烽火通信 | 馮勇華

自主營業(yè)務(wù)從語音逐步轉(zhuǎn)向以視頻為代表的多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以來，網(wǎng)絡(luò)運營商一直面臨網(wǎng)絡(luò)“剪刀差”的困擾。

隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和資源不斷豐富，網(wǎng)絡(luò)用戶不斷增長，接入能力不斷提升，網(wǎng)絡(luò)帶寬需求將繼續(xù)保持強勁增長勢頭。而網(wǎng)絡(luò)傳輸容量受到可用光纖資源、光器件帶寬、光傳輸技術(shù)水平以及網(wǎng)絡(luò)運營收支矛盾的限制，網(wǎng)絡(luò)容量的增長速度遠低于帶寬需求的增長速度，表現(xiàn)為帶寬需求與網(wǎng)絡(luò)容量的剪刀差。

網(wǎng)絡(luò)“剪刀差”

如果僅從經(jīng)濟學(xué)的角度來看，帶寬“供不應(yīng)求”在“有利可圖”的情況下未必不是好事。實際上，運營商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本與網(wǎng)絡(luò)收入之間也存在巨大剪刀差。根據(jù)中國電信科技委主任韋樂平在2012年《中國通信產(chǎn)業(yè)大會暨第七屆中國通信技術(shù)年會》上關(guān)于《電信業(yè)的未來與去電信化的思考》報告：2004年～2014年間，中國電信網(wǎng)絡(luò)流量年均復(fù)合增長率（CAGR）為70%，網(wǎng)絡(luò)運營收入CAGR僅為20%。網(wǎng)絡(luò)運營增量不增收，網(wǎng)絡(luò)運營商驚呼“管道化”、“邊緣化”和“低值化”。

盡管通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為水、電、氣、路一樣是影響到國計民生的基礎(chǔ)性服務(wù)行業(yè)，不能單純以盈利作為衡量指標，但網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本與網(wǎng)絡(luò)收入之間剪刀差已經(jīng)嚴重影響到運營商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的積極性和通信產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展?！稘h書·食貨志上》有云：“糴甚貴，傷民；甚賤，傷農(nóng)。民傷則離散，農(nóng)傷則國貧?！辈粩嗵嵘W(wǎng)絡(luò)容量和傳輸性能，降低網(wǎng)絡(luò)整體成本，緩解并消除“量收剪刀差”，滿足人民群眾日益增長的帶寬需求和信息服務(wù)質(zhì)量是通信行業(yè)的職責和使命。

通過技術(shù)創(chuàng)新節(jié)流、降支、增收是緩解和消除網(wǎng)絡(luò)“剪刀差”重要途徑。具體而言，可從如下幾個方面入手：①強化應(yīng)用耦合，規(guī)范資源使用，緩解帶寬壓力；②打造智能網(wǎng)絡(luò)，差異化經(jīng)營，提升流量價值；③簡化網(wǎng)絡(luò)層次，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高運維效率；④提高通道速率，減小體積功耗，降低單位bit成本。烽火下一代分組光傳輸平臺(NG-POTP)致力于從寬帶光接入、IP分組化、高速大容量光傳輸管道和節(jié)點技術(shù)等各個層面打造穩(wěn)定安全、靈活高效、綠色節(jié)能的光網(wǎng)絡(luò)，協(xié)助運營商消除網(wǎng)絡(luò)“剪刀差”的困擾。

下一代分組光傳輸平臺

基于成本和兼容性等方面的考慮，充分利用已鋪設(shè)的光纖光纜，在現(xiàn)有光傳輸系統(tǒng)上通過升級和改造光收發(fā)單元以提高單個波長通道傳輸數(shù)據(jù)率的方式來提升系統(tǒng)容量，具有最優(yōu)的性價比和可行性。網(wǎng)絡(luò)傳輸容量的提升，關(guān)鍵在于提高頻譜資源的利用率和頻譜效率。密集波分復(fù)用(DWDM)可以提高光纖頻譜資源的利用率，極大地提升了網(wǎng)絡(luò)傳輸容量，其單通道傳輸速率經(jīng)歷了從2.5Gbit/s－10Gbit/s－40Gbit/s的提升，正在實現(xiàn)從40Gbit/s－100Gbit/s的跨越。100G DWDM系統(tǒng)可以大幅提升網(wǎng)絡(luò)傳輸容量，緩解光纖資源壓力，降低單位比特成本。100G光傳輸主流方案一般采用相干接收PM-QPSK技術(shù)，相對于以往的傳輸速率，其跨越性主要體現(xiàn)在實現(xiàn)技術(shù)的一系列重大變革，包括數(shù)字相干接收、軟判決糾錯編碼、光電集成技術(shù)等。

