业务发展驱动的光传送网技术演进

　　近几年来，视频已经逐渐从运营商的增值业务发展成为基础业务，同时也是新宽带的主要推手。视频业务有三大特点：高流量、高码率、高体验要求。当前热门的4K视频要求带宽30~50Mbps，而VR则要求200Mbps以上的带宽。

　　直接承载视频业务的是固网宽带和移动宽带网络。固网宽带基本按照每7年提升10倍的速度升级，随着视频业务的驱动和“宽带中国”战略的实施，固网宽带接入速率向100Mbps普及推进，未来可达到1Gbps。移动宽带向Pre5G和5G演进，其流量密度增长千倍，峰值速率增长百倍，连接数密度增长百倍。集客专线也在从10~100Mbps带宽向100Mbps到GE以上大颗粒高价值转移。未来网络将以DC（数据中心）为中心，运营商竞建云数据中心，高速骨干网提供IDC间的直达路由，CO重构也将推进城域边缘DC和区域DC的建设，DC之间需要高速大带宽的光传送网作为纽带。光传送网作为所有这些业务的基础底层承载，首先要满足超高带宽传送的要求。

　　其次是低时延的要求。车联网、远程医疗等新型应用对时延的要求十分苛刻；金融等行业对时延的要求也不容小觑，高频金融交易小于1ms，DC容灾小于10ms；工业控制要求时延小于10ms，4K视频要求时延小于25ms。业务要求低时延，分配给传输系统的时延就更小，对传送网的要求更高。可以说：时延就是金钱，时延就是生命线；时延是用户体验，时延更是网络性能。

　　第三个诉求是运营管理。未来网络流量和流向的变化都会快于今天的网络，规模也要更大，这就要求光传送网易开通、易调整、易融合，实现多业务承载和对需求的快速响应，提高资源利用率，支持多域互联和协同，业务快速创新。

　　针对未来业务发展对光传送网的核心诉求（见图1），我们从传送网产品和技术发展的角度思考如何迎接挑战。

超高带宽

　　对于超高带宽的需求，有100G和超100G技术。100G光网络已经规模建设了几年，取得空前成功，目前还在不断优化。在骨干网，100G长距传送的性能不断提升，中兴通讯目前已经发展到第三代SD-FEC，采用25%冗余，背靠背OSNR容限达到10dB，传输距离大大延长，增加了骨干网直达电路的连接度，减少电中继成本，减小业务时延。在城域网，我们研发低成本100G互联解决方案，综合运用光子集成、低速光收发器带宽扩展、新型调制和补偿算法等多种技术，成本比相干系统低，在中短距上有优势。另外，目前100G设备芯片制程工艺越来越小，光模块体积也更小，每比特功耗不断降低。小型化100G OTN设备也有很大市场，将100G高速互联延伸到城域边缘。

　　按照目前的业务流量增长，同时伴随着400GE、超100G OTN等相关标准成熟和产业链的跟进，超100G线路传输即将到来。超100G主要从增加符号速率、增加每符号比特数、增加子载波数量这三个方面来实现，是系统容量、传输距离、器件性能平衡的结果。根据应用场景的不同，我们近期会看到200G单载波PM-16QAM或单载波PM-8QAM，400G双载波PM-16QAM或四载波PM-QPSK等多种方案。在超100G阶段，光模块将采用硅光技术，体积小、功耗低，更好地支持超高速系统的实现。对于长途干线，也可以借助由拉曼放大器和低噪EDFA组成的混合放大器，或者在干线铺设低损或超低损光纤，延长无电中继传输距离。通过综合使用这些技术，可以提升频谱效率，提高传输容量，保证传输性能与100G系统相当。

　　中兴通讯在超100G方面也取得了很多成果，2015年6月，中兴通讯在OFS的超低损光纤上将400Gbps信号成功传输了10130km，刷新了世界记录。中兴通讯400G系统已经开始商用部署，其中还有10G/100G/400G混传的成功案例。

