近年來(lái)，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)應(yīng)用方興未艾，對(duì)底層的傳送網(wǎng)提出了很高的帶寬和承載需求，今年以來(lái)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新的理念和應(yīng)用也不斷涌現(xiàn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬、業(yè)務(wù)快速提供、網(wǎng)絡(luò)靈活性等方面都提出了更高的需求。從CNNIC的資料顯示，我國(guó)的國(guó)際出口帶寬截止2014年12月已經(jīng)達(dá)到4.118Tbit/s，年均的復(fù)合增長(zhǎng)率為20.9%，這樣的增長(zhǎng)趨勢(shì)是非?？捎^的。傳送網(wǎng)在過(guò)去的十余年中在容量增長(zhǎng)方面已經(jīng)取得非常大的進(jìn)步，從單通路10Gbit/s到40Gbit/s到現(xiàn)在的100Gbit/s，通路數(shù)也從8路，16路，32路增加到目前現(xiàn)網(wǎng)使用的80路，同時(shí)具有160路的能力，持續(xù)強(qiáng)勁的業(yè)務(wù)需求將進(jìn)一步推動(dòng)和促進(jìn)光通信的方面，為了滿足業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的大帶寬需求，光通信在高速和全光靈活演進(jìn)方面近年也都取得了較大進(jìn)展，我們將從100G和超100G發(fā)展，ROADM應(yīng)用等方面進(jìn)行探討。

　　干線100G技術(shù)和設(shè)備成熟，城域100G前景可期

基于100G的WDM和OTN技術(shù)在過(guò)去幾年中已經(jīng)逐步走向成熟，從應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展來(lái)看，從2010年左右開(kāi)始各運(yùn)營(yíng)商都非常重視100G技術(shù)的發(fā)展，在2012年三大運(yùn)營(yíng)商均開(kāi)展了100G技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和評(píng)估，大大地促進(jìn)了100G技術(shù)的發(fā)展，同年，中國(guó)教育和科研網(wǎng)在干線上率先采用了100G設(shè)備。經(jīng)過(guò)多年努力，2013年成為100G技術(shù)在運(yùn)營(yíng)商市場(chǎng)上的商用元年，中國(guó)電信采購(gòu)了約2500個(gè)OTU，中國(guó)移動(dòng)采購(gòu)了約2000個(gè)OTU，中國(guó)聯(lián)通也在兩條線路上開(kāi)展了時(shí)延，隨著100G技術(shù)的應(yīng)用和在現(xiàn)網(wǎng)中表現(xiàn)良好，2014年運(yùn)營(yíng)商加大了在100G領(lǐng)域的投入，特別是中國(guó)移動(dòng)采購(gòu)的OTU已經(jīng)接近10000個(gè)，2015年各家運(yùn)營(yíng)商都普遍開(kāi)展相關(guān)系統(tǒng)建設(shè)，經(jīng)過(guò)這幾年的系統(tǒng)建設(shè)，中國(guó)市場(chǎng)已經(jīng)成為全球100GWDM/OTN的最大的市場(chǎng)，但是在實(shí)際應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈頂端的高速器件和芯片仍受制于人，隨著多次招標(biāo)的開(kāi)展，也看出存在同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)加劇的問(wèn)題，惡性?xún)r(jià)格戰(zhàn)也將損害產(chǎn)業(yè)鏈整體利益

從技術(shù)角度來(lái)看，通過(guò)多輪的測(cè)試完善和實(shí)際現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用的考驗(yàn)，100G設(shè)備在業(yè)務(wù)、組網(wǎng)、時(shí)鐘、網(wǎng)管、保護(hù)、性能指標(biāo)等方面表現(xiàn)穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)室測(cè)試模型傳輸距離超3000km。集成度也不斷提高，隨著光器件和模塊技術(shù)的成熟，以及設(shè)備交叉容量的增長(zhǎng)，100G設(shè)備客戶側(cè)和線路側(cè)端口集成度提升明顯，單槽位400G集成度逐步成為主流。在100G的相干CFP方面進(jìn)一步提升集成度和功耗性能，線路側(cè)相干CFP實(shí)驗(yàn)室測(cè)試傳輸距離超1000km，功耗降低30%，光模塊集成度提升明顯。但是，在實(shí)際工程部署中面臨功耗散熱等問(wèn)題，目前80波滿配系統(tǒng)功耗超20000W，在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)機(jī)房供電、散熱和運(yùn)維等帶來(lái)諸多問(wèn)題，亟待改進(jìn)；而干線應(yīng)用中也面臨著OTN電交叉容量進(jìn)一步提升的需求，受到槽位數(shù)、背板容量、散熱等技術(shù)瓶頸的限制，30T以上交叉容量有可能采用類(lèi)似集群路由器的實(shí)現(xiàn)方案，但是同樣也面臨著散熱等各方面的問(wèn)題，為此，不同的設(shè)備制造商也針對(duì)此提出不同的解決方案。

