流量时代的光网络：SDN和超100G唱主角
发布日期：2014-06-05 浏览次数：610
5月21日，“中国光网络研讨会 中国FTTH论坛”在京举行，来自运营商、产业链厂商和高等院校的光通信领域专家齐聚一堂，就100G、超100G传输、SDN、FTTH等行业热点展开讨论，并发表主题演讲。
在研讨会上，光通信产业链上的代表厂商包括光纤光缆企业、芯片企业、系统设备企业分别介绍了各自的优势产品、先进技术或解决方案，与参会人士分享了光通信领域最前沿的技术动态和产业信息。
中国电信集团科技委主任韦乐平分析了当前网络流量和带宽的发展趋势、光通信在链路与节点方面的演进线路，并重点阐述传送网网络架构变革和物理层变革两大突破性变革趋势与面对的挑战。
光通信无可替代
韦乐平表示，按照目前的趋势，2017年中国电信骨干网最大截面传输带宽将达到约38Tb/s，需要5个80波100G传输系统，代表着全球运营商流量带宽最大值。如此形势下，如果传输距离符合要求且价格合理，那么400G传输将是更合理的选择。
2017年，网络最大节点容量约170Tb/s，“电路是无法实现如此大容量的，全光节点是更加合理的解决方案”，韦乐平表示。
“只要谈流量，光通信无可替代”，韦乐平说。从业务角度来看，一季度的统计结果表明，网络流量的60%以上是视频业务。移动互联网流量的增速约为70%～80%，是固网的2～3倍，但是绝对量却不到有线宽带的1%，而移动互联网的流量在骨干网流量占比不足3%。韦乐平表示，移动互联网的流量还很难与固网流量相比，相差甚远，仅仅少数城域网的局部热点可能超过固网，甚至出现拥塞。此外，云计算应用目前网络流量增长不显着，在未来或将有很大的影响。
国内的100G系统自2013年开始大规模建设，中国运营商在100G系统的部署上，可以说是世界范围内规模最大的。据韦乐平介绍，超100G技术也渐渐趋向成熟，目前400G系统的单载波DP-16QAM传输距离为200～400公里，其成本低，距离短，适合在城域网部署;双载波DP-16QAM传输距离为500～600公里，其是频谱效率和距离较好的折衷，有望成为长途中距离传输的主流400G技术;双载波DP-QPSK的传输距离为1200～1500公里，其适用于长途长距离场景。
目前，1Tb技术路线目前还没有确定，“超级通路”技术是必然选择，奈奎斯特WDM技术路线前景比较看好，韦乐平表示。
光通信在链路方面发展路线相对较为清晰，而在节点方面技术选择还很不明朗。对此，研讨会上韦乐平着重介绍了光通信节点方面的技术路线。国内光波导调度方法的演进路线大致如此，2012年以前多采用人工ODF调度，2013年以来OTN电层调度成为发展趋势，未来的发展方向是ROADM光层调度。韦乐平表示，目前ROADM光层调度仍面临诸多挑战，诸如组网范围受限、对灵活格栅的支持还有待进一步验证、技术复杂导致的高成本等。
WSS(波长选择开关)是ROADM的核心器件，主要功能是将通用端口输入的不同波长光信号灵活交叉到任意一个线路端口输出，从而实现可重构功能。目前主要技术选择有三种：MEMS(微机电系统)、LC(液晶)、LCoS(硅基液晶)。
韦乐平介绍，对于目前间隔为50/100GHz的固定栅格WDM系统，上述三种技术均能满足使用需求。但是对于未来更大维度和灵活栅格系统，LCoS是最成熟的灵活栅格技术，LC是性价比最高的技术，而MEMS技术却难以支持灵活栅格应用。
传送网的突破性发展趋势
韦乐平认为传送网将有两大突破性的发展趋势，即网络架构的变革：逐步走向SDN集中控制的虚拟网络;物理层的变革：逐步走向以硅光子等创新技术为代表的新物理层。
“大家都知道，SDN是从交换机和路由器开始的，现在我们慢慢地发现传送网也要最终走向SDN，这是出于全网统一的考虑，必须要有跨层的、全局的视野，否则只有数据层面的SDN，那么其效果将大打折扣。”韦乐平在阐述传送网网络架构变革时如是说。
