100G波分關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究

董亮霞

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100G波分關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究

董亮霞

廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510630

100G波分關(guān)鍵技術(shù)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定組織主要包括：IEEE、ITU-T和OIF等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)判組織。這三大組織的側(cè)重點(diǎn)較為不同。為了發(fā)揮100G波分的關(guān)鍵技術(shù)最大應(yīng)用價(jià)值，在實(shí)際操作和部署期間，都需全面貫徹國(guó)際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，做好100G波分關(guān)鍵技術(shù)的骨干傳輸工作，來滿足網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求，保證其可以在高性能的計(jì)算機(jī)中良好應(yīng)用。為了增強(qiáng)100G波分關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用效果，選擇了當(dāng)下社會(huì)熱點(diǎn)100G波分的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了深入分析和研究，研究框架依次為100G波分的關(guān)鍵技術(shù)理論闡述、100G波分的關(guān)鍵技術(shù)主要優(yōu)勢(shì)、100G波分的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用分析，力求為相關(guān)單位和參與工作人員作指導(dǎo)和參考。

100G波；分關(guān)鍵技術(shù)；應(yīng)用研究

引言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的日漸成熟，我國(guó)網(wǎng)絡(luò)寬帶需求伴隨TV、IP、3G業(yè)務(wù)、視頻點(diǎn)播等業(yè)務(wù)不斷發(fā)展，需求急劇增加?；ヂ?lián)的骨干寬帶在每年以75%～136%的寬展速度增長(zhǎng)。當(dāng)下的網(wǎng)絡(luò)4G傳輸已無法滿足近幾年和未來一段時(shí)間寬帶增長(zhǎng)的需求。隨著100G波分關(guān)鍵技術(shù)的日漸成熟和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其在當(dāng)下社會(huì)被不同領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。為了最大限度發(fā)揮100G波分的關(guān)鍵技術(shù)作用，滿足商業(yè)和不同領(lǐng)域大容量和范圍寬帶需求，應(yīng)提高技術(shù)關(guān)注度，并深入研究和發(fā)展，這樣有利于發(fā)揮該技術(shù)的最大價(jià)值。在核心業(yè)務(wù)集聚層和中心網(wǎng)絡(luò)處部署100G寬帶，滿足商業(yè)和不同領(lǐng)域現(xiàn)階段和日后的發(fā)展需求。

1 100G波分關(guān)鍵技術(shù)

1.1 碼型調(diào)制技術(shù)

碼型調(diào)制技術(shù)有利于在長(zhǎng)距離傳輸中應(yīng)用，其可以在較遠(yuǎn)距離傳輸，是100G波分關(guān)鍵技術(shù)的主要研究?jī)?nèi)容。碼型調(diào)制技術(shù)的波特率和色散容限聯(lián)系密切，并且也會(huì)影響非線性效應(yīng)。三者之間影響關(guān)系如下：波特率的不斷增加，會(huì)降低色散容限，進(jìn)而增強(qiáng)非線性效應(yīng)[1]。

1.2 REC技術(shù)

REC技術(shù)是100G波分又一關(guān)鍵技術(shù)，其在應(yīng)用期間可以控制光信噪比，降低躁比的實(shí)際要求。為了在未來能夠進(jìn)行更遠(yuǎn)距離的高速率傳輸，REC?100G波分關(guān)鍵技術(shù)在不斷創(chuàng)新和完善。第二代REC技術(shù)的出現(xiàn)，就是其不斷發(fā)展的結(jié)果，凈編碼可以達(dá)到8～9?dB，容限能夠降低到1×10-3～4×10-3。

2 100G波分關(guān)鍵技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)

在城域網(wǎng)絡(luò)體系中，100G波分關(guān)鍵技術(shù)可以選擇PM-QPSK+這一網(wǎng)絡(luò)接收方案，開展相關(guān)接收工作。該方案節(jié)省裝置和設(shè)備選擇時(shí)間，調(diào)制和解調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)較為明確而且單一，廠家可以在最短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出高質(zhì)量設(shè)備。相關(guān)接收能夠在遠(yuǎn)距離中讓骨干層開展高速率傳輸工作，不需要設(shè)置色散的補(bǔ)償模塊，不僅優(yōu)化了骨干層結(jié)構(gòu)，而且節(jié)省了規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)時(shí)間。100G波分的關(guān)鍵技術(shù)兼容現(xiàn)階段城域網(wǎng)絡(luò)體系中應(yīng)用的10G系統(tǒng)，能夠清除100G路由器的設(shè)置障礙。最重要的是，利用100G波分的關(guān)鍵技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸目標(biāo)，解決遠(yuǎn)距離和高速率網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行障礙等物理效應(yīng)問題。

