100G

100G（精选9篇）

100G 篇1

从各咨询公司所发布的数据中可明确看出, 各厂商在100G市场上拓展步伐在明显加速。

中国移动100G OTN集采正在进行当中, 30亿元 (人民币, 下同) 的集采规模吸引了全球100G供货商的关注。相比欧美等海外运营商, 国内三大运营商在推进100G应用的步伐更为稳健, 经历了近一年时间的实验室测试后, 终于在2012年第四季度开启现网集采, 相关业界专家指出, 就目前来看, 国内对于100G的推进速度与全球运营商基本保持一致。

包括OVUM、Infonetics Research、Dell’Oro等全球主流咨询机构均曾发布报告指出2011年～2015年, 全球100G市场将会保持高速增长, 并将有效带动全球光网络市场的扩张。从各100G系统设备供货商来看, 阿尔卡特朗讯、Ciena、华为、中兴、烽火、诺西等都已经突破100G核心技术, 可提供成熟的100G商用产品, 并在近两年时间里跑马圈地, 占领市场制高点, 100G市场竞争也迈入白热化阶段。

100G市场的激烈交锋

步入2012年以来, 全球主流的咨询机构就先后发布或更新了其对于100G市场走势的预期:今年2月, Infonetics对于全球运营商的抽样调查也显示, 95%的运营商都将部署100GE接口, 同时停止部署40GE;Dell’Oro发布的第二季度光网络研究报告显示, 2012年上半年全球光网络市场规模达61亿美元, 接下来的五年100G的年复增长率将高达120%;OVUM预计2012年全年光网络市场增长2%, 达到150亿美元, 同时其统计数据也显示, 2012年第二季度, 100G市场规模同比增长227%。

100G市场规模的快速增长对系统设备商的吸引力是空前的。其中阿尔卡特朗讯朗讯、Ciena是最早进入100G市场的厂商, 早期就占据了多个100G实验局, 并在持续向其他主流运营商渗透;而华为、中兴近两年来的市场增长势头也非常迅猛, 华为的100G市场份额始终保持扩张优势, 并进入市场主导者之列。如今各厂商的市场竞争非常激烈, 来自不同咨询机构的数字也显示出各方对于市场主导地位的激烈角逐。

Dell’Oro的一份市场报告指出, 基于更加客观的全球板卡出货量统计, 阿尔卡特朗讯在第二季度以30%的市场份额引领100G传输市场;在滚动四个季度的基础上, 其市场份额更以37%稳居第一。无独有偶, OVUM关于第二季度的市场报告调查则显示, 在所有设备供应商中, 华为在100G市场表现依然强劲, 第二季度蝉联全球100G市场季度第一, 并以滚动四季度39%的100G份额独占鳌头, 同时滚动四季度增长保持第一。一位系统设备商人士透露, 各咨询公司在统计各厂商的具体出货数字时仍有一定的数据偏差, 这也导致了各家的数据统计上的差异化。然而从这些数据中则可明确看出:各厂商在100G市场上拓展步伐在明显加速。

CERNET将引入100G OTN网络

近日, 中兴通讯宣布中标中国教育和科研计算机网CERNET三期传输网扩展和扩容项目, 将提供相干100G解决方案和ZXONE8000系列OTN产品, 承建包括北京、沈阳、大连、上海、杭州、广州、深圳、西安、武汉、重庆等各大中城市、总传输距离超过1万公里的骨干承载网络。

100G光器件市场驱动力仍显不足

从目前100G市场的拓展局势来看, 系统设备需求量的快速增长将有效带动100G上下游产业链的崛起。经过近两年的市场拓展, 100G市场被广泛看好, 主流的器件商已经开始重点研发推出100G核心器件。一位系统厂商人士透露, 早期可以供应100G光器件的厂商非常少, 对于其系统设备的推出带来的困扰, 如今器件商的积极参与将迅速推动100G出货量的上升。然而从今年上半年的数据来看, 100G光器件的供应量仍然不足, 一定程度上制约了系统厂商100G设备的出货量。

对于100G光器件市场的规模, 部分器件商也有自己的考量, 相比产业趋势的发展, 这些器件商更为看重市场对于100G光器件的确切需求量。一位日本的光器件商专家透露, 从光器件的市场来看, 100G光器件的需求量还未有明确的大规模增长, 现在多数的100G光模块为25G×4的组合模式, 我们会根据市场需求量的上升推出100G的单一模块, 预计将于今年年底, 明年年初推出。

与国外光器件商的拓展思路相似, 国内的光器件供应商也在逐步提供自己的100G光模块等产品。然而也有专家坦言, 从现有的器件产业来看, 能够提供100G高速器件的厂商仍集中于国外厂商, 国内的核心器件都需要从国外进口, 如何突破这一技术, 以拓展新兴市场对于国内光通信厂商而言至关重要。值得一提的是, 为推动我国100G光模块产业的发展, 工信部也在积极推动100G光模块行业标准的制定工作, 现已基本完善。该标准推出后将对国内光器件产业的发展有积极的指导意义。

从国内现有的光器件厂商格局来看, 大多数的国内器件商以中小型企业为主, 主流的厂商当属WTD、光迅科技等, 几家大的器件商已经在着手研发国产核心器件, 然而核心技术上的突破仍然需要国家层面、整个产业层面的共同推动, 从而尽早打破海外垄断。

100G国内市场的全面爆发

中国移动目前已经启动了100G的现网部署, 并率先于骨干网中进行部署, 而中国联通、中国电信的引入计划亦即将出台, 100G现网试点即将开启。与此同时, 中国广播电视网络有限公司已经通过国务院审批, 注册资本45亿元, 在全国开展三网融合业务, 厂商专家透露广电对于100G的部署亦很有兴趣, 这一市场的放开将为国内的宽带市场注入强劲动力。