传送网引入SDN可以带来的好处颇多，SDN技术可以最大限度地利用全网的带宽资源、缩短网络收敛速度、降低时延的同时确保路由和性能的可预测，而且有利于突破多层网、多技术、多厂家壁垒造成的信息割裂。
SDN的引入还可以降低网络的建设和运营成本，简化和灵活的硬件可以降低CAPEX，分钟级别的业务快速部署和提供和带宽的自动分配与实时调整都有利于降低OPEX。
带来好处的同时，SDN引入传送网也给网络带来一定的不确定性。其中，全网集中管控导致网络生存性、安全性、可扩展性较差，管理成本较高，需要维护一个庞大的中央数据库，涉及成千上万台不同厂家、不同版本设备的统一集中管控，其难度和风险难以预计。韦乐平表示，高速传送网物理层成本主要是光层，其IT化对于成本受限于光层的传送网带来的好处相对有限。而多种传送体制(SDH、OTN、WDM)的复杂性和SDN与PCE两条技术路线演进和融合的不确定性都是SDN引入传送网需要面临的挑战。
韦乐平认为传送网将逐步走向以硅光子等创新技术为代表的新物理层，主要原因是目前光通信发展的瓶颈在于光器件，而硅光子技术是重要突破方向。
据了解，光通信是目前所有网络构成技术中降价最慢的领域，其中光器件更是瓶颈中的瓶颈。
韦乐平表示，摩尔定律适用于分组、交换矩阵和存储器等电域技术，但不适用于以手工为主的光通信技术。
据报道，一个典型1000公里的长途传输系统中，光域成本占比将从目前的45%提升到2015年的80%以上。而中国电信的案例似乎也佐证了这一观点，据中国电信计算，一个典型80×100G，长度为1350公里的波分系统光域成本约占75%，光域成本中光器件成本占90%，相当于总占比约70%。
硅光子技术的应用有望突破这一瓶颈，其技术思路是利用现有CMOS集成电路上的投资、设施、经验和技术来设计、制造和封装光器件和光电集成电路，在集成度、可制造性和扩展性方面达到CMOS的水平，从而在成本、功耗、尺寸上取得突破。
400G OTN：2015年商用
PMC通信产品事业部市场及产品应用副总裁Babak Samimi
光传送网下一步的创新焦点是电信级的SDN。有了虚拟化存储、虚拟化计算、较为灵活的OTN网络做基础，下一步演进方向是网络的虚拟化，控制器的发展和网络硬件的优化将有助于实现SDN。
OTN发展趋势是1T的线路容量，并且具备SDN控制能力。100G OTN交换已经有商业部署，在接入层、核心层都可以与POTN融合。PMC预计，2015年400G OTN交换，以及高密度的100G将可以商用。此外，数据中心OTN互联已经成为非常明确的趋势，数据中心有大量的数据需要安全加密，PMC在这方面做了很大的研发投入。PMC方面认为实现大规模的OTN交换还需要光纤速率可以非常灵活的配置，集成度不断提高促使功耗进一步降低。
SDN：不动设备，软件升级
中兴美国光通信实验室助理所长 贾振声
2013年之前，厂商在100G系统方面主要关注的焦点在设备功能的全面性、系统的传输性能等设备基本功能层面上。随着国内外100G市场逐渐趋于成熟，2014年100G系统将主要聚焦在核心技术和系统设计上，主要包含：系统可靠性、节能降耗、系统成本等，核心技术更是重中之重。对于超100G系统，中兴认为平滑演进是需要重点研究的课题，目前运营商正在开展400G系统的测试，预计2015年～2016年之后逐步商用，而1T系统则要等到2018年之后。
在SDN方面，中兴的技术观点是“不动设备、软件升级”，技术路线是基于当前控制明面和PCE架构，进一步开放网络能力和接口，基于PCE集中路由和统一资源分配等核心技术，进一步强化对整体网络连接的控制能力，在保证对传统光网络兼容的基础上，平滑演进。
光纤：大有效面积是方向
