超100G:前途很光明，道路很曲折

　　ICCSZ訊   在諸多新型應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)下，目前100G技術(shù)已成熟商用并實(shí)現(xiàn)規(guī)模部署。根據(jù)思科公司的測(cè)算，未來(lái)幾年全球IP流量將保持21%左右的增長(zhǎng)率，到2018年IP流量將為2013年的3倍。IP流量為目前傳輸網(wǎng)的主要承載業(yè)務(wù)，若將2013年作為100G技術(shù)規(guī)模部署的起點(diǎn)，那么今后幾年超100G傳輸需求將日趨明顯。

　　超100G標(biāo)準(zhǔn)工作取得初步進(jìn)展

　　超100G正成為高速傳輸技術(shù)領(lǐng)域關(guān)注熱點(diǎn)?？v觀未來(lái)業(yè)務(wù)傳輸帶寬需求、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定、主流設(shè)備商樣機(jī)研制、典型運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)等研究進(jìn)展，超100G技術(shù)未來(lái)發(fā)展前景可期。

　　ITU-T、IEEE及OIF三大國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織主要圍繞超100G開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化工作，目前已啟動(dòng)相關(guān)工作并取得一定進(jìn)展。ITU-T SG15的Q6和Q11分別負(fù)責(zé)超100G物理層和光傳送網(wǎng)(OTN)邏輯層的標(biāo)準(zhǔn)化工作，其中Q6主要把超100G應(yīng)用的新型物理傳輸技術(shù)納入到G.sup39文件之中，但對(duì)于超100G的具體物理傳輸參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作尚未開(kāi)展;Q11主要研究超100G OTN的標(biāo)準(zhǔn)化工作，目前在超100G幀格式、時(shí)隙、線路接口速率等參數(shù)方面在諸多研究假設(shè)(主要考慮與IEEE 400GE的關(guān)聯(lián)性)的前提下初步達(dá)成共識(shí)，具體的業(yè)務(wù)復(fù)用和映射等細(xì)節(jié)尚在進(jìn)一步研究之中，預(yù)計(jì)最終標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間節(jié)點(diǎn)將與IEEE 400GE基本同步。

　　IEEE的802.3工作組主要承擔(dān)400GE的標(biāo)準(zhǔn)化工作，該標(biāo)準(zhǔn)于2014年3月正式立項(xiàng)，截至目前已經(jīng)在接口結(jié)構(gòu)、能耗支持、OTN重用和多模光纖方案等方面達(dá)成共識(shí)，但甚為關(guān)鍵的FEC選擇、單模光纖方案等方面尚在進(jìn)一步討論，目前標(biāo)準(zhǔn)制定進(jìn)展滯后原定計(jì)劃(2015年1月完成草案V1.0)，具體新的制定計(jì)劃尚未發(fā)布。

　　OIF的物理鏈層(PLL)主要負(fù)責(zé)光電模塊及高速接口等標(biāo)準(zhǔn)化工作，目前已經(jīng)發(fā)布了《400G白皮書(shū)》(主要涉及400G傳輸面臨的技術(shù)問(wèn)題及解決方案分析)的第一版，同時(shí)也在今年立項(xiàng)并繼續(xù)開(kāi)展《400G白皮書(shū)》的新版本研究工作。

　　另外，我國(guó)CCSA TC6的WG1和WG4關(guān)于超100G的標(biāo)準(zhǔn)化研究工作與國(guó)際基本同步。按照目前標(biāo)準(zhǔn)化組織的整體研究進(jìn)展，預(yù)計(jì)2016年上半年，以400G為典型速率的超100G標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵方案和技術(shù)參數(shù)將趨于穩(wěn)定。

　　超100G目前發(fā)展面臨多種限制

　　雖然超100G未來(lái)應(yīng)用前景可期，但其未來(lái)發(fā)展也面臨多種因素限制。首先，目標(biāo)速率模糊化將明顯影響超100G技術(shù)發(fā)展進(jìn)度。不同于100G及其以下速率高速傳輸，超100G是多種可能速率的統(tǒng)稱(chēng)，可能是400G、1Tb/s或者是n×100G等。雖然這一定程度上是業(yè)界初期無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)主流傳輸速率的籠統(tǒng)說(shuō)法，但實(shí)際上對(duì)于超100G技術(shù)自身的發(fā)展也帶來(lái)一定的阻力，譬如速率都未制定，物理層傳輸技術(shù)如何選擇調(diào)制和復(fù)用技術(shù)等問(wèn)題就成為困難。

