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本白皮書介紹了光接口向400G演進(jìn)的進(jìn)展。隨著100G光接口的引入和廣泛可用性,該行業(yè)現(xiàn)在將注意力轉(zhuǎn)向高速光子學(xué)的下一個(gè)發(fā)展。盡管400G公告往往會(huì)引起所有新聞和媒體的關(guān)注,但100G演進(jìn)道路上仍在繼續(xù)進(jìn)行大量的研發(fā)工作,以減小尺寸,降低功耗和降低成本。對于許多運(yùn)營商而言,對100G技術(shù)的這些改進(jìn)將為其網(wǎng)絡(luò)帶來實(shí)質(zhì)性,更直接的收益。
在光學(xué)行業(yè)中,三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)(IEEE,ITU,OIF)在確保在組件,模塊,平臺(tái)和運(yùn)營商級別采用通用的行業(yè)技術(shù)規(guī)范起著至關(guān)重要的作用。這些標(biāo)準(zhǔn)可確保行業(yè)專注于構(gòu)建和采用通用技術(shù)方法,從而在組件/模塊級別上建立廣泛而深入的供應(yīng)鏈,廣泛的選擇范圍,增加競爭并降低價(jià)格。
光學(xué)行業(yè)通過采用通用調(diào)制格式(DP-QPSK),通用DWDM模塊(100G MSA)和通用封裝框架(OTU4)而在100G標(biāo)準(zhǔn)方面的努力贏得了廣泛贊譽(yù)。這些努力被認(rèn)為是非常成功的,特別是與40G實(shí)施的零碎的專有方法相比時(shí)。引入40G光學(xué)器件時(shí),沒有可用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。供應(yīng)商獨(dú)立開發(fā)了自己的40G實(shí)施方案,從而產(chǎn)生了四種或五種不同的調(diào)制格式。由于從來沒有商定過一種通用技術(shù),因此對于任何給定的方法,光學(xué)元件供應(yīng)商都面臨著非常小的批量,因此運(yùn)營商面臨著更高的價(jià)格和更少的供應(yīng)選擇。盡管40G光學(xué)器件已從富士通和其他供應(yīng)商處廣泛獲得和部署,
對于400G,業(yè)界致力于擴(kuò)展導(dǎo)致成功100G標(biāo)準(zhǔn)的相同水平的合作,協(xié)調(diào)和協(xié)議。但是,三個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)內(nèi)部為開發(fā)400G規(guī)范所做的努力才剛剛開始。從非正式討論到批準(zhǔn)正式標(biāo)準(zhǔn)的過程通常需要2-3年才能完成。對于400G,正式標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在2015年完成,這幾乎是大多數(shù)運(yùn)營商表示將開始初步評估和部署400G接口的同一時(shí)間。
盡管正在進(jìn)行有關(guān)400G的大量研究和投資,但富士通也在沿著100G演進(jìn)的道路上取得了重大進(jìn)展,這將導(dǎo)致更小的設(shè)備尺寸,更低的功耗以及總體上降低的價(jià)格。隨著100G光纖才剛剛開始批量部署,這些技術(shù)增強(qiáng)功能將為運(yùn)營商帶來關(guān)鍵優(yōu)勢。
例如,圍繞用于DWDM網(wǎng)絡(luò)側(cè)光學(xué)器件的獨(dú)立式100G收發(fā)器(稱為MSA模塊)和用于客戶端的100G CFP可插拔光學(xué)模塊設(shè)計(jì)一個(gè)100G應(yīng)答器。這兩個(gè)模塊都是按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的,用于100G MSA的OIF和用于客戶端模塊的CFP-MSA組織。這些模塊的當(dāng)前設(shè)計(jì)用于容納模塊內(nèi)部組件的功率和散熱,從而導(dǎo)致相對較大的設(shè)備尺寸。幸運(yùn)的是,正在努力減少這些模塊的尺寸和功耗,這將使100G轉(zhuǎn)發(fā)器尺寸減少50%,同時(shí)降低功耗。
網(wǎng)絡(luò)容量的增加遵循了既定且可預(yù)測的游戲計(jì)劃,將通道速度從2.5G增加到10G,再增加到100G,并將WDM系統(tǒng)支持的通道總數(shù)從40增加到88。隨著100G的引入,行業(yè)發(fā)生了變化。從傳輸單個(gè)數(shù)據(jù)位的非常簡單的調(diào)制技術(shù)(OOK),到能夠一次編碼和發(fā)送多個(gè)位的更高級的相位調(diào)制技術(shù)(DP-QPSK)。與相干接收器一起,這些更高級的調(diào)制技術(shù)可實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)速率,并改善了對諸如色散(CD),偏振模色散(PMD)和光學(xué)損耗等光學(xué)損傷的補(bǔ)償。這些高級調(diào)制技術(shù)的權(quán)衡在于它們需要更高的光信噪比(OSNR)。OSNR直接轉(zhuǎn)換為在再生節(jié)點(diǎn)之前可以實(shí)現(xiàn)的光學(xué)距離。換句話說,調(diào)制越復(fù)雜,越強(qiáng)大,光學(xué)范圍越短。調(diào)制技術(shù),信道大小和OSNR要求之間的這種權(quán)衡是當(dāng)前400G研究工作的核心。
業(yè)界正在評估用于400G的許多高級調(diào)制方案和通道大小,如圖3所示。在100G時(shí),該行業(yè)能夠就單一調(diào)制技術(shù)(DP-QPSK)和通道大小達(dá)成協(xié)議, ITU和OIF標(biāo)準(zhǔn)組織。目前,還沒有定義400G調(diào)制,但是富士通和其他行業(yè)都將重點(diǎn)放在兩個(gè)調(diào)制選項(xiàng)上,即利用多個(gè)子載波信道(超信道)的DP-QPSK和DP-16-QAM。
隨著100G單元的廣泛普及,該行業(yè)將其研發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了400G光學(xué)器件上。同時(shí),持續(xù)的投資和100G技術(shù)的發(fā)展將導(dǎo)致尺寸更小,功耗降低以及100G接口的成本降低。光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)可確保在整個(gè)行業(yè)范圍內(nèi)采用通用的方法,從而可以選擇更多的供應(yīng)鏈,增加競爭并降低價(jià)格。100G的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作被廣泛認(rèn)為是巨大的成功。在400G時(shí),行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)處于非正式討論階段,并在接下來的2-3年內(nèi)逐步發(fā)展成為正式標(biāo)準(zhǔn)。盡管許多人認(rèn)為400G標(biāo)準(zhǔn)工作已經(jīng)很晚了,但它們的時(shí)限與運(yùn)營商400G部署的時(shí)限是一致的,并且受到Ovum的行業(yè)研究的支持。
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