光子集成和數(shù)字光網(wǎng)絡d
訊石光通訊網(wǎng)
2007/2/15 9:03:44
Infinera概述
Infinera公司的總部在硅谷，是一家光傳輸設備制造商。其核心技術有光子集成（PIC）技術，傳輸設備為數(shù)字光網(wǎng)絡（DTN），主要融合波分復用(WDM)、數(shù)字帶寬管理和GMPLS技術，應用于城域、區(qū)域和長途網(wǎng)絡。公司成立于2001年，到2006年8月份已經(jīng)在市場取得非常好的成績，第一臺商用系統(tǒng)是在2004年底安裝，2005年全球10G WDM長途容量市場份額中排名第一位，2006年第一、第二季度排名仍然是第一位，而且市場份額不斷增加。數(shù)字光網(wǎng)絡實際上提供一種簡單、便捷的光網(wǎng)路組網(wǎng)方式。與業(yè)界其他廠商的解決方案不同，Infinera公司所做的事情是一種“超越常規(guī)”的革命性的工作。
集成：必然的趨勢
讓我們從電路和集成電路（IC）談起。過去電路采用采用分立器件如電阻、電容、電感等。分立器件有什么問題呢？成本較高，比較容易失效，因為器件的數(shù)量比較多，系統(tǒng)體積較大，功耗也大。而一塊很小IC芯片，集成了所有分立的電子器件。IC出現(xiàn)以后解決了以前采用分立器件系統(tǒng)相關的成本、體積、功率、功耗以及可靠性等問題，IC本身也成為一產(chǎn)業(yè)，而且成為電子行業(yè)以及其他相關行業(yè)的核心支撐產(chǎn)業(yè)，在IC行業(yè)的發(fā)展中出現(xiàn)一個摩爾定律。IC會帶來一個標志性的變化，系統(tǒng)從模擬轉向數(shù)字，支持更多的新型應用，比如筆記本電腦、手機等等。數(shù)字意味著什么呢？我們今天講的數(shù)字意味著智能化、可管理性、可靠...，從數(shù)據(jù)業(yè)務來講，計算機處理數(shù)據(jù)必須基于數(shù)字的方式，語音、圖象正在從模擬轉向數(shù)字，對于傳輸帶寬，同樣希望它轉向數(shù)字的帶寬管理。
對于光通信行業(yè)情況又是如何呢？這張圖左邊是激光器，右邊是調(diào)制器，還有接收器。右圖是常規(guī)的WDM系統(tǒng)，它的體積非常大，而且光纖連接頭也很多。分立器件有哪些缺點和不足呢？分立光器件的成本很高，其成本包括芯片成本、封裝成本，大量的成本耗在封裝上，它比較容易失效，體積大，相應的功耗也很大。目前常規(guī)的WDM系統(tǒng)就是通過分立的光器件構造，顯然存在同樣的問題，包括成本、失效性、體積等。
希望電路集成的發(fā)展規(guī)律能對光通信器件的發(fā)展有所啟示。光最大的優(yōu)勢就是容量，如果用光做信息處理，實際它是很笨的，因為光目前本質(zhì)上還是模擬的。對于WDM來講，真正商用的時間差不多有10年，作為點對點的傳輸技術WDM是非常成功，但是作為一個完備的組網(wǎng)技術來講，WDM技術還有很多缺陷，許多廠商都希望改善、規(guī)避這一缺陷。是否可能通過數(shù)字方式來實現(xiàn)數(shù)字的WDM網(wǎng)絡呢？數(shù)字管理是數(shù)字電路的優(yōu)勢。由于單個器件的成本很貴，單個波長的光電（OEO）轉換的成本也很貴，對WDM系統(tǒng)實現(xiàn)完整的數(shù)字管理，OEO成本是關鍵。
舉個例子，對于100G的傳輸采用10個波長，如果用分立器件做，需要用10個激光器、10個調(diào)制器、10個波長鎖定器、10個接收機，還有分合波器。有沒有可能把這些東西統(tǒng)統(tǒng)做到一起呢？這就是光子集成考慮的問題，也是Infinera公司創(chuàng)始人所考慮的問題。如果光集成芯片得以實現(xiàn)，對網(wǎng)絡有什么好處呢？對系統(tǒng)設備產(chǎn)生什么影響呢？