康宁光纤和光缆业务部门商务技术总监 Merrion Edwards
5月21日，“中国光网络研讨会 中国FTTH论坛”在京举行，来自运营商、产业链厂商和高等院校的光通信领域专家齐聚一堂，就100G、超100G传输、SDN、FTTH等行业热点展开讨论，并发表主题演讲。
在研讨会上，光通信产业链上的代表厂商包括光纤光缆企业、芯片企业、系统设备企业分别介绍了各自的优势产品、先进技术或解决方案，与参会人士分享了光通信领域最前沿的技术动态和产业信息。
中国电信集团科技委主任韦乐平分析了当前网络流量和带宽的发展趋势、光通信在链路与节点方面的演进线路，并重点阐述传送网网络架构变革和物理层变革两大突破性变革趋势与面对的挑战。
光通信无可替代
韦乐平表示，按照目前的趋势，2017年中国电信骨干网最大截面传输带宽将达到约38Tb/s，需要5个80波100G传输系统，代表着全球运营商流量带宽最大值。如此形势下，如果传输距离符合要求且价格合理，那么400G传输将是更合理的选择。
2017年，网络最大节点容量约170Tb/s，“电路是无法实现如此大容量的，全光节点是更加合理的解决方案”，韦乐平表示。
“只要谈流量，光通信无可替代”，韦乐平说。从业务角度来看，一季度的统计结果表明，网络流量的60%以上是视频业务。移动互联网流量的增速约为70%～80%，是固网的2～3倍，但是绝对量却不到有线宽带的1%，而移动互联网的流量在骨干网流量占比不足3%。韦乐平表示，移动互联网的流量还很难与固网流量相比，相差甚远，仅仅少数城域网的局部热点可能超过固网，甚至出现拥塞。此外，云计算应用目前网络流量增长不显着，在未来或将有很大的影响。
国内的100G系统自2013年开始大规模建设，中国运营商在100G系统的部署上，可以说是世界范围内规模最大的。据韦乐平介绍，超100G技术也渐渐趋向成熟，目前400G系统的单载波DP-16QAM传输距离为200～400公里，其成本低，距离短，适合在城域网部署;双载波DP-16QAM传输距离为500～600公里，其是频谱效率和距离较好的折衷，有望成为长途中距离传输的主流400G技术;双载波DP-QPSK的传输距离为1200～1500公里，其适用于长途长距离场景。
目前，1Tb技术路线目前还没有确定，“超级通路”技术是必然选择，奈奎斯特WDM技术路线前景比较看好，韦乐平表示。
光通信在链路方面发展路线相对较为清晰，而在节点方面技术选择还很不明朗。对此，研讨会上韦乐平着重介绍了光通信节点方面的技术路线。国内光波导调度方法的演进路线大致如此，2012年以前多采用人工ODF调度，2013年以来OTN电层调度成为发展趋势，未来的发展方向是ROADM光层调度。韦乐平表示，目前ROADM光层调度仍面临诸多挑战，诸如组网范围受限、对灵活格栅的支持还有待进一步验证、技术复杂导致的高成本等。
WSS(波长选择开关)是ROADM的核心器件，主要功能是将通用端口输入的不同波长光信号灵活交叉到任意一个线路端口输出，从而实现可重构功能。目前主要技术选择有三种：MEMS(微机电系统)、LC(液晶)、LCoS(硅基液晶)。
韦乐平介绍，对于目前间隔为50/100GHz的固定栅格WDM系统，上述三种技术均能满足使用需求。但是对于未来更大维度和灵活栅格系统，LCoS是最成熟的灵活栅格技术，LC是性价比最高的技术，而MEMS技术却难以支持灵活栅格应用。
传送网的突破性发展趋势
韦乐平认为传送网将有两大突破性的发展趋势，即网络架构的变革：逐步走向SDN集中控制的虚拟网络;物理层的变革：逐步走向以硅光子等创新技术为代表的新物理层。
“大家都知道，SDN是从交换机和路由器开始的，现在我们慢慢地发现传送网也要最终走向SDN，这是出于全网统一的考虑，必须要有跨层的、全局的视野，否则只有数据层面的SDN，那么其效果将大打折扣。”韦乐平在阐述传送网网络架构变革时如是说。
