隨著一代一代的通信技術革新,光通訊產(chǎn)業(yè)在快速發(fā)展。一些新的技術正在或將逐漸被采用,如新能源、高集成度芯片、高效率電源模塊、智能風扇、液體制冷、智能流量聚合、硬件休眠、新型材料等技術。光通信未來的市場、技術、產(chǎn)業(yè)發(fā)展動態(tài),將會有怎樣的風云變幻呢?下面我們一起來分析下光通訊系統(tǒng)在未來五年中的十大技術發(fā)展趨勢。
第一項:與云、大數(shù)據(jù)技術融合,光通信SDN走進2.0時代
SDN是公認的光通信發(fā)展趨勢,通過引入控制與轉發(fā)分離的開放架構,能夠顯著提升網(wǎng)絡能力,并已開始在現(xiàn)網(wǎng)上逐步部署。但隨著SDN的逐步部署和網(wǎng)絡流量的不斷增加,SDN控制器/應用的部署靈活性、數(shù)據(jù)存儲、處理能力、安全性及超大流量下的網(wǎng)絡穩(wěn)定性都將受到巨大挑戰(zhàn)。
在未來3-5年,SDN技術將進入2.0時代,SDN開放的網(wǎng)絡架構與云、大數(shù)據(jù)技術結合,以云的方式部署控制和應用,用大數(shù)據(jù)技術分析和預測流量將成為SDN2.0的主要特征。通過上述技術的引入,可以實現(xiàn)SDN解決方案的安全彈性部署,保證SDN對數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理的高要求,并多維度預測網(wǎng)絡流量趨勢,從而進一步提升網(wǎng)絡的智能化和敏捷性,在大流量環(huán)境下保證客戶體驗。
第二項:初露鋒芒的硅光子技術
由于光和電采用分立方式,光子與電子技術遵循各自的發(fā)展路線,目前光通信系統(tǒng)在功耗、成本、集成度方面遇到提升瓶頸。
硅光子技術利用CMOS微電子工藝實現(xiàn)光子器件的集成制備,該技術結合了CMOS技術的超大規(guī)模邏輯、超高精度制造的特性和光子技術超高速率、超低功耗的優(yōu)勢。是一種能夠解決長技術演進與成本矛盾的顛覆性技術。
目前多項硅光子關鍵技術已被相繼突破,預計在三年內將開始商用。
第三項:高效和低成本,中短距離城域高速傳輸直調直檢技術
為了滿足骨干網(wǎng)絡上千公里長距離傳輸?shù)囊?,目前主流的傳輸技術是相干傳輸技術。但是在城市之間的組網(wǎng),往往傳輸距離在300公里以下。在這種情況下,如何避免使用相干探測的方式(系統(tǒng)復雜,成本較高),達到良好的傳輸和組網(wǎng)效果,是現(xiàn)在研究的熱門話題。
為了實現(xiàn)中短距離傳輸,當前主要的技術主要考慮直接調制、直接探測上。調制方面,可采用的方式很多,包括:PAM-4傳輸方式、DMT傳輸方式、單邊帶傳輸方式,等等。在接收側,則采用非相干的方式,使用較少的光電子器件。以達到簡化系統(tǒng)和降低成本的效果。
近幾年,多個直調直檢技術實驗不斷進行,通過逐步研究和持續(xù)優(yōu)化,未來3年將會開始試點。
第四項:與云、大數(shù)據(jù)技術融合,光通信SDN走進2.0時代
SDN是公認的光通信發(fā)展趨勢,通過引入控制與轉發(fā)分離的開放架構,能夠顯著提升網(wǎng)絡能力,并已開始在現(xiàn)網(wǎng)上逐步部署。但隨著SDN的逐步部署和網(wǎng)絡流量的不斷增加,SDN控制器/應用的部署靈活性、數(shù)據(jù)存儲、處理能力、安全性及超大流量下的網(wǎng)絡穩(wěn)定性都將受到巨大挑戰(zhàn)。
在未來3-5年,SDN技術將進入2.0時代,SDN開放的網(wǎng)絡架構與云、大數(shù)據(jù)技術結合,以云的方式部署控制和應用,用大數(shù)據(jù)技術分析和預測流量將成為SDN2.0的主要特征。通過上述技術的引入,可以實現(xiàn)SDN解決方案的安全彈性部署,保證SDN對數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理的高要求,并多維度預測網(wǎng)絡流量趨勢,從而進一步提升網(wǎng)絡的智能化和敏捷性,在大流量環(huán)境下保證客戶體驗。
第五項:超越100G,單通道傳輸速率繼續(xù)提升
100G光傳輸難以滿足未來視頻、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興業(yè)務對網(wǎng)絡帶寬的需求?,F(xiàn)網(wǎng)平滑升級超100G光收發(fā)單元可成倍提升系統(tǒng)容量,具有較高性價比和可行性。
超100G將繼承并發(fā)揚100G光傳輸設計思想,在保持傳輸距離不變的同時提升光纖頻譜資源的利用率和頻譜效率,引入先進的調制編碼和光電集成技術進一步降低單位比特成本。
目前業(yè)界積極開展現(xiàn)網(wǎng)實驗,推進超100G商用進程,預計會在數(shù)據(jù)中心互聯(lián)率先展開應用。