大容量光电混合调度

　　除了线路速率的提升，还有节点交叉容量的扩大。大容量的电交叉可方便地实现各种颗粒业务的无阻塞疏导调度。以28T交叉容量为例，它可以满足4~5个线路方向，每方向各40波100G的业务调度。单机架电交叉容量下一步可提升到60T以上，未来实现多机架集群，交叉容量可扩展到400T以上。随着电交叉容量的攀升，虽然每比特功耗下降了，但是机架功耗密度上升了。电交叉容量再进一步提升，现有的传输机房条件难以解决供电和散热问题，运营成本也比较高。所以近段时间来，光交叉越来越受重视。我们利用ROADM（可重构光分插复用器）可重构的波道调度能力满足动态的业务需求，改善网络结构，降低电层处理成本和容量压力，大幅度降低电再生和电交叉带来的高功耗。ROADM在具体使用中，需要针对城域网、链型干线、环形干线、区域组网等不同的应用场景，分析不同的模型，选择不同的配置组合，如波长无关、方向无关、冲突无关、任意栅格等，在网络灵活性和成本之间取得最优。未来，光电混合交叉将是光网络节点的重要特征。

多业务承载能力

　　OTN还需要具备多业务承载的能力，传统OTN设备只能支持L0和L1，新一代的OTN设备可以支持L2的分组功能。TDM、固定比特速率、不共享带宽的IP/Eth业务适合由L0/L1刚性管道承载，原MSTP承载的10M~100M小颗粒业务汇聚后也可以转到OTN上来承载，这些业务按照波长或ODUk子波长进行调度和物理隔离，保障性能和安全性。IP/Eth可变比特速率、可共享带宽的业务，适合由分组弹性管道承载；虽然在弹性管道中承载，并不是没有服务质量保证，可以根据标签区分业务，根据业务优先级进行QoS调度，保证不同业务对延迟、抖动、带宽的不同要求。所以说，在OTN平台上叠加分组功能可以提供刚柔并济，粗细共存，保障性能的统一传送管道。

超低时延

　　针对低时延业务的需求，我们从各方面进行优化，包括路径优化、层次优化、组网优化、设备优化。

　　●   路径优化：光缆路由优化减少迂回，业务选择最短光纤路径，最少转发节点。

　　●   层次优化：高层协议处理带来更大的时延，尽量低层处理和转发，光层比电层快。

　　●   组网优化：扁平化组网，网格化组网，减少层次，避免逐跳转发。

　　●   设备优化：在设备内部转发、处理、对接互联、光模块和器件等各环节优化；通过优化，总时延能够大大降低，可以支持更多时延敏感的业务。

高效运营

　　针对高效运营的需求，SDN无疑是主要技术手段之一。光传送网SDN化给我们带来弹性、智能、高效、开放的网络。目前中兴通讯和国内的运营商合作，开展按需带宽BoD和光虚拟专网OVPN应用的联合开发和测试，主要是希望在跨域跨厂商的大网环境下实现快速业务部署，减少运营人力，提升租户体验。下一步要逐步走向试商用。我们也在和海外跨国运营商合作，进行IP+光协同的联合创新，主要针对跨层业务的规划和下发、大流量IP业务旁路等场景，降低整网的建设和运营成本。大型互联网企业也是我们重要的合作伙伴，中兴通讯和国内主要的ICP开展数据中心互联的带宽调度的联合开发，满足云化服务的需求。

　　总的来说，新业务的发展给光传送网提出了三个核心诉求：超高带宽、超低时延、高效运营。光传送网产品和技术的演进需要满足这三个诉求，主要有五个发展方向：超高速大带宽、大容量光电混合调度、高集成度低功耗、设备功能叠加、开放和智能（见图2）。另外，还要有新的组网思路。未来，光传送网技术还会保持长期的高速发展，会有更多的创新和变革，让我们拭目以待。