传送网引入SDN可以带来的好处颇多，SDN技术可以最大限度地利用全网的带宽资源、缩短网络收敛速度、降低时延的同时确保路由和性能的可预测，而且有利于突破多层网、多技术、多厂家壁垒造成的信息割裂。
SDN的引入还可以降低网络的建设和运营成本，简化和灵活的硬件可以降低CAPEX，分钟级别的业务快速部署和提供和带宽的自动分配与实时调整都有利于降低OPEX。
带来好处的同时，SDN引入传送网也给网络带来一定的不确定性。其中，全网集中管控导致网络生存性、安全性、可扩展性较差，管理成本较高，需要维护一个庞大的中央数据库，涉及成千上万台不同厂家、不同版本设备的统一集中管控，其难度和风险难以预计。韦乐平表示，高速传送网物理层成本主要是光层，其IT化对于成本受限于光层的传送网带来的好处相对有限。而多种传送体制(SDH、OTN、WDM)的复杂性和SDN与PCE两条技术路线演进和融合的不确定性都是SDN引入传送网需要面临的挑战。
韦乐平认为传送网将逐步走向以硅光子等创新技术为代表的新物理层，主要原因是目前光通信发展的瓶颈在于光器件，而硅光子技术是重要突破方向。
据了解，光通信是目前所有网络构成技术中降价最慢的领域，其中光器件更是瓶颈中的瓶颈。
韦乐平表示，摩尔定律适用于分组、交换矩阵和存储器等电域技术，但不适用于以手工为主的光通信技术。
据报道，一个典型1000公里的长途传输系统中，光域成本占比将从目前的45%提升到2015年的80%以上。而中国电信的案例似乎也佐证了这一观点，据中国电信计算，一个典型80×100G，长度为1350公里的波分系统光域成本约占75%，光域成本中光器件成本占90%，相当于总占比约70%。
硅光子技术的应用有望突破这一瓶颈，其技术思路是利用现有CMOS集成电路上的投资、设施、经验和技术来设计、制造和封装光器件和光电集成电路，在集成度、可制造性和扩展性方面达到CMOS的水平，从而在成本、功耗、尺寸上取得突破。
400G OTN：2015年商用
PMC通信产品事业部市场及产品应用副总裁Babak Samimi
光传送网下一步的创新焦点是电信级的SDN。有了虚拟化存储、虚拟化计算、较为灵活的OTN网络做基础，下一步演进方向是网络的虚拟化，控制器的发展和网络硬件的优化将有助于实现SDN。
OTN发展趋势是1T的线路容量，并且具备SDN控制能力。100G OTN交换已经有商业部署，在接入层、核心层都可以与POTN融合。PMC预计，2015年400G OTN交换，以及高密度的100G将可以商用。此外，数据中心OTN互联已经成为非常明确的趋势，数据中心有大量的数据需要安全加密，PMC在这方面做了很大的研发投入。PMC方面认为实现大规模的OTN交换还需要光纤速率可以非常灵活的配置，集成度不断提高促使功耗进一步降低。
SDN：不动设备，软件升级
中兴美国光通信实验室助理所长 贾振声
2013年之前，厂商在100G系统方面主要关注的焦点在设备功能的全面性、系统的传输性能等设备基本功能层面上。随着国内外100G市场逐渐趋于成熟，2014年100G系统将主要聚焦在核心技术和系统设计上，主要包含：系统可靠性、节能降耗、系统成本等，核心技术更是重中之重。对于超100G系统，中兴认为平滑演进是需要重点研究的课题，目前运营商正在开展400G系统的测试，预计2015年～2016年之后逐步商用，而1T系统则要等到2018年之后。
在SDN方面，中兴的技术观点是“不动设备、软件升级”，技术路线是基于当前控制明面和PCE架构，进一步开放网络能力和接口，基于PCE集中路由和统一资源分配等核心技术，进一步强化对整体网络连接的控制能力，在保证对传统光网络兼容的基础上，平滑演进。
光纤：大有效面积是方向
康宁光纤和光缆业务部门商务技术总监 Merrion Edwards