随着国内100G现网应用加速, 整个100G上下游产业链都开始加大在国内市场的布局。包括思博伦、JDSU、EXFO、IXIA等测试厂商在内的海外测试企业都迅速涌入, 并在国内市场获得了快速增长, 占领发展先机, 越来越多的跨国企业加大了对于中国市场的拓展力度。

我国第一个100G主干网建成 篇2

随着互联网的发展，大数据时代到来，无论是教育科研，还是经济生活，对互联网的带宽要求越来越高，对高速网络的需求越来越紧迫。主干网技术先后经历了155M、2.5G、10G等不同发展阶段，目前各国运行的互联网主干网主要是10G网络。2013年一些发达国家开始着手规划建设100G主干网，教育科研学术网络成为领头羊。

2011年9月，“中国教育和科研计算机网主干网和重点学科信息服务体系升级扩容工程”获得发改委、教育部等部门批复启动，CERNET 100G主干网项目正式开始建设。历时2年，38所高校协同作战，终于建成了我国第一个100G主干网。扩展扩容的中国教育和科研计算机网高速光传输网全部采用国产设备，覆盖29个省、自治区、直辖市的34座城市，全长21732.4千米，形成了为2000多所高校提供千兆以上高速接入的能力，其中500所高校的接入能力达到万兆以上。

值得一提的是，升级扩容后的中国教育和科研计算机网主干网还建成了覆盖全国54个重点学科点的分布式重点学科信息服务系统，为我国高等教育和科技创新提供了重要的信息资源。

中国教育和科研计算机网专家委员会主任，清华大学计算机系主任吴建平教授说，第一个100G主干网的建成，不仅从网络容量和带宽，也从网络安全和管理上上了一个大台阶，为我国高校教学、科研发展提供了重要支撑，使我国教育信息化重要基础设施率先达到世界先进水平。

100G 篇3

集采投标产品资格要求中指出, 各厂商的100G OTN设备、100G DWDM设备投标产品须参加中国电信组织的相关测试, 并经中国电信认可具备现网应用的规格和条件。此前包括烽火通信、阿尔卡特朗讯、华为、中兴在内的四家厂商均已通过测试, 此次集采又将是四家厂商的一次激烈交锋。中国移动100G集采已接近尾声, 中国电信此次大规模集采又进一步确立中国市场在全球100G市场的重要地位。

进一步扩展100G应用范围

中国电信此轮100G集采与中国移动日前的100G现网集采对比也有较大差异:中国移动此前的100G集采主要集中于OTN设备层面, 主要建设从北京—上海—广州—香港的东部OTN主干线, 据了解投资规模超过30亿元人民币;中国电信则明确指出了此次集采中涵盖了100G OTN设备和100G DWDM设备, 中国电信对于100G的现网应用场景将更深一步。目前中国电信2013年DWDM及OTN设备集采仍处于资格预审阶段, 然而从中国电信此前的多轮100G测试, 以及对于100G现网应用的认可, 其100G集采规模或超中国移动现网集采规模。

100G市场的快速扩大也将进一步加剧各主流供应商的竞争, 各厂商在中国市场所占份额将直接决定其全球100G市场占比。

2012年底, 中国移动率先启动了100G的现网集采, 开启了100G国内商用的前奏, 同时也吸引了主流100G系统设备商的积极参与, 由于此次集采几近为全球最大规模的100G现网部署, 各厂商对于此次集采所占的市场份额也异常关注, 此次集采经历一轮废标, 第二轮投标为进一步扩展各自份额, 各厂商纷纷降低竞标价格, 价格战又为此次集采份额增添变数。中国移动研究院项目经理李允博透露, 目前中国移动100G集采已经结束, 并已进入建设实施阶段, 100G将主要承载OTN, 同时今年主要覆盖东部地区, 明年中国移动计划覆盖东北部、西部地区, 同时省内干线也将推广100G传输技术。

中国电信的此次100G集采, 各厂商间的价格战依然不可避免, 竞争热度或高于中国移动的100G集采。一位厂商专家指出, 目前的100G市场仍处于培育期, 过激的价格战或对整个100G产业的健康发展不利, 相关厂商应保持理性。

100G产业规模全面崛起

过去几年, 业界对于100G产业的关注度更多集中于100G的未来市场前景, 同时欧美一些运营商也陆续开启了100G的实验网, 整体的产业规模仍然十分有限, 特别是100G的器件、模块、芯片以及测试方案等方面仍然较为匮乏, 各厂商所推出的100G系统、芯片多为自主研发, 器件供货也明显不足, 光模块方面亦是如此。然而从2012年底开始, 尤其是中国移动宣布开启100G现网部署以来, 100G上下游产业链明显活跃起来。

博通、PMC等通用芯片提供商先后推出了100G芯片, 海外主流光器件商也陆续扩大100G光器件的供应量, 同时思博伦、Ixia、EXFO等测试厂商不断完善100G的测试方案, 测试重心也由实验室测试转入现网部署测试。随着运营商进一步扩大100G的部署规模, 市场需求将有效带动100G产业的发展, 同时促进设备价格的进一步下降。

值得一提的是, 在刚刚过去的2013年OFC/NFOEC (美国光纤通信展) 上, 100G也是其中的关键元素, 大量的系统设备商、光器件商、芯片厂商、测试厂商都展示其最新的100G产品, 可有效支持100G产业未来几年的快速发展, 由此100G产业的生态体系已然完善。

140%

据分析公司Dell'Oro称, 随着长途和城市应用中的网络设备升级到T容量级别, 100 Gbit/s光传输需求将持续增长。Dell'Oro预计在2013年100 bit/s产品的出货量将增长140%左右。

从中国市场的发展来看, 2012年, 三家电信运营商都进行了100G的实验室测试, 同时测试结果都表示100G已符合现网部署条件, 随着中国移动、中国电信开启100G现网集采, 预计中国联通今年也会开启100G的现网部署, 同时后续部署规模也将不断扩大, 100G商用全面来袭。

