2013年，中國移動、聯(lián)通先后完成骨干網(wǎng)100G集采，電信國干集采也即將啟動，標(biāo)志著國內(nèi)100G商用序幕已經(jīng)拉開，2013年將是100G部署的關(guān)鍵一年。近幾年帶寬需求爆炸式增長帶來的傳輸網(wǎng)絡(luò)側(cè)壓力越來越大，流量增加了那么多，收入反而減少了，這將促使運營商引入新技術(shù)來降低每比特流量的傳輸成本。同時，運營商對于技術(shù)創(chuàng)新和未來業(yè)務(wù)發(fā)展的訴求也不斷加快100G的商用部署進程。
100G是市場剛需
從國內(nèi)市場需求來看，我國有10多億人口，伴隨寬帶普及、帶寬提速的深入與寬帶中國戰(zhàn)略的實施推進，接入側(cè)帶寬不斷增長，匯聚到骨干網(wǎng)上壓力無疑非常龐大。與此同時，3G/LTE移動互聯(lián)網(wǎng)興起、云計算/數(shù)據(jù)中心廣泛應(yīng)用等因素影響，近年來網(wǎng)絡(luò)帶寬需求直線上升，并將持續(xù)倍增，對于骨干網(wǎng)造成顯著沖擊。按中國電信預(yù)測，未來五年干線網(wǎng)IP流量的年增長率會高達56%-80%，超過摩爾定律（57%），這意味著五年后的干線網(wǎng)絡(luò)帶寬要求將是當(dāng)前的10倍以上，骨干傳輸網(wǎng)總帶寬將達到200Tbps以上。
運營商來自帶寬的收入并未大幅增長，“增量不增收”成為常態(tài)。流量增長與收入增長的剪刀差日益擴大，未來幾年的差距達到10倍以上，作為企業(yè)的運營商難以長期維系。面對量收剪刀差的挑戰(zhàn)，降低管道成本，降低每比特流量傳輸成本是根本出路。
傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬升級方式以疊加傳輸平面為主，縱觀國干、省干傳輸網(wǎng)絡(luò)，普遍存在多個10G/40G網(wǎng)絡(luò)平面，多層網(wǎng)絡(luò)造成光纖消耗大，設(shè)備數(shù)量多，機房功耗居高不下。傳輸網(wǎng)絡(luò)亟需新技術(shù)解決上述問題。隨著全球100G商用，100G成本逐步下降，每比特傳輸成本已經(jīng)低于10G和40G。100G提供大帶寬的同時，還大幅降低光纖占用率和機房能耗。這就是國內(nèi)外運營商紛紛選擇100G建網(wǎng)的驅(qū)動力。
另一方面，面對IP骨干網(wǎng)流量的增長和IDC數(shù)據(jù)中心的規(guī)模建設(shè)，核心路由器的端口速率面臨升級，單端口100GE核心路由器的端口效率比10×10GE效率高60%以上，可簡化管理、降低功耗并提高集成度。因此100G路由器的應(yīng)用也成為100G波分的直接驅(qū)動力，可高效承載100GE路由器電路業(yè)務(wù)，擴展傳輸距離。
技術(shù)突破驅(qū)動100G商用進程
從技術(shù)層面分析，在美國電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）、國際電信聯(lián)盟標(biāo)準化組織（ITU-T）和光纖互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)論壇（OIF）等組織主導(dǎo)下，100G相關(guān)標(biāo)準已經(jīng)成熟。ITU-T主要從光傳送網(wǎng)的角度對100G技術(shù)進行規(guī)范；而IEEE主要從業(yè)務(wù)接口的角度規(guī)范100GE的接口參數(shù)；OIF則主要關(guān)注于100G長途傳輸線路接口以及相關(guān)電接口的規(guī)范。相關(guān)標(biāo)準的確定與成熟為100G商用鋪平道路。
從光通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史上可以看出，正是因為各種光器件技術(shù)的不斷演進、成熟，光通信系統(tǒng)才得以屢次實現(xiàn)飛躍。時至今日，光通信網(wǎng)絡(luò)的核心骨干網(wǎng)已經(jīng)快速走過了2.5G、10G、40G時代，正在全面轉(zhuǎn)向100G。作為最前沿的高速線路技術(shù)，100G采用相干技術(shù)較現(xiàn)有10G/40G技術(shù)有飛躍式突破，在碼型、復(fù)用方式、相干接收和前向糾錯（FEC）等關(guān)鍵技術(shù)方面都有創(chuàng)新，不僅解決了40G時代因色度色散容限較小而導(dǎo)致組網(wǎng)復(fù)雜的問題，而且也解決了老光纖偏振膜色散容限較大而無法支持高速率傳送業(yè)務(wù)的問題。
對于相干、QPSK相位調(diào)制技術(shù)而言，并不是新興的技術(shù)概念。為何在早幾年的10G、40G時代，這些技術(shù)沒有在傳輸系統(tǒng)上應(yīng)用，主要由于當(dāng)時的光電器件自身的高技術(shù)門檻和產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展能力不足。近年來借助DSP和ADC芯片的技術(shù)突破，使得100G傳輸性能和成本迅速得到改善，并促進100G系統(tǒng)的商用。比如56G的ADC突破使單頻100G實現(xiàn)；DSP芯片門數(shù)從10G的5M增加到100G的70M，上億門的DSP作為100G核心器件，為免色散補償、軟判決FEC、低功耗能力提供根本支撐，使得100G信號實現(xiàn)無電中繼4000km傳輸能力。
上下游產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展促使100G具備商用能力，全球100G規(guī)模商用又進一步驅(qū)動了產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，使得100G成本逐步下降，形成產(chǎn)線發(fā)展的良性循環(huán)。從現(xiàn)有的100G產(chǎn)業(yè)鏈來看，光傳輸、測試儀表、芯片、光器件等領(lǐng)域都已經(jīng)有三家以上的廠商在涉足，端到端的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成，同時整個產(chǎn)業(yè)陣營也在不斷壯大。光器件方面，多家光模塊廠商推出100G CFP，個別廠商即將推出CFP2，體積更小，功耗更低，將成為未來主流模塊。芯片方面，技術(shù)工藝更加精密，逐步引入28nm CMOS工藝的ADC芯片和DSP芯片，將帶來100G板卡集成度的提升。
正是在市場需求與技術(shù)突破的雙重驅(qū)動下，全球部署100G的進度正在加快。截至目前，北美、歐洲、亞太、拉美等地多家主流運營商在骨干網(wǎng)中引入了100G技術(shù)。設(shè)備供應(yīng)商中，華為、阿朗、Ciena三家領(lǐng)跑100G市場，實現(xiàn)大批量供貨，推進100G產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展。
作者1：劉以莉，中國移動通信集團天津有限公司，傳輸維護中心
作者2：鄭子茵，中國移動通信集團天津有限公司，傳輸維護中心
作者3：王寶善，中國移動通信集團天津有限公司，傳輸維護中心
作者4：駱俊嶺，中國移動通信集團天津有限公司，傳輸維護中心