3 100G波分關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用分析

3.1 貫徹相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建適合組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

100G波分關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，首先要全面貫徹國(guó)際IEEE、ITU-T和OIF等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)判組織制定的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況和我國(guó)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用章程，這樣才能保證技術(shù)滿足以太網(wǎng)建設(shè)需求，解決數(shù)據(jù)中心和運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)問題。單波長(zhǎng)的100G波分關(guān)鍵技術(shù)能夠在成域核心網(wǎng)絡(luò)和長(zhǎng)途骨干網(wǎng)絡(luò)中大力應(yīng)用，既能夠解決核心路由器相互間存在的客戶側(cè)端關(guān)聯(lián)問題，又能把DTM-64和STM-256/40GE/10GE等低速業(yè)務(wù)在100G波分的運(yùn)輸通道內(nèi)積聚，確保用戶寬帶應(yīng)用效率，控制每次運(yùn)輸?shù)某杀綶2]。其次，也要做好組網(wǎng)部署工作。市場(chǎng)上WDM網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方案包括鏈型組網(wǎng)、環(huán)型組網(wǎng)、MESH組網(wǎng)。100G波分關(guān)鍵技術(shù)的組網(wǎng)方案和以往的10G波分設(shè)備的組網(wǎng)方案，沒有很大區(qū)別。在實(shí)際組網(wǎng)期間主要是結(jié)合實(shí)際業(yè)務(wù)需求、光纜線路的資源、應(yīng)用場(chǎng)景和環(huán)境等選擇適合的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)方案。和以往10G系統(tǒng)相比，100G組網(wǎng)系統(tǒng)在建設(shè)、規(guī)劃、維護(hù)和建設(shè)期間需增加對(duì)光纖鏈路的特點(diǎn)和性質(zhì)、廠家的裝置特點(diǎn)和性質(zhì)等關(guān)注度，注重100G波分關(guān)鍵技術(shù)光信號(hào)的躁比等相關(guān)指標(biāo)。在系統(tǒng)的初步建設(shè)時(shí)期，要檢測(cè)全部網(wǎng)絡(luò)系的光纜損耗、光纜長(zhǎng)度和備用主要光纜色散，原則上來說不建議應(yīng)用大功率的光放。圖1，是某運(yùn)營(yíng)商結(jié)合上述不同因素，設(shè)計(jì)的南京路、浮山路、福州路、金水路的100G波分關(guān)鍵技術(shù)組網(wǎng)方案，可以作為100G波分關(guān)鍵技術(shù)組網(wǎng)方案設(shè)計(jì)參考資料。

3.2 光纜類型選擇

對(duì)比兩種主流類型光纜，其包括G.652和G.656型號(hào)光纜的應(yīng)用性能，對(duì)比結(jié)果如下：二者衰減性基本相同；G.656于1?550?nm時(shí)色散較小，與G.652色散的比例為1∶4；G.652和G.656型號(hào)光纜的PMD基本一致；G.652類型光纜的LEAF大于常規(guī)的光纜。再結(jié)合上述對(duì)比內(nèi)容進(jìn)行分析，基于100G波分關(guān)鍵技術(shù)是一個(gè)非線性性的受限系統(tǒng)，可以利用DSP來補(bǔ)償色度色散與偏振模色散，給出100G波分系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用前選擇G.652光纜更具實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