100G系统设备商对于后100G时代的研究也已提上议程, 这将有效确保未来传输技术的演进方向。400G芯片已经出现, 同时并已经应用于现有100G设备当中, 200G的系统设备部分也已能够供应, 而欧美一些运营商也与系统设备商一起开启了多个400Gbit/s、Tbit/s的实验网, 正如OVUM、Infonetics、Dell’Oro、Light Reading等咨询机构所预测的那样, 未来几年100G市场将会高速增长, 同时2016年100G将占据主导地位。

100G 篇4

（东南大学无锡分校，江苏无锡 214135）

摘 要：随着云计算技术的发展，数据中心的规模和性能必须有很大提升，智能终端通信带宽也必须相应提高。100G以太网相对千兆以太网，数据位宽更大，时钟频率更高。因此，MII接口的设计和实现都面临新的挑战。本文主要研究100G以太网介质无关接口（CGMII）的设计，完成根据协议规定在全双工模式下的MAC帧数据类型的转化，以及对链路故障的处理。

关键词：以太网；100G；MAC；MII

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 09-0000-04

随着移动互联网、物流网技术的发展，应用层和业务层也发生着变革[1]。高清、3D、超高清等视频业务层出不穷，存储、共享等数据类业务需求也呈快速增长的趋势，海量数据传送的需求在日益增强。因此，进行下一代高速以太网技术的研究非常必要[2][3]。最新发布的IEEE802.3ba协议的100G标准，在提高速率、增加带宽的同时，能节约成本，降低功耗；为更高速的以太网应用，铺平了发展之路[4]。本文即研究基于IEEE802.3ba协议的100G以太网的介质无关接口（100Gb/sMediaIndependentInterface，即CGMII）。

1 CGMII接口概述

CGMII接口以及RS子层处于MAC和PHY之间。图1描述了RS子层和MII在OSI参考模型中的位置。

图1 RS子层和MII在OSI参考模型中的位置

GMII接口是IEEE802.3ba规定的一种与介质无关的接口。它提供独立的64bits位宽的发送和接收数据通道，仅支持全双工操作。CGMII接口是连接MAC子层与物理层之间的标准以太网接口，负责MAC和以太网PHY之间的通信。CGMII有三类信号：64bits数据信号（TXD<63：0>和RXD<63：0>），8bits控制信号（TXC<7：0>和RXC<7：0>）以及时钟信号（TX_CLK和RX_CLK）[2][5]。

64bitsTXD/RXD和8bitsTXC/RXC信号输入到8条数据通道，同方向的8条通道共用同一时钟TX_CLK/RX_CLK，8条通道使用round-robin顺序传输一个字节数据流。

CGMII数据包格式如下：

。

帧间距（inter-frame）是一个没有帧数据活动的区间。帧间距在终止控制字符（Terminatecontrolcharacter）之后开始传输，在开始控制字符（Startcontrolcharacter）之前结束。

前导码（preamble）和帧首定界符（startofframedelimiter即Sfd）：前导码在一个帧传输之前发送，其值如下：10101010，开始控制字符表示在CGMII上MAC数据传输的开始。发送时，RS子层将前导码的第一个字节转换成开始控制字符；接收时，RS子层将开始控制字符转换成前导码的第一个字节。开始控制字符对齐在通道0上。紧接前导码之后的是帧首定界符Sfd，其值为10101011。前导码和Sfd从最左边的bits位到最右边的bits位进行串行传输。前导码和Sfd以字节按8个通道的顺序有序地通道CGMII传输，如表1所示。

表1 前导码和SFD传输图

通道0通道1通道2通道3通道4通道5通道6通道7

开始字符10101010101010101010101010101010101010101010101010101011

数据（Data）：包括一系列的数据字节。

帧尾定界符（Endofframedelimiter即Efd）：对于发送数据流，在某通道上根据TXC信号以及终止控制字符编码组成帧尾定界符，在接收数据流上情况相同。CGMII在任意8个通道中都能识别Efd。

2 CGMII设计

2.1 功能定义和总体结构

2.1.1 功能定义

CGMII的逻辑控制信号和功能程序的设计都是为了使不同的介质和收发器组合对于MAC子层没有任何影响[3][6]。

本文涉及的以太网100GCGMII接口主要具有以下功能：

（1）支持IEEE802.3ba协议；

（2）支持100G工作速度；

（3）支持全双工工作模式；

（4）支持链路故障处理。

2.1.2 内部结构划分

以太网100GCGMII接口的设计是在IEEE802.3ba以太网协议的基础上设计一个MAC层的介质无关接口（CGMII）[7]，能够在100G的速率下按照协议发送和接收PHY能够统一识别的数据帧。发送时，在发送时钟下通过CGMII接口将MAC子层发送相应的数据帧发往物理层PHY，在CGMII发送模块根据协议中的发送机制封装数据。在接收时，从物理层PHY接收到帧，按照协议的接收机制在接收模块中对帧进行处理，再将帧发送到MAC子层中。在发送和接收时支持全双工的工作模式，同时能够进行错误和故障处理、链路故障处理。根据对CGMII功能的定义，将整个CGMII划分为图2所示的结构框图，主要模块有：发送数据类型转换模块、接收数据类型转换模块、并行通道比率（8：10）转换模块、并行通道比率（10：8）转换模块[7][8]。

图2 CGMII结构框图

2.2 发送数据类型转换模块

2.2.1 发送时序

TX_CLK是由PHY提供的参考时钟，用于同步TXD<63：0>和TXC<7：0>以进行数据发送和状态

控制。TXC<7：0>信号表示CGMII中传送的是数据或者控制字符，当一个数据字节正在传送，则相应通道上的TXC信号为低电平；当控制字符正在传送，则相应通道上的TXC信号为高电平。当传送前导码的每个字节（除了第一个字节被开始控制字符所替换）时，TXC信号为低电平。发送时序图如图3所示。