　　從目前設(shè)備研制、運(yùn)營(yíng)商試點(diǎn)驗(yàn)證(我國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商均關(guān)注400G技術(shù)發(fā)展并部分開(kāi)展試點(diǎn)驗(yàn)證)以及標(biāo)準(zhǔn)制定現(xiàn)狀等來(lái)看，預(yù)計(jì)基于400G速率的超100G技術(shù)是未來(lái)2~3年的主流速率。

　　其次，超100G技術(shù)挑戰(zhàn)尚未完全解決。受限于譜效、傳輸距離等物理限制因素，超100G技術(shù)目前尚未尋找到一種理想的技術(shù)方案達(dá)到譜效和傳輸距離的平衡。以典型的400G技術(shù)為例，基于4載波的正交相移鍵控(QPSK)方案對(duì)于譜效提升有限，而基于2載波或單載波的16階正交幅度調(diào)制(16-QAM)方案的傳輸距離則限于城域或更短范圍。

　　另外，基于光/電域的正交頻分復(fù)用(OFDM)及其多種演進(jìn)技術(shù)等更高速率的超100G技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，與商用化產(chǎn)品尚有一段距離。

　　最后，100G技術(shù)的預(yù)期生命周期較長(zhǎng)。100G技術(shù)作為革命性的高速傳輸技術(shù)，諸多產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)在前期進(jìn)行了大量投入，這些投入均需要一定周期的回報(bào)，同時(shí)業(yè)界對(duì)于其未來(lái)生命周期的期望也較長(zhǎng)，這也對(duì)于超100G技術(shù)的商用部署和應(yīng)用產(chǎn)生一定的阻礙作用。

　　未來(lái)多種速率制式可能并存，400G有望率先步入商用

　　超100G技術(shù)作為未來(lái)高速傳輸?shù)牡湫图夹g(shù)，其在全面部署應(yīng)用之前還要經(jīng)歷不同的發(fā)展階段。從過(guò)去20年的發(fā)展來(lái)看，高速光傳輸速率經(jīng)歷了基于單一強(qiáng)度調(diào)制的2.5G和10G、基于多種技術(shù)體制競(jìng)爭(zhēng)的40G以及基于相干檢測(cè)和偏振復(fù)用的QPSK的100G等不同階段。

　　受限于物理傳輸性能限制和當(dāng)前技術(shù)發(fā)展水平等，超100G則將重新進(jìn)入類(lèi)似當(dāng)年40G技術(shù)的發(fā)展階段，但面臨更為復(fù)雜的多種速率和技術(shù)體制同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)的局面，同時(shí)也將與目前業(yè)界作為熱點(diǎn)討論的軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)技術(shù)發(fā)展緊密關(guān)聯(lián)。

　　考慮到新增的大型數(shù)據(jù)中心傳輸、SDN技術(shù)應(yīng)用等需求，超100G未來(lái)發(fā)展將可能呈現(xiàn)多種速率、多種制式并存發(fā)展的局面，譬如相同傳輸速率根據(jù)不同距離選擇不同的調(diào)制碼型、根據(jù)應(yīng)用接口選擇和調(diào)整傳輸速率等，尤其隨著城域流量增長(zhǎng)逐漸超過(guò)干線流量的發(fā)展趨勢(shì)，未來(lái)超100G技術(shù)的應(yīng)用將可能打破現(xiàn)有首先基于干線傳輸應(yīng)用的慣例，城域也將成為超100G技術(shù)首先考慮的主要場(chǎng)景之一。

　　但從未來(lái)2~3年發(fā)展來(lái)看，受限于標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展、業(yè)務(wù)應(yīng)用需求、設(shè)備研制、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維等諸多因素，超100G技術(shù)在首次引入和部署時(shí)仍將優(yōu)先選擇單一速率，其中400G速率有望率先步入干線和城域商用，同時(shí)也不排除局部部署200G速率的可能性。

　　另外，400G實(shí)際部署也將面臨多種技術(shù)制式選擇的局面，譬如根據(jù)傳輸距離、應(yīng)用環(huán)境、成本和能耗等選擇不同調(diào)制階數(shù)的正交幅度調(diào)制(n-QAM)技術(shù)等，當(dāng)然也與未來(lái)幾年的實(shí)際流量增長(zhǎng)情況密切相關(guān)，如果實(shí)際增長(zhǎng)速率高于預(yù)期，則有助于400G及時(shí)部署，反之亦然。