100G技術(shù)已經(jīng)在干線網(wǎng)規(guī)模商用了，在城域范圍內(nèi)，LTE回傳和數(shù)據(jù)中心互聯(lián)等業(yè)務(wù)逐步加大了帶寬方面的需求，預(yù)計(jì)城域核心層在未來(lái)2~3年將逐步引入100G技術(shù)，目前規(guī)模商用存在的主要障礙仍是價(jià)格、集成度和功耗。長(zhǎng)期而言相干100G是主流方案，不排除短期成本優(yōu)勢(shì)使得直接檢測(cè)100G技術(shù)獲得一定商用部署。在業(yè)務(wù)熱點(diǎn)地區(qū)甚至可能率先引入200G/400G技術(shù)。100G進(jìn)城為新一代F-CDC-ROADM打開(kāi)市場(chǎng)，2015年3月，Verizon宣布采用Ciena(6500)和Cisco(NCS4000)分組光學(xué)平臺(tái)進(jìn)行城域100G部署，F(xiàn)-CDC-ROADM技術(shù)首次規(guī)模商用，同月，阿爾卡特朗訊公開(kāi)宣布Verizon將采用其最新的F-CDC-ROADM技術(shù)來(lái)升級(jí)其超長(zhǎng)距光傳送網(wǎng)。

超100G標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)步推進(jìn)，測(cè)試評(píng)估逐步展開(kāi)

超100G的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在IEEE、ITU-T和OIF都在進(jìn)行，IEEE主要開(kāi)展客戶側(cè)接口400GE的標(biāo)準(zhǔn)化工作，根據(jù)2014年5月中間會(huì)議的結(jié)論，計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)草案D1.0在2015年1、2月份推出，根據(jù)今年的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)起草進(jìn)度來(lái)看，D1.0沒(méi)有按期推出，標(biāo)準(zhǔn)制定的實(shí)際進(jìn)展比計(jì)劃推遲，具體推遲的時(shí)間段目前尚無(wú)明確結(jié)論。在草案中關(guān)于SMF的具體光接口技術(shù)方案目前爭(zhēng)議較大，同時(shí)影響其他參數(shù)選擇，存在NRZ、PAM4、DMT（僅限定在10km）等多種制式。

ITU-T主要制定超100GOTN有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，其中OTUCn結(jié)構(gòu)特性和使用方法初步確定，OTUCn采用類(lèi)似SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)：OTUCn（RS段層）、ODUCn（MS段層）、ODUk（LO/HOODU），其中OTUCn和ODUCn僅點(diǎn)到點(diǎn)連接，不支持基于ODUCn的交叉。同時(shí)OTUCn速率/開(kāi)銷(xiāo)/映射復(fù)用進(jìn)一步明確，主要體現(xiàn)在ODUCn增5G時(shí)隙；低于5G信號(hào)直接映射到5G時(shí)隙，不經(jīng)過(guò)低階ODUk復(fù)用；超100GCBR信號(hào)（如400GE）通過(guò)BMP映射到ODUflex；在OTN的IaDI和IrDI之間傳輸。OIF（光互聯(lián)論壇）的物理和鏈路層工作組負(fù)責(zé)高速物理接口協(xié)議研究和制定工作，OIF PLL工作組在完成第1代DWDM長(zhǎng)距離傳輸?shù)陌l(fā)送模塊和相干接收機(jī)規(guī)范后，對(duì)于100G光模塊應(yīng)用起到非常重要的推動(dòng)作用。