第六項:化繁為簡,IP與光網(wǎng)絡深度融合提升超大容量路由
當前通信網(wǎng)絡采用多層多域網(wǎng)絡承載業(yè)務,設備種類繁多,海量數(shù)據(jù)的分組處理能力呈指數(shù)級別提高,同時對超大容量路由運算能力提出越來越高的要求,導致機房空間緊張、能耗高、效率低。IP與光網(wǎng)絡的融合是解決問題的有效方式之一。
IP與光網(wǎng)絡融合可以通過統(tǒng)一交換內核技術來實現(xiàn),具有分組/ODUk/VC集中交換功能,從而減少網(wǎng)絡層次、節(jié)省網(wǎng)絡投資、降低維護成本,實現(xiàn)網(wǎng)絡節(jié)點集約化。通過提高單槽位線卡轉發(fā)能力和采用多框集群技術,可以大幅提升單節(jié)點轉發(fā)能力;通過多核處理器、分布式軟件架構、模塊化管理等技術,可實現(xiàn)千萬級別路由表管理。
涵蓋骨干、匯聚和接入網(wǎng)絡的IP與光融合,具有千萬級別路由表項的超大容量路由器,提供全網(wǎng)端到端解決方案,運營商已經(jīng)展開了試點。
第七項:走向全光網(wǎng),從芯片間、板間到機房間的光互聯(lián)技術
伴隨著大數(shù)據(jù)和云技術的蓬勃發(fā)展,短到芯片片上和片間、長到機柜間和數(shù)據(jù)中心間的大規(guī)模數(shù)據(jù)交換處理,都渴望高速、穩(wěn)定、可靠的互聯(lián),常規(guī)電纜連接將無法應對。
目前看來,芯片間和板間的解決方案可以利用硅基光電集成來有效實現(xiàn)光互聯(lián)。機房間互聯(lián)、機架間互聯(lián)、機框間互聯(lián)、機盤間互聯(lián)可以利用光電轉換和光傳輸技術取代傳統(tǒng)的電纜,主要解決方案包括硅基的光電集成、高速VCSEL和直調DFB等。其中硅基光電集成方案具有CMOS工藝兼容,集成度高,成本低的優(yōu)勢。
未來幾年,光互聯(lián)技術將在芯片內部、芯片間、板間、機柜間、機房間普及應用。
第八項:靈活光交換,基于CDC-F特性光交叉構建下一代光網(wǎng)絡
當前隨著100G技術的規(guī)模部署,超100G技術的蓬勃發(fā)展,WDM/OTN系統(tǒng)的傳輸容量提升較快,光層的靈活調度和高效處理成為了光網(wǎng)絡節(jié)點的一個重要需求。
隨著WSS光模塊集成度的進一步提升,采用WSS光模塊構建的具備CDC-F(Colorless, Directionless, Contentionless, Flex Grid)特性的光交叉組網(wǎng)技術在超大網(wǎng)絡節(jié)點應用時,因同時擁有超大交換容量、波長及業(yè)務靈活調度、低功耗、低時延等關鍵特性,易于構建靈活、高效的光網(wǎng)絡。
具備CDC-F特性的光交叉技術越來越受到全球運營商的重視,目前已有運營商率先部署,預計近期將會展開更大范圍的試點和商用。
第九項:開放創(chuàng)造價值,光通信網(wǎng)絡的APP技術普及
傳統(tǒng)光網(wǎng)絡比較封閉,缺少向外部用戶提供網(wǎng)絡管理和控制的能力。而隨著云計算、大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)中心等的飛速發(fā)展,對管理、控制光網(wǎng)絡的需求越來越強烈。
在SDN時代,運營商和設備制造商開創(chuàng)性地向外部用戶提供自己開發(fā)的APP或者提供SDK供外部用戶開發(fā)APP。這些APP和SDK使用SDN控制器的開放式北向接口管理和控制光網(wǎng)絡,實現(xiàn)業(yè)務創(chuàng)建、業(yè)務QoS調整、網(wǎng)絡規(guī)劃、網(wǎng)絡優(yōu)化等功能,從而創(chuàng)新業(yè)務模式、簡化網(wǎng)絡應用、提高網(wǎng)絡使用效率和運維效率。
近年來,一部分友好互動的光網(wǎng)絡APP已經(jīng)獲得了用戶的青睞,未來開放的SDN化光網(wǎng)絡將孕育出更多更有價值的APP。
第十項:綠色通信,光通信技術永遠的主題
隨著人們信息消費的不斷增加,需要光通信提供的帶寬越來越大,消耗的能源越來越多。在能源日趨緊張的今天,如何實現(xiàn)綠色通信成為業(yè)界努力的主要方向之一。
為了實現(xiàn)綠色通信,一些新的技術正在或將逐漸被采用,如新能源、高集成度芯片、高效率電源模塊、智能風扇、液體制冷、智能流量聚合、硬件休眠、新型材料等技術。
通過上述技術的逐步引入和持續(xù)優(yōu)化,光通信設備的每比特能耗將逐漸降低,與環(huán)境更為和諧。
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