圖1 100G波分的關(guān)鍵技術(shù)組網(wǎng)方案

3.3 保護(hù)方案分析

100G波分關(guān)鍵技術(shù)和10G設(shè)備的保護(hù)方式總體上沒有很大區(qū)別，主要包括ODUk環(huán)網(wǎng)保護(hù)、OMSP保護(hù)、支路SNCP保護(hù)、光線路保護(hù)、ODUk SNCP保護(hù)、光甬道1+1保護(hù)等。但是二者性質(zhì)不同，因此在保護(hù)實(shí)現(xiàn)方面具有一定差異性，在維護(hù)上也存在一些不同?？傮w來看，業(yè)務(wù)保護(hù)包括兩個(gè)部分光層保護(hù)和IP層保護(hù)，二者各有優(yōu)勢(shì)。光層保護(hù)工作和IP層保護(hù)對(duì)象不同，前者是對(duì)光層進(jìn)行保護(hù)，后者則注重節(jié)點(diǎn)保護(hù)和端口保護(hù)以及邏輯鏈接路的保護(hù)工作。從速度角度來看，光層保護(hù)鏈路的保護(hù)與恢復(fù)機(jī)制好于IP層，尤其是涉及一些大業(yè)務(wù)量和點(diǎn)到點(diǎn)場(chǎng)合，利用光層保護(hù)方法不會(huì)涉及高層設(shè)備以及協(xié)議參與，能夠?qū)崿F(xiàn)50?ms以內(nèi)的業(yè)務(wù)保護(hù)，優(yōu)勢(shì)突出。IP保護(hù)層具備業(yè)務(wù)的感應(yīng)能力，能夠高效地處理分組相關(guān)業(yè)務(wù)。在全面考慮IP層與光層保護(hù)方案后，可以結(jié)合業(yè)務(wù)層面的設(shè)備安全性需求，利用IP層和光層整合進(jìn)行保護(hù)，發(fā)揮二者各自優(yōu)勢(shì)，補(bǔ)充各自的不足，達(dá)到保護(hù)的最佳狀態(tài)[3]。需要注意的是，在保護(hù)條件被觸發(fā)時(shí)，要優(yōu)先保護(hù)光層，設(shè)置適合的hold off時(shí)間，來延緩IP裝置對(duì)光層的告警處理。一旦光層的告警時(shí)間連續(xù)不斷，并且高于預(yù)先hold off設(shè)置時(shí)間時(shí)，則可利用保護(hù)層進(jìn)行保護(hù)處理。

4 結(jié)束語

綜上所述，我們可以得出100G波分關(guān)鍵技術(shù)改正了以往10G設(shè)備的不足，對(duì)其進(jìn)行了發(fā)展和創(chuàng)新，滿足了當(dāng)下和未來幾年的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和寬帶業(yè)務(wù)需求。為了最大限度發(fā)揮這一技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)，應(yīng)做好組網(wǎng)方案建設(shè)工作，增加光纖鏈路的特點(diǎn)和性質(zhì)、廠家裝置的特點(diǎn)和性質(zhì)、光信信號(hào)的躁比等相關(guān)指標(biāo)。結(jié)合實(shí)際情況選擇保護(hù)方式，選擇適合的光纜類型，帶動(dòng)100G波分關(guān)鍵技術(shù)的產(chǎn)業(yè)進(jìn)步，形成全新產(chǎn)業(yè)鏈。

[1]傅傳家.100G波分系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究[J].山東通信技術(shù)，2017，37（2）：1-3，34.

[2]王朋.100G波分的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用分析[J].科技與企業(yè)，2015（6）：74.

[3]李太平.100G波分在城域網(wǎng)中的應(yīng)用分析[J].中國(guó)新通信，2014，16（4）：76.

Research on the Key Technology and Application of 100G Wave

Dong Liangxia

Guangdong Planning and Designing Institute of Telecommunications Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510630

The key technology of 100G wave score is the international standard setting organization, which mainly includes IEEE, ITU-T and OIF and other relevant standard evaluation organizations. The emphasis of these three major organizations is different. In order to play the key technology of 100G wave maximum value, during the actual operation and deployment, it is required to fully implement the relevant international standards and do well the work of 100G WDM backbone transmission network key technology, so as to meet the business needs and ensure the good application in high performance computer. In order to enhance the 100G wave effect of key technology and application, the paper deeply analyzes the application of the key technology of the current hot social 100G wave. The research framework are describination of the key technology of 100G wave theory, the key technology advantage of 100G wave, 100G wave of key technologies of practical analysis, and strive to do guidance for the relevant units and personnel involved in the work and reference.

100G wave; key technology; application research

TN929.14

A

1009-6434（2017）10-0023-03