100G采用的數(shù)字相干接收技術(shù)使得光傳輸系統(tǒng)具有足夠的色散容限和偏振模容限，無需考慮線路傳輸上的色度色散和偏振模色散的影響，這給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運維帶來一系列好處，主要包括：①簡化了傳輸線路上的光學(xué)色散補償和偏振解復(fù)用設(shè)計，線路設(shè)計更簡單；②消除了低PMD光纖的依賴，適用于各種規(guī)格的傳輸光纖，方便光纖線路速率升級；③消除了傳輸線路DCF光纖非線性效應(yīng)的影響，減少了線路放大器的數(shù)量和ASE噪聲的影響，降低了線路成本，提升了系統(tǒng)長距傳輸能力；④減小了線路傳輸時延，按照1km光纖5us的時延計算，消除DCF光纖所帶來的時延減少非?？捎^，這對時延敏感的應(yīng)用環(huán)境意義重大；⑤保護恢復(fù)時間小于50ms，（不同于40G系統(tǒng)）100G數(shù)字信號處理自適應(yīng)色散補償算法收斂迅速，完全滿足電信級恢復(fù)時延要求。

軟判決所提供的可信度信息可以進一步提高FEC編碼增益。一般而言，在相同開銷和編碼算法的情況下，相對于硬判決，軟判決可以獲得1.1dB以上的編碼增益提升。對于主要受到非線性效應(yīng)限制的100G光傳輸系統(tǒng)，1dB糾錯編碼增益對系統(tǒng)傳輸性能的提升遠高于衰減或色散受限的光傳輸系統(tǒng)。根據(jù)中國移動、中國電信100G測試結(jié)果以及100G行標，G.655光纖時采用軟判決的傳輸距離比硬判決多6個跨段，傳輸距離提升了60%。

采用先進的光電集成技術(shù)可以有效降低網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備的功耗、占地以及散熱成本。對于100G以及以后的超100G系統(tǒng)而言，由于其采用電處理的方式消除光傳輸中存在的問題，其功耗、體積和散熱問題比較突出。100G系統(tǒng)功耗在很大程度上取決于其ASIC芯片所采用的處理工藝。早期基于硬判決技術(shù)的100G板卡大多采用65nm處理工藝，其功耗和體積較大；第二代基于軟判決技術(shù)的100G板卡一般采用40nm處理工藝，其功耗僅為65nm工藝的60%。

簡化網(wǎng)絡(luò)

除了采用100G提高網(wǎng)絡(luò)容量，簡化網(wǎng)絡(luò)運維、降低單位比特成本之外，還可以從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)入手簡化網(wǎng)絡(luò)層次，減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備堆疊，降低網(wǎng)絡(luò)功耗和占地面積，提高帶寬資源的利用效率和網(wǎng)絡(luò)運維效率。從光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)技術(shù)來看，波分復(fù)用、偏振模復(fù)用以及復(fù)雜的高級調(diào)制技術(shù)用于提高光纖的傳輸容量，基于時分復(fù)用的SDH/OTN技術(shù)以及基于統(tǒng)計時分復(fù)用的分組技術(shù)用于提高網(wǎng)絡(luò)容量的利用效率和調(diào)度靈活性。隨著語音、視頻業(yè)務(wù)的IP化，IP over OTN/WDM的趨勢日漸清晰，一款設(shè)備同時具備WDM/OTN/SDH/PTN能力以簡化網(wǎng)絡(luò)層次、減少設(shè)備堆疊、提高網(wǎng)絡(luò)效率、降低網(wǎng)絡(luò)成本的呼聲越來越高。

烽火通信積極響應(yīng)運營商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)新需求，早在2010年就針對網(wǎng)絡(luò)IP與光融合趨勢開始規(guī)劃和研發(fā)一系列新型設(shè)備以簡化網(wǎng)絡(luò)層次、提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率、降低運營商網(wǎng)絡(luò)成本。以目前已經(jīng)成熟并開始小規(guī)模應(yīng)用的分組增強型OTN(PEOTN)設(shè)備FONST6000為例，該設(shè)備采用基于信元交換的統(tǒng)一交叉內(nèi)核，交叉容量達到12.8T/25.6T，交叉容量可根據(jù)實際業(yè)務(wù)類型(Packet/VC/ODUk)自適應(yīng)靈活分配，可支持200G/400G任意業(yè)務(wù)接入。烽火系列化分組光傳輸設(shè)備PEOTN/POTN同時具備WDM/OTN/SDH/PTN設(shè)備能力，可用于取代現(xiàn)有OTN與PTN/IPRAN的設(shè)備堆疊，減化網(wǎng)絡(luò)層次，減小占地面積和功耗，提高網(wǎng)絡(luò)效率，降低網(wǎng)絡(luò)成本。

網(wǎng)絡(luò)“量收剪刀差”是傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)向豐富多彩的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型過程中人們對信息需求欲望爆發(fā)式釋放的生動體現(xiàn)，是帶寬需求與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)差距的反映，需要包括網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供商、網(wǎng)絡(luò)運營商、設(shè)備提供商以及器件提供商在內(nèi)的整個通信產(chǎn)業(yè)界齊心協(xié)力、共同面對。作為業(yè)界領(lǐng)先的光傳輸設(shè)備和光傳輸方案提供商，烽火下一代分組光傳輸平臺(NGPOTP)已經(jīng)做好了準備。