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光交换与传输技术探讨

光交换与传输技术探讨

光交换与传输技术探讨

光交换与传输技术探讨

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光交换技术探讨

网络新技术带来带宽冲击

光交换与传输技术探讨

4K 高清固网宽带

光交换与传输技术探讨

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接入速率

VR/AR 技术视频业务码率

?理论:12~40 Mbps

光交换与传输技术探讨

(H.265)?各国实际: 17.5~35 Mbps (H.265)?Netflix 4K: ≥20 Mbps (H.265)?Youtube 4K: ≥25 Mbps (VP9)?LG 4K: 15.6 Mbps (H.265)技术演进新技术演进倒逼承载带宽需从100G迈向超100G VR对基础网络的要求? 带宽:需要175M起步? 时延:低于20ms ?每秒处理5.2Gbit数据量

网络新技术带来带宽冲击

2005~2008 2012~20152017~20202~8M 20~100M 200M~1G 2.1亿0.8亿4亿

5G对承载的需求与挑战n 4G 初期空口频谱:>20MHz n 演进空口频谱:>100MHz 频谱n 5G 新空口频谱:>200MHz 频谱提升频谱带宽频谱带宽

频谱利用率

提升频谱利用率

基站数量数倍增加2G 3G LTE/LTE-A ×1×2×4n

Massive MIMO n

CoMP n 高阶QAM 等技术基站密度增加站点规模

n

低频段宏站作为基本覆盖层n 高频段微站满足高容量热点

p 目前达成共识的是单位面积的接入速率比4G

提升1000倍;一般认为“千倍速率提升=10

倍基站密度x10倍频谱带宽x10倍频谱利用率”p 实际应用中,基站密度提升2~3倍,则单基站带宽提升约30~50倍5G ×10

业务发展对光传输网的需求

固网宽带

光交换与传输技术探讨

§速率更高,距离够远

§频谱效率更高

光交换与传输技术探讨

光交换与传输技术探讨

§容量更大5G承载§大带宽§低时延高清视频、VR

§大带宽

§低时延

大带宽,高容量低时延智能可靠

光交换与传输技术探讨

光交换技术探讨

光网络的演进从未止步

更高的单纤容量意味着更低的单位bit传送成本

19952000200520122015+2020

? 传输速率:2.5 Gb/s

? 波道数:8,16,40 ch

? 传输容量:100Gb/s

? 频谱效率:SE=0.025?传输速率: 10 Gb/s ?波道数: 80 ch ?传输容量: 0.8 T/s ?频谱效率: SE=0.2?传输速率: 40 Gb/s ?波道数: 80 ch ?传输容量: 3.2 T/s ?频谱效率: SE=0.8?传输速率: 100 Gb/s ?波道数: 80 ch ?传输容量: 8 T/s ?频谱效率: SE=2?传输速率: 400 Gb/s ?波道数: 50 ch ?传输容量: 16 - 20 T/s ?频谱效率: SE=3~6?传输速率: 1 Tb/s ?波道数: 50 ch ?传输容量: 25~50 T/s ?频谱效率: SE=5~10

历史发展

光交换与传输技术探讨

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当前部署未来需求100G 核心技术

PM-QPSK 调制,偏振复用+正交调制提升频谱效率,降低光电器件速率处理需求

相干接收/电层补偿,高接收灵敏度, 无需考虑CD/PMD,系统规划和维护更简单

光交换与传输技术探讨

光交换与传输技术探讨

100G 持续优化——传输性能不断提升持续提升100G 传输性能,减少中继成本!

2015

3nd Gen SD-FEC 25%2nd Gen SD-FEC

20%1nd Gen S D-FEC 15%HD FEC 7%5000Km 4000Km 3200Km 2500Km 20142012

20092017

4nd Gen SD-FEC 27%5500Km

100G 持续优化——小型化、低功耗、高集成度

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MSA 5X7CFP2MSA4X5相干CFP

100G持续优化——低成本100G OTN方案

光交换与传输技术探讨

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PAM4: 可直接采用400GE路由器的电器件,实现简单

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DMT:强度调制直接检测方式、频谱效率高、抗

色散能力强;光收发模块成本低、功耗低

400G 标准定义的码型与参数

400G应用建议

16QAM适用于省干和本地网,频谱效率提升明显

光交换与传输技术探讨

干线应用选择:

?继续提高8QAM传输能力,争取达到100G硬判水平,直接在

现网应用

?8QAM与新型光纤、低噪声放大器配合使用,在干线推广使用

?