图3 发送时序图

2.2.2 发送状态机

CGMII_DATA：传送数据状态。当从MAC传入的DataValidBytes信号都为0时，表明无有效数据需要传送，状态机进入IDLE状态。根据每个CGMII的DataValidBytes信号，在帧传输结束后一个通道添加一个终止控制字符，其余的通道上传输空闲控制字符。本设计中有10个CGMII，在DATA状态中会根据所有CGMII的DataValid信号来进行数据处理。

CGMII_IDLE：空闲状态。当RS检测到RemoteFault时，状态机仍保持IDLE状态，直到不再检测到RemoteFault信号。当开始传输来自MAC层的帧，状态机进入DATA状态。

2.3 接收数据类型转换模块

2.3.1 接收时序

RX_CLK是由PHY提供的一个连续的时钟信号，用于同步RXD<63：0>和RXC<7：0>信号。RXC<7：0>表明PHY正在向CGMII传送的是恢复或解码后的数据或者控制字符。RXC<7：0>为低电平表明接收的为数据，高电平表明为控制字符，同TXC<7：0>信号相同。接收时序类似于发送时序。

2.3.2 接收状态机

CGMII_DATA：接收数据状态。在DATA状态检测每个字节是否为错误控制字符（Errorcontrolcharacters），并通过RXC控制信号来决定Eop信号的变化。当某一个CGMII的Eop信号为高，则剩余的CGMII无有效数据传输。当10个CGMII都没有有效数据传输，则状态机进入IDLE状态。

CGMII_IDLE：空闲状态。当PCS模块输入信号表明alignment功能完成，并检测到第一个CGMII的第一个通道（通道0）的控制信号为1，数据信号为开始控制字符，则状态机进入接收数据状态。如果不满足以下条件，则状态机继续保持IDLE状态。

2.3.3 链路故障处理

链路故障信号在本地RS和远程RS之间产生，链路故障信号由本地RS检测到，则称之为本地故障（LocalFault）。PHY能够检测到呈现不可靠的通信链路的故障。当PHY子层显示在数据通路上检测到LocalFault并发送到RS子层，RS会停止发送MAC数据，然后在发送数据通路产生远程故障（RemoteFault）状态。当这个远程故障状态被远程RS检测到，远程RS停止发送MAC数据，然后产生空闲控制字符（Idlecontrolcharacters）。当RS不再接收到错误状态信息，就会变回正常操作，开始继续发送MAC数据[9]。该状态由八个字节的有序集表示，如表2所示。

表2 故障序列有序集

通道0通道1通道2通道3通道4通道5通道6通道7描述

序列字符0x000x000x010x000x000x000x00本地故障

序列字符0x000x000x020x000x000x000x00远程故障

链路故障状态机分为四个状态，分别为：

INIT状态：当128列中不包含RemoteFault和LocalFault有序集，状态机跳转到INIT状态。当检测到错误序列（fault_sequence），状态机跳转到COUNT状态。

COUNT状态：当检测到不足三个相同类型的错误序列，状态机仍保持COUNT状态。当检测到三个以上相同类型错误序列，状态机跳转到FAULT状态。若检测到不同类型的错误序列，则跳转到NEW_FAULT_TYPE状态。

FAULT状态：继续接收到相同类型，状态机继续保持在FAULT状态。若检测到不同类型的错误序列，则跳转到NEW_FAULT_TYPE状态。

NEW_FAULT_TYPE状态：将序列计数值重置为0，然后使状态机跳转到COUNT状态。

链路故障状态机跳转图如图4所示。

图4 链路故障状态机跳转流程图

2.4 并行通道转换模块

本设计中MAC发送和接收数据采用512bits位宽，PHY采用640bits位宽，所以需要异步FIFO来进行并行通道比率转换。发送和接收数据采用相同结构的FIFO。以发送数据方向做分析，8个64bits通道转换成10个64bits通道，需要发送端频率较快。MAC子层一个周期内最多传输512bits数据，两个周期后异步FIFO中存有1024bits数据；当FIFO检测到有大且等于640bits的数据，则进行数据读取。而FIFO中剩余数据等到FIFO中数据大且等于640bits的数据，再进行读取。通过设计和计算，本设计中需要深度为72、宽度为64bits的异步FIFO，即可满足设计需求。

3 仿真结果和波形分析

通过UVM验证平台仿真结果如图5所示。当CGMII的控制信号为ff时，通道开始发送空闲控制字符。控制信号为0时，通道正常发送数据；当检测到本地故障时，CGMII发送远程故障有序集；当检测到远程故障时，CGMII给MAC发送IDLE数据。

图5 仿真时序图

4 总结

本设计虽然实现了MII操作的基本功能，但是还有一些不足和可以进一步研究的地方.主要包括：（1）一些功能的处理过于复杂，延缓了整体的工作频率，未能达到100Gb/s的要求。（2）MDIO管理接口。

参考文献：

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[2]李晖，唐留城.40G/100G超高速传送系统发展及趋势[J].现代电信科技，2010（4）：28-31.

[3]高展.以太网介质访问控制器（MAC）的研究[D].西安：西北工业大学，2004.

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[6]曹政，李磊，陈明宇.万兆以太网MAC层控制器设计与实现[J].小型微型计算机系统，2007，28（6）：974-978.

[7]汤瑞，赵文玉，吴庆伟.40G/100G标准化现状及发展趋势[J].邮电设计技术，2011（4）：1-4.

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[9]Ralf-PeterBraun.100GinthenetworkofDeutscheTelekom[J].OpticalFiberTechnology，2011，17（5）：368-376.