集成OEO轉換會誕生數(shù)字光網(wǎng)絡，10個波長的OEO轉換成本明顯下降了，可能實現(xiàn)一個基于WDM的組網(wǎng)技術，而且運營商的前期投入和未來運營投入都會明顯的下降，光網(wǎng)絡越來越靈活，調(diào)度也越來越方便?；赑IC芯片的光傳輸設備會有什么好處呢？每一個子架所能支持的業(yè)務端口數(shù)會有兩到四倍的增加，數(shù)字帶寬管理會非常方便，客戶在安裝、規(guī)劃和使用數(shù)字光網(wǎng)絡設備的時候節(jié)省時間達到75％以上，由于光纖連接頭數(shù)目明顯降低，系統(tǒng)失效率也會降低97％以上。從業(yè)務的角度，由于采用數(shù)字方式配置網(wǎng)絡，帶寬很富裕，未來的兼顧性明顯提高。
數(shù)字節(jié)點和光節(jié)點的比較
上面這張圖是傳統(tǒng)的光節(jié)點，光節(jié)點分兩個層次，下面是光層，本質(zhì)上是模擬的，要做光功率放大均衡、衰減，電層主要是完成業(yè)務接入。而在數(shù)字光網(wǎng)絡的數(shù)字節(jié)點中所有光信號都經(jīng)過OE轉換，在電層實現(xiàn)信號的再生、糾錯能、交換，業(yè)務疏理，甚至性能監(jiān)控，這一點在模擬光網(wǎng)絡實現(xiàn)就比較復雜。配置光網(wǎng)絡的時候，傳統(tǒng)做法是以一個波長為基礎。由于傳輸光路由的長度不一樣，每一個路由都要做特別的規(guī)劃，需要考慮功率均衡和色散等光鏈路設計問題。而數(shù)字節(jié)點采取多信道OEO，其實現(xiàn)方式非常簡單：任何的路由變化都不會影響原初始設計。對于傳統(tǒng)網(wǎng)絡，如果要做交換就必須在WDM設備上疊加一個交換設備，當傳輸容量特別大的時候，設備可能會遇到升級的問題。數(shù)字節(jié)點就沒有這個問題。從網(wǎng)絡智能化的角度來講，如果出現(xiàn)斷纖的情況，必須要考慮保護光路由，需要預先進行設計規(guī)劃，如果網(wǎng)絡節(jié)點很多，其規(guī)劃和設計非常困難。
數(shù)字光網(wǎng)絡結合了WDM和SDH的優(yōu)點
數(shù)字光網(wǎng)絡結合了WDM和SDH的優(yōu)點
這張圖橫坐標是成本，縱坐標是業(yè)務的靈活性。SDH成本比較高，作為一個業(yè)務承載平臺有很多不足。WDM是很好的傳輸技術，但是從組網(wǎng)角度，存在天然缺陷。如果我們組環(huán)網(wǎng)，并對環(huán)網(wǎng)進行保護，如果環(huán)網(wǎng)存在七、八個甚至更多節(jié)點，整個環(huán)網(wǎng)的帶寬消耗的速度會非常快，這僅僅是問題之一。數(shù)字節(jié)點就是充分利用光纖傳輸在容量上優(yōu)勢，所有管理信息都在電域處理，這就是所謂的數(shù)字節(jié)點理念。數(shù)字光網(wǎng)絡實際上就是提供WDM的靈活度，運營商由于數(shù)字光網(wǎng)絡的出現(xiàn)已經(jīng)不需要在SDH和WDM設備之間進行痛苦抉擇。
結語
許多客戶很喜歡基于PIC的DTN設備。DTN在市場上接受程度非常好，從05年三季度第一次季度排名第一，06年二季度市場份額已經(jīng)占到29％，這一發(fā)展勢頭已經(jīng)充分證明DTN的優(yōu)勢和潛力。我今天演講的目的之一，就是告訴運營商等用戶，這個非常好的消息。
從分立到集成，集成是一種發(fā)展趨勢，這點電子器件已經(jīng)很成功。從模擬系統(tǒng)轉向數(shù)字系統(tǒng)，人們受益非淺，數(shù)字應用更加方便更加人性化。光子集成在光通信領域也在創(chuàng)造跳躍性的革命，光子集成會讓光網(wǎng)絡從模擬轉向數(shù)字。在光層采用WDM技術提供了傳輸容量，在電層做數(shù)字帶寬的管理，在控制層面采用GMPLS實現(xiàn)網(wǎng)絡智能化。Infinera在市場的成績單已經(jīng)充分說明數(shù)字光網(wǎng)絡是很受歡迎的。值得一提，數(shù)字光網(wǎng)絡的性能在業(yè)務調(diào)度的靈活性上會比ROADM好很多。 謝謝！
來源：通訊世界
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