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中国移动张德朝:以光交叉为主的光电混合网络是下一代OTN网络的核心

2021-05-16 13:37 爱云资讯   

过去十年,由于国内电信市场和海外数通市场的驱动,中国光通信行业高速发展,未来随着5G流量爆发,云计算需求持续强劲,光通信领域将迎来更大机遇。

在日前召开的“2021中国光通信高质量发展论坛”上,中国移动研究院网络与IT技术研究所传送与接入网研究室经理、主任研究员张德朝表示,当前光通信发展呈现两大趋势:一方面,光网络流量持续快速增长,迫切需要新一代技术变革解决系统容量与业务流量增长失配难题;另一方面,伴随低时延、小颗粒、多业务等差异化需求的凸显,光网络的业务属性需进一步增强。

有鉴于此,中国移动立足网络基础能力提升,打造超100G智能化OTN光网络,不断提升网络带宽、优化网络架构、开展网络SDN能力建设,向以云为中心的网络全面转型。

单载波400G是下一代OTN基础传输速率

目前,中国移动已建成全球最大的100G OTN网络,在长三角、珠三角等区域部署200G。但现网仍然存在部分节点需求已远超OTN单台设备能力,机架堆叠或集群方式对机房空间和功耗带来巨大挑战。提升单载波速率和设备交叉能力是下一代骨干传送网破解系统容量和功耗难题的两大关键举措。

在传输系统方面,单载波400G将是下一代OTN的基础传输速率。业界期待400G能够实现1000公里以上的无电中继传输,现在基本在600公里以内,需要考虑通过调制格式、光电芯片等关键技术来提升传输性能。

在组网方面,以电交叉为主的光电混合交叉网络正在向以光交叉为主演进,即以集成式光交叉(OXC)为主的光电混合交叉,同时在Mesh型组网引入灵活的光层保护恢复协同。

围绕提升线路的传输带宽,张德朝介绍了5大关键技术:

一是调制格式,调制格式是OTN的核心,直接决定了技术的走向类型。收敛调制格式是400G面临的首要问题,能够让整个产业更聚焦,从而降低成本。400G PM-16QAM可满足600km传输需求;1000km以上长距传输场景,目前仍面临调制格式竞争和技术路线选择。此外,对于400G高波特率调制格式,需开展频谱扩展技术研究并收敛多种潜在方案及频谱边界,以满足骨干传送网80波的基本需求。

二是调制器,400G调制格式的选型将直接决定调制器技术方案。400G对调制器的要求更为严苛,InP、硅光、薄膜铌酸锂调制器是重点研究方向;而光电合封有望成为400G时代高波特率器件性能进一步提升的潜在途径。

三是电芯片和光算法。电芯片方面,减少功耗和面积是提升系统容量和集成度的关键,现在主要以14纳米工艺为主,下一步将引入7纳米;光算法方面,400G传输性能对系统损伤更加敏感,光器件损伤补偿重要性凸显。

四是OXC。需以OXC器件能力和管控技术为抓手,提升光电交叉连接能力和灵活性。其中,高性能WSS是扩展OXC容量的关键,需要进一步提高维度、扩展谱宽、提高集成度和降低插损。

五是新型光纤。主要分两大类:一类是空分复用光纤,又分为少模光纤和多芯光纤,少模光纤制备相对简单,和传统运维习惯匹配较好,多芯光纤仍面临工艺和熔接难题;另一类是空芯光纤,具有低非线性、低时延、低色散等潜在优势,损耗已接近实用化水平,但是目前来看光纤本身的制备难度非常大,制备工艺亟需突破。

光业务单元OSU是下一代OTN发展方向

随着OTN逐步下沉到城域网和接入网,OTN面临直接接入和承载高品质专线、高清视频等1G以下小颗粒业务的重大机遇。张德朝指出,光业务单元OSU(Optical Service Unit)是下一代光传送网OTN的发展方向之一,能够解决1G以下小颗粒客户信号高效承载。

现有OTN小颗粒解决方案,OTN只能提供1G以下业务承载到ODU0,承载效率低;虽然集成SDH/分组功能能够提供1G以下业务的承载,但SDH面临产业发展且两层网络管理复杂等问题。而OSU解决方案具备2M~B100G的灵活带宽适应能力,支持K级别OSU业务复用至高阶ODU;另外,其采用TPN支路端口号标识业务和端口之间对应关系,增强了业务的灵活性。

目前国内就OSU核心理念、功能设计已经达成一致(包括OSU帧长度,TPN长度,帧类型定义等实现),部分具体帧结构设计尚且存在差异。在OSU技术标准化层面,中国移动希望能够实现协同,在行标、国标和国际标准层面实现VC OTN兼容、OSU支持切片、GCC应用等关键技术的统一标准,形成产业合力。

此外,中国移动还正在推动传送网SDN技术和标准成熟,实现了SOTN在中国移动OTN政企专网、省际干线和省内网络规模商用。设计管控一体SOTN架构及系统方案,统一南向接口,实现对底层传送网络资源的控制和管理;统一北向接口,支持上层网络应用,担任3项IETF标准Author。推动CPE OTN解耦与集中管控,实现CPE OTN和城域OTN转发解耦,多厂家CPE OTN管控解耦。OTN集成VC交叉调度能力,完成专线业务从SDH平面到VC-OTN平面迁移。后续将以云网融合、光电混合、OSU管控为抓手,AI赋能,持续推动SOTN技术智能化演进。

 

责任编辑: 3976DBC

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