100G光传输系统 篇5

关键词：100G,CD,PMD,OSNR,PDM-QPSK

1 概述

伴随着电信业务IP化的不断发展, 特别是在线视频、云计算、社交网站、在线游戏等业务的兴起, 数据流量的激增使得现有的传送网络面临越来越大的压力, 对运营商的传送网络提出了新的要求。2008年开始逐步商用化的40 G速率大容量骨干网络已经不能完全满足业务需求。为了解决这一矛盾, 同时要兼顾到建设投资, 光传送网升级至100G已成为必然选择。100G技术在此大背景的驱动下, 采用PDM-QPSK编码、相干接收与DSP、SD-FEC等技术, 传输性能有了极大的提升。光接收机色度色散容限达60000ps/nm、偏振模色散容限达到25ps-30ps, 工程设计中可以不考虑光纤的色度色散和偏振模色散问题, 这样可省去光纤线路侧的色散补偿模块。而色度色散和偏振模色散是目前大规模应用的10G、40G波分长距离传输系统的一个关键限制因素, 因此100G DWDM设备可以极大简化工程设计的复杂程度及运行维护。

2 100G技术现状

100G标准化范围主要涉及客户接口、线路接口以及线路传输等方面。目前IEEE802.3ba已规范了标准的100GE客户接口、IEEE802.3bj正在规范25G背板互联的高速接口、802.3bm正在规范40GE/100GE短距接口。线路传输参数和线路接口目前主要由ITU-T和OIF进行规范, OIF已发布100G光模块、FEC等协议文件, 而ITU-T的Q11主要规范了OTU4等100G逻辑信号结构, ITU-T的Q6则侧重于100G物理层的规范研究。国内的100G系统技术近年来由中国通信标准化协会 (CCSA) 牵头在标准制定、测试验证、指导设备研发等方面均取得了重要进展。

目前100G的测试仪表多种多样, 厂商选择也比较多, 例如100GE分析仪, 可评估100Gb/s技术实现程度, 主要厂商有:JDSU、ANRITSU、EXFO、Spirent、IXIA等;部分仪表还支持基于OTU4的OTN协议分析, 包括开销验证、告警分析、性能统计等功能。在物理层信号质量分析上, Agilent、EXFO、TEK等还可选择提供光调制分析仪、光示波器等100Gb/s分析仪表。

随着带宽饥渴型业务的持续发展, 100G技术应用需求日趋明显, 现网应用逐步增多。从100Gb/s技术的应用前景来看, 干线网络层面将是100Gb/s长距传输的首选场景。

3 100G系统组网应用

对于100G系统的规模化商用场景, 针对目前现网各类速率的业务现状情况, 建设100G波分系统主要应采用两种方式:一是系统设计采用100G系统, 采用OTN技术解决多业务传送, 通过支线路分离方式实现;二是针对现网的10G/40G波分系统改造成100G波分系统。

目前100G技术主要采用PDM-QPSK编码、相干接收与DSP、SD-FEC等技术, 带来极为优异的传输性能, 且其工程设计变得相对简单, 色度色散和偏振模色散的限制几乎可以不考虑, 系统设计主要考虑OSNR指标。所以当光缆条件具备, 业务端到端传送距离较长的场景中, 优先选择新建100G波分系统, 采用OTN技术的大容量交叉平台, 通过电交叉, 采用支线路分离方式解决大颗粒业务需求, 实现多业务同平台的高效传送, 但需注意电交叉平台容量的选择及集群 (或堆叠) 技术的成熟度, 以免影响后期业务的部署。

虽然新建100G波分系统是最佳选择, 但是考虑到保护投资和光缆条件的问题, 混传还是不可避免的。当光缆纤芯较为紧张或者现有10G/40G波分系统的波道利用率小于30%时, 建议将现有的波分系统升级至100G波分系统, 以解决新增的100G业务。但是目前100G和现网如何混传需要考虑以下几个影响因素, 一是系统的OSNR容限, 二是CD/PMD容限, 三是非线性影响。混传场景主要有以下两种:一是采用PDM-QPSK编码的相干100G和非相干技术的10G/40G现有系统混传。因为现网部署的色度色散模块对于相干的100G系统额外OSNR代价小于0.5d B, 对于系统指标影响较小, 所以只需系统的OSNR参数能够满足各自的设计要求就可以实现混传。但是由于10G系统采用OOK调制方式, 对于采用PDM-QPSK的100G系统代价较大, 所以在混传时10G波道与100G波道要设置2-3个波道间隔, 这影响系统的波道利用率。二是采用PDM-QPSK编码的相干100G和相干40G系统的混传。对于40G相干系统, 目前业界有两种主流编码技术, 一种采用2相位调制PDM-BPSK, 码速率为21.5Gbps, 入纤功率和100G相干接近, 是最容易平滑混传的解决方案;另一种40G相干采用4相位调制PDM-QPSK, 码速率为11.25Gbps, 抗非线性较弱, 入纤功率较低, 和100G相干兼容混传代价较大, 在此场景下混传时需要慎重设计, 也需要设置一定数量的隔离波道。

4 结语

100G技术的快速成熟也加快了整个产业对后100G技术的研究, 虽然目前华为、阿尔卡特朗讯等厂商推出了400G可商用的系统设备, 但是从技术角度来看, 在码型、实时处理、高速数模转换等方面还有瓶颈, 后100G技术还有产业链成熟与否的问题, 目前后100G技术还处于实验室阶段, 离商用还有很长一段距离, 短期不会对100G造成很大的影响。但是后100G的技术发展也坚定了100G系统规模部署的信心。

从路线图上看, 超100Gb/s还是延承100Gb/s关键技术特性, 虽然各自的方案不同影响了整体产业的发展步骤, 从具体技术实现上来看, 光电处理领域速率的提升将挑战信号处理极限, 面临芯片工艺等诸多限制。

参考文献

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[2]100G系统兼容性受关注[J].通信世界, 2010 (3)

[3]鲁义轩.40G/100G以太网测试系统面试[J].通信世界, 2009 (37)

[4]100G系统中的关键技术[J].通信世界, 2010 (3)

100G的三大关键要素 篇6

怎样才能将今天的40Gbit/s传输速率, 0.8bit/s/Hz的频谱效率提高到人们所希望的100Gbit/s传输速率和2bit/s/Hz的频谱效率, 并且克服光纤对于长距离传输100G高速信号带来的挑战呢?选择合适的信号调制方式和高性能的接收技术是关键。