目前OIF正在開(kāi)展第2代DWDM長(zhǎng)距離傳輸?shù)南喔山邮諜C(jī)規(guī)范(oif2013.054.01)、CFP2ACO相干接收光模塊規(guī)范（oif2014.006.10，strawballot)以及相關(guān)的ICR（oif2014.186.07,strawballot）、城域100G發(fā)射機(jī)（oif2014.100.05，擬straw ballot ）400G白皮書(shū)（ oif2015.100.00 ）等項(xiàng)目。同時(shí)它會(huì)繼續(xù)開(kāi)展超短距、短距應(yīng)用的56G高速電接口標(biāo)準(zhǔn)制定（傳輸距離從幾cm到1m）。

國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商也非常關(guān)注超100G技術(shù)的發(fā)展和測(cè)試評(píng)估，目前相關(guān)的測(cè)試評(píng)估工作主要集中在400G速率。中國(guó)移動(dòng)在2014年率先啟動(dòng)400G多設(shè)備廠家和多光纖類(lèi)型實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，驗(yàn)證了4x100G-QPSK(@125/150GHz)和2x200G-16QAM(@75/100GHz)兩種技術(shù)方案，在現(xiàn)網(wǎng)完成了西安-鄭州-信陽(yáng)兩種光纖的現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試，結(jié)果表明目前16QAM技術(shù)難以滿足省際干線傳輸需要。中國(guó)電信2014年下半年完成400G技術(shù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，對(duì)傳輸能力、系統(tǒng)余量、傳輸代價(jià)等指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證。中國(guó)聯(lián)通對(duì)400G技術(shù)仍處于跟蹤調(diào)研階段，2015年有望開(kāi)展400G測(cè)試，直接在現(xiàn)網(wǎng)驗(yàn)證實(shí)際傳輸能力。從目前的技術(shù)與發(fā)展和商用產(chǎn)品驗(yàn)證來(lái)看，400G將成為高速傳輸領(lǐng)域新熱點(diǎn)，原型設(shè)備形式多樣，測(cè)試和試點(diǎn)應(yīng)用廣泛開(kāi)展，標(biāo)準(zhǔn)化工作穩(wěn)步推進(jìn)。對(duì)于400G的調(diào)制格式，從技術(shù)的演進(jìn)和網(wǎng)絡(luò)的需求來(lái)看，今后應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注16QAM和8QAM，可以在線路容量和傳輸距離之間取得均衡。

400Gb/s技術(shù)的商用化前景受帶寬需求、100G部署及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等多種因素影響，2016年市場(chǎng)定位將趨于清晰。而比400G速率更高的1Tb/s技術(shù)在波特率、子載波數(shù)、調(diào)制格式、FEC算法等方面選擇與折中復(fù)雜，仍處研究階段，技術(shù)路線選擇尚不明朗。

ROADM技術(shù)逐步發(fā)展成熟，未來(lái)應(yīng)用可期

ROADM技術(shù)出現(xiàn)已經(jīng)多年，在十余年前已經(jīng)有相關(guān)的產(chǎn)品面世，業(yè)界對(duì)于波長(zhǎng)阻斷(WB)型、平面波導(dǎo)（PLC）型波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)（WSS）型等不同的ROADM技術(shù)做了比較和選擇，目前認(rèn)為WSS型的ROADM是主流選擇，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展完善，ROADM技術(shù)可支持多種按需靈活配置新型功能，模塊維度最高已達(dá)20，40維的模塊也已經(jīng)開(kāi)始預(yù)研，同時(shí)在無(wú)色、無(wú)方向、無(wú)沖突、靈活柵格等功能特性方面的支持程度越來(lái)越好，為了保證全光系統(tǒng)的可控可管性，主流模塊廠家逐漸推出了性能監(jiān)控模塊，隨著100G等新型調(diào)制碼型和FEC等技術(shù)的出現(xiàn)，基于相干的100G和高增益FEC等顯著延伸了ROADM光層組網(wǎng)距離，為了實(shí)現(xiàn)大容量傳輸，傳輸帶寬持續(xù)增長(zhǎng)也使得ROADM基于光層穿通的中繼成本優(yōu)勢(shì)更加凸顯。

