。

  為此，在本次論壇上，諾基亞不僅推出了全新的PSE-3芯片，還推出了面向未來大容量、多場(chǎng)景等全新市場(chǎng)需求的Nokia WaveFabric系統(tǒng)及Nokia WaveSuite智慧軟件。

  據(jù)悉，Nokia WaveFabric同時(shí)具備光交叉可擴(kuò)展、電光轉(zhuǎn)換可擴(kuò)展及電交叉可擴(kuò)展性，并通過可編程+開放、零接觸運(yùn)營(yíng)以及自動(dòng)化就緒能力極大提升系統(tǒng)敏捷性。此外，優(yōu)化時(shí)延的設(shè)計(jì)、無損及可用性保證為該系統(tǒng)帶來的更高的確定性。

  Drazen Lukic特別指出，Nokia WaveFabric基礎(chǔ)技術(shù)包括了分組OTN交換和業(yè)務(wù)、光層組網(wǎng)和業(yè)務(wù)以及光子傳送和交換，由此可實(shí)現(xiàn)更多更靈活的波長(zhǎng)、更好的波長(zhǎng)以及高效的波長(zhǎng)傳送。

  對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來說，僅有靈活的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，其比任何時(shí)刻都更加需要網(wǎng)絡(luò)不但能夠降低成本，更能創(chuàng)造新的價(jià)值，來讓自己保持收入增長(zhǎng)。

  對(duì)此，諾基亞推出的Nokia WaveSuite可助力運(yùn)營(yíng)商完成這一網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型。其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)部署/配置自動(dòng)化、而且還能將網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切片從而讓一張網(wǎng)絡(luò)能夠支撐更多的業(yè)務(wù)需求，提高業(yè)務(wù)收入。

  Drazen Lukic介紹，Nokia WaveSuite擁有自動(dòng)化快速部署節(jié)點(diǎn)的能力，可使運(yùn)營(yíng)商創(chuàng)建更多的可消費(fèi)網(wǎng)絡(luò)，從而增加收入渠道，并在支持運(yùn)營(yíng)商不斷提供新業(yè)務(wù)的同時(shí)簡(jiǎn)化操作。除此之外，利用Nokia WaveSuite，運(yùn)營(yíng)商還可構(gòu)建起更具洞察力的網(wǎng)絡(luò)，以及可視化、智能化的優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)，以更好地為最終用戶和各行各業(yè)提供服務(wù)。

       作者：張海龍