100G调制首选PDM-QPSK

要将100G的信息流通过50GHz间隔的信道传输, 必须将频谱利用率从40G传输的0.8bit/Hz提高到2bit/Hz。要实现这个跨越, 选择合适的调制格式是关键。

简单地沿用10G和40G的幅度调制和两相位 (BPSK) 和四相位 (QPSK) 调制格式, 在100G速率下已无法实现在50GHz信道中的有效传送。因为即便使用QPSK其波特率也在50G, 有效带宽将超出50GHz, 将它放在50GHz信道内, 信号功率将损耗太大。必须考虑更高效率的调制方式。

为了维持合适的传输波特率, 100G传输每信元符号需要携带更多的比特信息 (如4比特/符号) , 如图1所示可以通过二条途径实现。

其一, 采用多相位调制和相位结合幅度调制的格式, 如8PSK和16QAM, 但随着这种调制复杂度的增加, 信元之间的最小欧氏距离减小, 能容忍的相位和幅度噪声也随之减小, 造成抗非线性容忍性变差, 因此无法满足长距离的传输需要, 而且系统设计和制作相对复杂。

其二, 利用光的正交偏振模的物理特性, 采用偏振模复用的办法, 将信息流分别调制在同一频率两个互相独立的偏振态上, 实现将波特率减半。

基于以上的考虑, 阿尔卡特朗讯最先选择了PDM-QPSK作为100G的调制格式, 既采用相对成熟的QPSK技术, 又通过偏振复用将波特率减半至25～28G, 实现2bit/Hz的几无损伤的传输。PDM-QPSK作为100G传输的优选调制格式, 得到了业界的广泛认可, 目前已被OIF列为标准。

相干光接收技术的优势

常用的光接收机采用差分接收方式, 将前后码元的相位差转化为幅度信号, 通过光电转换再将对应光功率转为幅度调制的电信号。在这个解调过程无法对经过长距离传输而引入的色度色散和偏振色散进行补偿, 补偿必须于解调前在光域内完成。

采用光学色散补偿DCM通常必须分段实施, 为了对每个波长做到精确补偿, 还需要使用可调谐的DCM, 设计复杂、实施困难;光学偏振色散补偿必须针对每一个信道波长实施, 代价大。这些都会造成对光域上大范围实施灵活路由、保护和恢复带来极大的不便, 从而阻碍大容量睿智弹性光网络的实现。扫除这一障碍的一个可行的办法是引入相干光接收, 配以高速的采样、模数转换和数字信号处理。

与普通差分光接收不同, 相干检测 (图2) 使用一个高稳定度的本地振荡激光器经过偏振分束与偏振分束后经过传输的输入光信号光进行混频, 90度混频器输出一个偏振态的两路信号 (I、Q) , 分别对应该偏振态光场的实部和虚部, 经过光电转换后, 再由ADC采样获得对应的数字电信号。两个偏振态共四路信号。这四路电信号完整地保留了光信号的偏振态、幅度和相位信息, 而不像普通的检测那样只保留光功率信息, 因此为在电域补偿光域所引入的色度和偏振色散创造了条件。

高速数字信号处理的作用

经过相干检测后得到的四路电信号完整重构了两个偏振态上光信号电磁场的实部和虚部, 或者说光场的幅度和相位, 使得在电域上采用先进的高速数字信号处理对光信号在传输过程中引入的损伤进行补偿成为了可能。

由于光频的微小差别造成在光纤中传输速率不同而引发的色度色散, 其频谱函数是确定可知的。现在可以通过设计一个与色度色散频谱函数相反的数字有限脉冲响应 (FIR) 滤波器, 让在光纤中传播速度快的频谱在通过FIR数字滤波器时相应地多一点延迟;而让传播速度慢的频谱相应地少一点延迟。这样通过FIR数字滤波器后, 所有信号的频谱在进行最终判决前在时间上又重新拉平, 也就是说色度色散得到了有效的补偿。

采用PDM-QPSK相干检测的100G传输系统可以大幅度消除光纤带来的传输损伤, 其PMD的容忍度可高达30ps, 色度色散的容忍度可达几万ps/nm。实验研究表明, PDM-QPSK调制和相干检测技术的100G传输系统, 可以支持1500km的传输距离, 同时在同一平台上, 100G和40G、10G信号可以邻道部署, 同时传送, 无需设置保护波带, 大大提高网络频谱的使用效率和配置灵活度, 为构建未来的弹性光网络奠定了基础。

100G路由器进入应用时代 篇7

随着云计算、视频应用、社交网络等业务应用的兴起,互联网上的流量增长迅猛,激增的流量使IP骨干网和城域网对路由性能提升的需求不断高涨,面向“100G平台”的新一代路由设备逐渐成为应用热点。针对云时代的高端路由器应用需求,H3C推出了自主研发的、基于100G平台的新一代核心路由器产品——CR16000系列,主要应用于运营商IP骨干网、数据中心骨干互联节点,以及各种行业大型IP网络的核心和汇聚位置。CR16000采用了创新的硬件架构,可以实现单槽位720G无阻塞交换能力,保障高密度10G或100G板卡的线速转发;并支持海量的路由表和转发表,作为互联网核心节点能够抵御大路由震荡的冲击,保证数据报文的准确转发;同时,还能通过NSR,ISSU,IRF2,APS,BFD等多种高可靠性技术,保证业务永续。凭借着先进的体系架构和强大的路由转发性能,CR16000能充分满足用户现在及未来业务扩展的需求,支持适用于云计算的丰富业务特性,实现云内和云间突发数量流量的平滑传输,成为当前云时代新一代核心路由器的“明星”产品。