采用QPSK方式,频谱效率提升30%

方案

通路间隔平均入纤功率传输代码OSNR指标频谱利用率系统容量2X200G16QAM

100GHz 0.5dBm 7X2222dB 416T 75GHz 0dBm 5X2222dB 5.321.2T 2X200G 8QAM

125GHz 1.5dBm 11X2221dB 3.212.8T 100GHz 1dBm 9X2221dB 416T 2X200G QPSK 150GHz

2 dBm 18X2219.5dB 2.610.4T 125GHz 1.5dBm 15X2220dB 3.212.8T

助力400G传输-新型光纤应用

Fiber Attenuation

@1550nm

[dB/km]

A eff

@1550nm

[ m 2]

Dispersion

@1550nm

[ps/nm/km]

standard SMF

(G.652.D)0.1938216.7

Low loss SMF

(G.652.D)0.1838216.8

Large area fiber

(G.654.D)0.18313221.1

Ultra low loss SMF

(G.652.B)0.178516.8

n G.652D作为低损/超低损光纤,每80Km可以减少2dB损耗,可以明显提升传输距离,减少中继站点、减少中继引起的时延n G.654E可以增加入纤功率,入纤功率可提升1dB,可以延长传输距离,减少中继,拉曼放大不好

助力400G传输-混合放大器使用

双擎,助力超100G部署!

?新型混合型放大器,内置RAMAN和EDFA,大幅度减少放大

器引入的噪声,提升系统传输能力

?混合放大器技术内置拉曼和EDFA两个放大模块,两种光放大

技术优势互补,兼具了拉曼的低噪声,同时具备普通EDFA维

护方便的特性。Array?超100G系统受限于非线性效应,无法使用大功率放大器,因

此,大增益低噪声的混合放大器将是其最优的选择。

?混合放大器技术的引入,将大幅度降低系统的放大器噪声,

提高系统的长途传输能力是未来发展的方向。

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光电交混合交换

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u 槽位带宽不断增长:40G-

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>100G->200G->400G-

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>1T

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u 交叉容量T 级别->8T+级

别->20T+级别->60T+大容量电交叉

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ROADM

u 适用于核心层大容量多方向转接

节点,以及省际、省内干线的中

间上下路节点

u 波长无关,方向无关,竞争无关,

支持Flex-Grid ROADM

核心层100G/B100G OTN 汇聚环汇聚环

I.利用光层交叉可以减少电交叉部分的业务调度量,从而减少电交叉部分的容量,降低整网功耗;II.利用光层交叉调度业务,可以实现光层直达,减少端到端的时延;III.现阶段光层交叉和电层交叉各有优劣势,两者结合是最佳的业务调度体系;

光交换是未来发展趋势

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国家骨干

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?大城市间业务流量大,可通过光层的高速通道直连

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省骨干网

省骨干网

省骨干网

大城市大城市

省骨干网

逐跳路由

光纤固有时延:5us/km

对于干线:

1000KmX5us/km=5ms

电交叉设备时延<45us,包括:

ü 业务接入映射/去映射时延

ü ODUk电交叉时延

ü 线路侧SD-FEC编码/解码时延

光纤路径时延>>设备时延

光交换可以省去电交换大量的

背靠背光电OEO转换单元

OEO OEO

9T+

3T

3T

两个方向

各30波

14T+

3T

4.5T

3T

28T+

4T

4T

4T

4T4T

三个方向

各30波

电交叉受交叉容量限制,调度方向波长数量受限!

大容量、高带宽

低时延

低功耗

内部公开▲维护压力推动设备形态改变

光交换与传输技术探讨

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光纤连接盒光背板

加载智能平面增加网络灵活性、可靠性Reliable Intelligent

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Flexible ?端到端业务开通?

多层次的业务服务等级 SLA ?抗击多点失效的业务自动恢复和保护

?完善的智能控制体系ü

ROADM 交换;ü

ODUk 交换;ü ROADM & ODUk 交换?

丰富的路由组合策略: ü

最短路径、最小跳、最优OSNR路径;ü

路径必经/必避资源ü

工作/保护尽量(重合)分离ü共享链路风险组

ü

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…..

光交换与传输技术探讨

ROADM Switching

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ODUk Switching ROADM & ODUk Switching

ROADM+400G需要进一步解决问题

?与传统的点到点组网模式相比,ROADM组网不能改进系统的OSNR性能,网络规模受限于单板的OSNR性能,因业务灵活调度,电中继位置、数量难以确定

?因各厂家OTU单板彩光口无法互通,域内只能是单厂商组网,对于跨域多厂家组网还需解决厂家业务互通问题

?因为400G信号频谱利用率高,对WSS的滤波比较敏感,400G在ROADM网络上使用还需充分考虑信号的滤波代价问题

?在采用ROADM组网,信号在光层做到扁平直达后,进一步降低时延将再次聚焦到电层