超100G:前途很光明，道路很曲折

　　ICCSZ訊   在諸多新型應用的驅(qū)動下，目前100G技術已成熟商用并實現(xiàn)規(guī)模部署。根據(jù)思科公司的測算，未來幾年全球IP流量將保持21%左右的增長率，到2018年IP流量將為2013年的3倍。IP流量為目前傳輸網(wǎng)的主要承載業(yè)務，若將2013年作為100G技術規(guī)模部署的起點，那么今后幾年超100G傳輸需求將日趨明顯。

　　超100G標準工作取得初步進展

　　超100G正成為高速傳輸技術領域關注熱點?？v觀未來業(yè)務傳輸帶寬需求、國際標準制定、主流設備商樣機研制、典型運營商現(xiàn)網(wǎng)試點等研究進展，超100G技術未來發(fā)展前景可期。

　　ITU-T、IEEE及OIF三大國際標準組織主要圍繞超100G開展標準化工作，目前已啟動相關工作并取得一定進展。ITU-T SG15的Q6和Q11分別負責超100G物理層和光傳送網(wǎng)(OTN)邏輯層的標準化工作，其中Q6主要把超100G應用的新型物理傳輸技術納入到G.sup39文件之中，但對于超100G的具體物理傳輸參數(shù)的標準化工作尚未開展;Q11主要研究超100G OTN的標準化工作，目前在超100G幀格式、時隙、線路接口速率等參數(shù)方面在諸多研究假設(主要考慮與IEEE 400GE的關聯(lián)性)的前提下初步達成共識，具體的業(yè)務復用和映射等細節(jié)尚在進一步研究之中，預計最終標準化時間節(jié)點將與IEEE 400GE基本同步。

　　IEEE的802.3工作組主要承擔400GE的標準化工作，該標準于2014年3月正式立項，截至目前已經(jīng)在接口結構、能耗支持、OTN重用和多模光纖方案等方面達成共識，但甚為關鍵的FEC選擇、單模光纖方案等方面尚在進一步討論，目前標準制定進展滯后原定計劃(2015年1月完成草案V1.0)，具體新的制定計劃尚未發(fā)布。

　　OIF的物理鏈層(PLL)主要負責光電模塊及高速接口等標準化工作，目前已經(jīng)發(fā)布了《400G白皮書》(主要涉及400G傳輸面臨的技術問題及解決方案分析)的第一版，同時也在今年立項并繼續(xù)開展《400G白皮書》的新版本研究工作。

　　另外，我國CCSA TC6的WG1和WG4關于超100G的標準化研究工作與國際基本同步。按照目前標準化組織的整體研究進展，預計2016年上半年，以400G為典型速率的超100G標準關鍵方案和技術參數(shù)將趨于穩(wěn)定。

　　超100G目前發(fā)展面臨多種限制

　　雖然超100G未來應用前景可期，但其未來發(fā)展也面臨多種因素限制。首先，目標速率模糊化將明顯影響超100G技術發(fā)展進度。不同于100G及其以下速率高速傳輸，超100G是多種可能速率的統(tǒng)稱，可能是400G、1Tb/s或者是n×100G等。雖然這一定程度上是業(yè)界初期無法準確預測未來主流傳輸速率的籠統(tǒng)說法，但實際上對于超100G技術自身的發(fā)展也帶來一定的阻力，譬如速率都未制定，物理層傳輸技術如何選擇調(diào)制和復用技術等問題就成為困難。

　　從目前設備研制、運營商試點驗證(我國三大運營商均關注400G技術發(fā)展并部分開展試點驗證)以及標準制定現(xiàn)狀等來看，預計基于400G速率的超100G技術是未來2~3年的主流速率。

　　其次，超100G技術挑戰(zhàn)尚未完全解決。受限于譜效、傳輸距離等物理限制因素，超100G技術目前尚未尋找到一種理想的技術方案達到譜效和傳輸距離的平衡。以典型的400G技術為例，基于4載波的正交相移鍵控(QPSK)方案對于譜效提升有限，而基于2載波或單載波的16階正交幅度調(diào)制(16-QAM)方案的傳輸距離則限于城域或更短范圍。

　　另外，基于光/電域的正交頻分復用(OFDM)及其多種演進技術等更高速率的超100G技術尚處于實驗室研究階段，與商用化產(chǎn)品尚有一段距離。

　　最后，100G技術的預期生命周期較長。100G技術作為革命性的高速傳輸技術，諸多產(chǎn)業(yè)機構在前期進行了大量投入，這些投入均需要一定周期的回報，同時業(yè)界對于其未來生命周期的期望也較長，這也對于超100G技術的商用部署和應用產(chǎn)生一定的阻礙作用。

　　未來多種速率制式可能并存，400G有望率先步入商用

　　超100G技術作為未來高速傳輸?shù)牡湫图夹g，其在全面部署應用之前還要經(jīng)歷不同的發(fā)展階段。從過去20年的發(fā)展來看，高速光傳輸速率經(jīng)歷了基于單一強度調(diào)制的2.5G和10G、基于多種技術體制競爭的40G以及基于相干檢測和偏振復用的QPSK的100G等不同階段。

　　受限于物理傳輸性能限制和當前技術發(fā)展水平等，超100G則將重新進入類似當年40G技術的發(fā)展階段，但面臨更為復雜的多種速率和技術體制同時競爭的局面，同時也將與目前業(yè)界作為熱點討論的軟件定義網(wǎng)絡(SDN)技術發(fā)展緊密關聯(lián)。

　　考慮到新增的大型數(shù)據(jù)中心傳輸、SDN技術應用等需求，超100G未來發(fā)展將可能呈現(xiàn)多種速率、多種制式并存發(fā)展的局面，譬如相同傳輸速率根據(jù)不同距離選擇不同的調(diào)制碼型、根據(jù)應用接口選擇和調(diào)整傳輸速率等，尤其隨著城域流量增長逐漸超過干線流量的發(fā)展趨勢，未來超100G技術的應用將可能打破現(xiàn)有首先基于干線傳輸應用的慣例，城域也將成為超100G技術首先考慮的主要場景之一。

　　但從未來2~3年發(fā)展來看，受限于標準化進展、業(yè)務應用需求、設備研制、網(wǎng)絡建設和運維等諸多因素，超100G技術在首次引入和部署時仍將優(yōu)先選擇單一速率，其中400G速率有望率先步入干線和城域商用，同時也不排除局部部署200G速率的可能性。

　　另外，400G實際部署也將面臨多種技術制式選擇的局面，譬如根據(jù)傳輸距離、應用環(huán)境、成本和能耗等選擇不同調(diào)制階數(shù)的正交幅度調(diào)制(n-QAM)技術等，當然也與未來幾年的實際流量增長情況密切相關，如果實際增長速率高于預期，則有助于400G及時部署，反之亦然。