CR16000系列路由器一经推出,就获得了市场的充分关注与认可,运营商、电力等领域的众多用户纷纷选择了CR16000来担任核心网络的出口互联设备。例如上海电信新一代大型IDC——国定数据中心,就将CR16000作为IDC出口路由器,通过EBGP与联通、电信的骨干路由器相联。在实际应用中,CR16000上运行了整个互联网39万条路由表,同时下发39万条硬件转发表到接口板。借助CR16000强大的路由处理能力和高可靠性解决方案,保证了业务对外永续运行,为上海电信IDC的高品质服务打下了良好的基础。

H3C网络与安全产品线副总裁孙德和表示,路由器作为重要、基础的互联网设备,是衡量每个网络设备厂商的技术标尺。经过持续的技术创新,目前H3C已经形成了业界全路由器产品线的厂商之一,特别是随着2011年初CR16000电信级核心路由器发布和正式商用,使H3C成为了业界少数能够提供100G平台CR路由器俱乐部成员之一,有力推动了100G路由的实际应用进程。随着更多的用户跨入CR16000的应用行列,100G核心路由器也将从逐步迈入大规模应用时代,成为下一代互联网核心路由器的主流设备。

100G 篇8

烽火通信副总裁杨壮在接受记者采访时也表示:“100G进入市场的时间要远远短于40G, 运营商对于100G的需求是确定的, 从调查机构的结论看, 现在所等待的是技术成熟和价格的下降, 也就是说市场在等待技术, 关键是标准化。”

记者在与各主流设备厂商以及运营商的相关专家交流过程中发现, 大家对于100G将是未来传输技术的主流演进方向都表示肯定, 然而对于100G光传输技术而言, 其标准仍未确定, 这将是其大规模应用的最大障碍。

100G标准化蹒跚而行

据了解, 在100G的标准化之路上, 有多个光通信标准组织在积极制定相关规范, 涵盖100G器件、光模块、OTN开销处理、系统设备等领域。IEEE主要制定客户侧的网络接口和以太网相关映射标准, 现已经发布了40G/100G以太网接口标准802.3ba, 为100G客户侧接口提供了规范;ITU-T主要制定运营商网络相关标准, 诺基亚西门子通信的一位专家表示, ITU-T今年又对G.709标准进行了一次修订, 进一步规范了OTN接口标准;OIF负责制定100G波分侧光模块电气机械接口、软件管理接口、集成式发射机和接收机组件、前向纠错技术的协议规范, 有力地推动了波分侧接口设计标准化。

中兴通讯相关专家表示, 到今年7月份, 大部分光器件达了到可商用程度, 但相干接收技术中关键芯片ADC和DSP的量产商用还需一段时间。

100G标准化的进程比较缓慢, 杨壮告诉记者, 目前100G还是处在实验及方案讨论阶段, 离实际商用还比较远, 2012年以前能够看到100G的WAN应用就会让人觉得很惊奇。

在标准尚未确定的情况下, 上海贝尔高级投标方案总监丁浩认为, 100G技术将会在实际部署中进行标准的完善, 上海贝尔目前正在与一些运营商进行合作, 以推动100G光传输加速部署。

100G+ODU4的功能成为新要求

如今OTN设备受到运营商越来越多的关注, 在国内的40G DWDM干线中, 国内运营商已经开始尝试部署OTN。厂商提供的OTN设备很重要的一环就是要与40G波分平台有效兼容, 而对于100G的光传输而言, 对于OTN功能的支持也是其必须具备的一个能力。

JDSU的一位专家告诉记者, 相对于100G客户侧的完善标准, 100G线路侧方面还存在很大不足, 尤为突出的是, 现在的100G线路侧系统缺少对于OTN的调度功能。该专家强调, 未来100G光传输将会与OTN绑定在一起, 运营商在部署100G网络时对于这一点是有硬性要求的。这位专家透漏, Verizon前不久采购了JDSU的100G光传输测试设备, 用以测试各厂商的100G设备性能, 其中Verizon重点测试项目就是这些设备是否能够支持100G+ODU4的功能。

对于100G的其他相关标准, 上述中兴通讯的专家表示, ADC和DSP是近年来阻碍100G波分传输商用的最大拦路石, 目前有多个芯片厂家正在积极研发集成ADC和DSP功能的ASIC芯片。

100G光传输方案直指商用

在通信展期间, 各主流设备厂商都展示各自的100G光传输解决方案, 方案的重心放在了100G光传输的商用上。

华为发布了10 0 G传输商用方案, 可提供1500km的超长距离传输能力, 并支持现网40G平滑升级到100G。而最新推出的超大容量OTN系统, 将OTN/WDM最大容量从6T提升到了10T以上。

中兴通讯推出的100G方案, 体现了端到端式的“全程”理念, 形成了从骨干传输到IP层再到接入层的整套运维体系。其平台化的特色, 充分考虑到了使运营商更容易向100G网络过渡。

阿尔卡特朗讯也提出了将100G以太网与100G光传输互联, 同时向运营商推广。阿朗最先采用了PDM-QPSK作为100G的调制格式, 实现2bit/s Hz, 该格式已被OIF列为标准。另外其还最早提出了相干检测的技术, 2008年就在2550公里长的无电中继光纤上实现了16.4Tbit/s的传输速率。

烽火科技作为国内光通信主流厂商, 很早就开始了100G方面的布局。先后承担国家973“超高速超大容量超长距离光传输基础研究”项目和国家863“100GE光以太网关键技术研究与系统传输试验平台研制”项目, 在100G项目上具有丰富的理论及实验依据, 并计划在明年年底正式推出商用产品。

link PDM-QPSK

100G 篇9

如果说国内的100G是从2013年正式步入规模商用阶段的话, 那么2014年4G全面商用带来的网络部署压力, 刺激了100G需求的进一步增长。

对于厂商来说, 100G的市场大门已经全面打开, 随之产业链的竞争也将更趋激烈。中兴通讯有线规划部部长魏晓强近日接受记者采访时表示, 除了100G产品和服务, 参与市场竞争的企业还要做好向超100G技术和SDN架构演进的准备。“中兴通讯近期在超100G和SDON方面与运营商也开展了全方位的合作, 取得了多项突破。”

