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中國電信張成良:超高速系統技術與ROADM網絡發展

時間:2018-12-04 16:06:36

 1120日,在北京京儀大酒店舉行的“2018(第十二屆)中國光通信發展與競爭力論壇(ODC2018)”上,中國電信股份有限公司北京研究院副院長張成良發表了以“超高速系統技術與ROADM網絡發展”為主題的演講報告。張總表示,城域網流量年增速超30%100GE已成為主流,互聯網視頻業務拉動骨干網省級流量和IDC數據流量增大,迫切需要高速鏈路互聯,由于現網能力與未來業務需求的不匹配,因此促生了400G & ROADM的大力發展!

圖片1.png 

預計400GE端口的需求將在2020年爆發

張總提到全國城域網至骨干網的流量超過200T,城域網流量預計2018年城域內流量將達到330T+,城域網核心路由器超過500臺,均已引入100GE鏈路端口,預計400GE端口的需求將在2020年爆發。

據了解,400G國際、國內標準已經逐步成熟400G相關國際標準主要在ITU-TIEEEOIF三大國際標準組織進行,國內中國通信標準化協會CCSA TC6WG1WG4開展400Gbit/s的標準化研究工作,與國際基本同步,已經在2016年立項了多個與400G系統和器件有關的技術要求和測試方法。

400G包括多個關鍵技術:400GE客戶側技術方案和400G線路側技術方案等。如從多方面持續提升DSP的性能和維度,采用具有大有效截面積、大色散、低插損特性,可以有效提升超高速系統傳輸能力的新型光纖等。張總分亨了一個中國電信成功應用400G技術的案例。張總提到該項目于2018年建成,采用2*200G方案,偏振復用、16QAM高階調制、概率星座圖整形、奈奎斯特整形等技術,是業界首次基于概率星座圖整形(PCS)技術的200G超長距WDM現網測試。50GHz波道間隔,相對于現網100G WDM系統,頻譜效率提升了100%,兼容現網100G WDM系統,和傳統PM-16QAM高階調制單波200Gb/s比較,無電中繼傳輸能力可以提高50%以上,接近1200公里。

 

ROADM組網的發展與挑戰

除了400G技術外,ROADM組網技術也在快速發展。張總表示,不同類型ROADM可混合組網,如D/CD/ CDC-ROADM可以混合組網,以滿足網內不同節點不同業務需求。國內首個骨干ROADM——長江中下游區域ROADM網絡也是由中國電信2016年規劃建設,2018年正式投入使用。該項目規劃300多條100G電路,單次故障100%可恢復,覆蓋6個省份,支持WSON控制平面,支持重路由。ROADM的應用,減少了約30%的建設成本,節省了大量運營成本。

ROADM組網大力發展的同時,也存在著較大的挑戰。張總從幾個方面闡述了挑戰和解決方案:

第一、更靈活便捷的ROADM調度。CD-ROADM,上下存在波長競爭,為了減少波長競爭概率,需要配置多個維度的上下路模塊,運維復雜、成本高,端口利用率較低。而CDCROADM具有無波長競爭的優勢,得到業內廣泛的關注,但該技術和產業鏈相對還不夠成熟。

第二、更大規模的ROADM組網。首先,ROADM跨域需要背靠背連接,其成本高、功耗和時延也高,跨域調度和業務恢復,所以期望單域ROADM大規模組網;其次,由于WSON路由計算和重路由恢復復雜度、網管和板卡能力等限制,單域ROADMROADM節點數和OA數受限,主流設備商單域一般不超過150ROADM節點。要想解決這些問題,就需要優化路由計算算法,將多波道與多跨段的OA資源融合計算,升級硬件,提升單板和網管的處理能力,并且將分布式組網改為集中式或區域集中組網模式。

第三、更快速的ROADM恢復。由于中斷探測時間、重路由計算時間、光器件開關響應和穩定時間、光參優化時間、波長沖突等原因,重路由時業務中繼時間約1-2分鐘,對上層業務影響較大,甚至導致路由震蕩。對此,跟第二點類似,組網模式從分布式向集中式或區域集中過渡,優化路由計算算法,定期計算更新預置路由,升級硬件,提升單板CPU的響應時間和開關響應時間,縮短ROADM重路由時間等。

第四、更高的ROADM波道利用率。由于ROADM波長一致性的限制,會產生大量波長碎片,而且,不同路由策略和保護恢復策略,將影響波長的利用效率。對此,張總表示,一方面改用既可以作為上下路業務板,也可以作為中繼(延長距離)或波長變換(光電光波長變換,影響透明性)的多功能板卡,另一方面改進路由算法來解決該問題。

 

最后,張總對未來幾種技術的發展趨勢進行了總結與展望。他表示,未來,400G等超高速系統將快速發展,部分區域將率先試點,助力“寬帶中國”戰略的實施;同時,ROADM技術日漸趨于成熟,基于ROADM的智能全光網,具有單位bit成本更低、功耗更低,時延更低,調度更靈活的特點,有利于“節能減排”。未來,具備靈活部署、端口利用率高的特征的CDC-ROADM應用潛力巨大,其相關技術也將快速發展。



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