ROADM技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，在北美、歐洲的干線網(wǎng)和城域網(wǎng)中都有非常多的應(yīng)用場(chǎng)景，但是ROADM技術(shù)本身在我國(guó)的應(yīng)用部署還是比較緩慢，三大運(yùn)營(yíng)商除在干線局部節(jié)點(diǎn)采用ROADM上下波長(zhǎng)外，公開(kāi)報(bào)道采用ROADM組網(wǎng)的案例很少，典型如幾年前陜西移動(dòng)的ROADM省干組網(wǎng)。最近也有專(zhuān)家提到在上海電信和江蘇電信也建設(shè)了類(lèi)似的網(wǎng)絡(luò)，但總體來(lái)說(shuō)占比較小，從集團(tuán)層面來(lái)看運(yùn)營(yíng)商目前尚未就ROADM技術(shù)引入和規(guī)模建設(shè)公開(kāi)做出規(guī)劃部署。但從ROADM多年來(lái)在技術(shù)、功能和性能方面的逐步改進(jìn)，為ROADM技術(shù)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際需求，預(yù)計(jì)2-3年內(nèi)省際干線傳送網(wǎng)主要以部分穿通節(jié)點(diǎn)上下路波道為主，延續(xù)現(xiàn)有的應(yīng)用格局。省內(nèi)干線除了跟省際干線類(lèi)似的組網(wǎng)方式之外，也將采用ROADM和電交叉結(jié)合的多樣化的節(jié)點(diǎn)方式。隨著業(yè)務(wù)需求的逐步加大，城域100G的應(yīng)用也會(huì)逐步增多，ROADM在城域傳送網(wǎng)核心層的應(yīng)用競(jìng)爭(zhēng)力將逐漸凸顯。ROADM逐漸引入需要一個(gè)過(guò)程，ROADM在網(wǎng)絡(luò)中可采取逐步引入的策略，2-3年以后有望大規(guī)模部署，頻率利用方面預(yù)計(jì)50GHz間隔或靈活柵格將占據(jù)主導(dǎo)。同時(shí)，SDN技術(shù)的持續(xù)發(fā)展也將從應(yīng)用角度推動(dòng)ROADM部署。

綜上，從高速傳送網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，100G技術(shù)已經(jīng)在干線規(guī)模應(yīng)用，城域應(yīng)用前景可期，還需在低成本、靈活性方面進(jìn)一步加強(qiáng)；超100G標(biāo)準(zhǔn)處于穩(wěn)步推進(jìn)的過(guò)程中，400G測(cè)試評(píng)估已經(jīng)展開(kāi)；ROADM技術(shù)和應(yīng)用進(jìn)一步發(fā)展，在低功耗、成本和靈活性方面有優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)的應(yīng)用需進(jìn)一步推動(dòng)。

作者簡(jiǎn)介：

張海懿，現(xiàn)任中國(guó)信息通信研究院（原工業(yè)和信息化部電信研究院）通信標(biāo)準(zhǔn)研究所傳送與接入研究部主任。1996年畢業(yè)于北京郵電大學(xué)，獲碩士學(xué)位。長(zhǎng)期從事光傳輸系統(tǒng)以及電信傳送網(wǎng)絡(luò)體制標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)營(yíng)商的技術(shù)咨詢(xún)等研究工作，具有豐富的主持大型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備技術(shù)評(píng)估和現(xiàn)網(wǎng)驗(yàn)收經(jīng)驗(yàn)。已發(fā)表技術(shù)文章數(shù)十篇，曾獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)三次，中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)兩次。目前主要從事高速光通信、OTN和PTN等光傳送網(wǎng)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)研究。

趙文玉，現(xiàn)在中國(guó)信息通信研究院（原工業(yè)和信息化部電信研究院）通信標(biāo)準(zhǔn)研究所傳送與接入研究部工作，高工，主要從事40G/100GWDM、OTN等高速光傳送網(wǎng)技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)制定以及系統(tǒng)測(cè)試評(píng)估等工作。

賴(lài)俊森，現(xiàn)在中國(guó)信息通信研究院（原工業(yè)和信息化部電信研究院）通信標(biāo)準(zhǔn)研究所傳送與接入研究部工作，工程師，主要從事40G/100GWDM、OTN等高速光傳送網(wǎng)技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)制定以及系統(tǒng)測(cè)試評(píng)估等工作。