驶入100G时代的不仅仅是运营商

在大带宽业务的迅猛增长下, 三大运营商纷纷扩容现有100G网络波道以满足近两年的高带宽业务需求, 对于之前没有覆盖100G的省份, 也开始陆续新建100G网络。这其中, 中国移动依然是三家运营商中最积极的, 其不少省内干线网络和城域网100G系统已开通10G端口, 具备了后向升级100G系统的能力。中国联通也在加快完成100G现网试点。

对于计划在2014年、2015年两年间净增有线宽带用户2000万户、宽带用户达到1.3亿户的中国电信来说, 其100G全国网络建设的重点任务放在了2015年, 但在上海以及浙江、福建和广东三个省份部署的骨干网络将于今年6月份完工, 这也是中国电信首次启动100G网络。

作为100G的主流供应商之一, 中兴通讯目前已在全球已经建设了50多个100G商用网, 包括奥地利TMA、印度尼西亚Telkom、中国香港PCCW等, 以及国内湖北移动/浙江移动/福建移动/江苏移动等本地网, 并在此前的中国电信100G DWDM招标和中国移动100G OTN集采中都有斩获。

中兴中标的中国移动首个100G OTN西部环工程典型地反应出其100G OTN产品的实力:本次中国移动国干100G OTN集采招标项目, 是目前全球最大的100G骨干传送网项目, 是继2013年8月中国移动100G OTN省份集采后的又一次超大规模的100G OTN干线集采。

该项目中, 中兴引入了高达8T的单链路带宽, 显著提升了西部干线业务承载能力;干线引入超大容量电交叉, 业务开通和调度更加方便快速;西部干线100G OTN网络将支撑中国西部20个省的LTE网络部署, 并推进中国移动的全业务运营。

据魏晓强介绍, 除了运营商市场, 目前政企网、互联网行业也都在向100G承载迈进, 这也是中兴100G的重要目标市场。

“2013年之前, 100G竞争主要在设备的功能全面性、系统的传输性能等设备基本功能的层面;而2014年, 100G的竞争将转移到核心技术和系统设计上, 主要包含系统可靠性、节能降耗、系统成本等。下一阶段, 决定企业成功多少的要素是核心技术的研发。”魏晓强总结。

100G OTN的三大趋势

在100G OTN领域, 大容量、实现对分组业务的高效传送以及向超100G和SDN架构的演进, 被中兴认为是OTN产品发展的重要趋势。

此前中兴通讯100G OTN的主打产品是ZXONE8700。在2013年9月, 中兴通讯又推出业界交叉容量最大、接入板位数最多的全新统一分组100G OTN产品ZXONE 9700, 该产品14.4T的单子架交叉容量超越业内所有同类产品, 并且支持向400G和集群功能升级, 以及分组交换功能。

据中兴通讯有线规划部产品规划经理洪宇介绍, 面向未来光网络向SDN架构演进, 当前业界在光网络的SDN技术发展上逐步形成共识, 就是基于当前控制平面和PCE架构, 进一步开放网络能力和接口, 基于PCE集中路由和统一资源分配等核心技术, 进一步强化对整体网络连接的控制能力, 在保证对传统光网络兼容的基础上, 平滑演进, PCE是这一进程的核心技术。

2013年工信部传输所专门制定了PCE相关规范, 并组织了国内厂家PCE互通测试, 在OTN环境下验证了光网络PCE集中式控制系统, 多域多层多PCE协同的路径计算、资源分配技术, 多域业务调度、保护恢复等功能。这些新技术使得光网络管理控制更智能, 业务调度效率更高, 资源利用更高效。测试结果表明, PCE系统为构建新一代SDN光网络打下了平滑演进的技术基础, 是光网络朝向新一代SDN架构演进的重要里程碑, 中兴将积极推动PCE在光网络的工程部署。

中兴通讯早在2013年已经发布了可用于工程部署的光网络PCE, 并将参加ONF/OIF组织的多厂商SDON原型机互通测试。中兴通讯正与业界主要电信运营商、IT互联网企业一起深入研究SDON技术的应用场景, 将会在第一时间, 针对具体的应用场景推出SDON的产品和方案。

400G发展现曙光

有预测显示, 从2010到2015年全球互联网流量将增涨7倍, 国内互联网流量将增长20倍, 以如此速度发展下去, 100G网络再过不久或许会捉襟见肘。所以越来越多的国际运营商已经部署或正在考虑部署400G大容量路由器来扩容网络容量, 其中软件定义网络概念的400G传输网络将加速高速数据传输服务的应用日程。

在运营商中, 中国移动有望于2014年下半年启动400G现网测试。中国电信集团高层近日也公开表示, 预计2017年中国电信骨干网最大界面传输带宽将达到38TB/s, 需5个80波100G系统, 这样的趋势下, 400G将是大趋势。

这样的趋势促使包括中兴在内的诸多企业在400G研发与产品化上投入更大精力。今年3月, 中兴通讯单载波400G超长传输再创世界纪录, 中兴美国光通讯实验室助理所长贾振生接受本刊采访时表示, 相对于干线传输, 目前一些大型的企业网/IDC之间的互联, 已经对400G产生了现实需求, 尤其在光谱效率、容量提升方面都有具体要求。

在100G、400G/1T等高速传输技术的研究中, 中兴的一系列研究成果已转化为产品并推广应用。例如, 今年3月中兴将20个波分信道的440Gbit/s单载波极化复用的QPSK信号在频谱效率提升到4bit/s/Hz极限情况下, 成功实现了3600公里长距离单模光纤的传输, 在400G高速传输领域创造了一项世界纪录;去年10月, 中兴通讯与中国电信联合完成了T比特超长距离光传输实时系统实验, 创造了实时传输3200公里的世界纪录, 是目前传输距离最长、速率最高的实时光传输系统。