光传输网络----聚焦10Gb/s

zjol

  
　　光纤通信一直被人们称为通信行业的一座金矿，而单波长10Gb/s的SDH传输平台，代表着当今实用光通信设备的最高水平，已成了这座金矿的制高点。10Gb/s产生的背景的什么？为什么偏偏是10Gb/s？10Gb/s的明天在哪里？

　　是我们选择了光还是光照亮了我们？

　　专家们经常说在这个地球上，现在最赚钱的领域依次为：光通信、国际机场、高速公路，后两者的角色是搬运原子，而前者的角色是搬运比特――这就是今天这个信息网络时代的特征。但是光通信在很多人的印象中，一直都带有一层神秘的面纱，光通信为什么会如此火爆，被称为“行业金矿”呢？

　　这一方面是由于信息时代对信息的需求呈爆炸式增长，特别是因特网对全社会信息需求的推动作用，信息网内信息传送量的增长速度远远超过了“摩尔定律”。简单地说，即市场需求驱动了光通信向高速、大容量方向发展。另一方面，技术的进步如微电子、光电子、计算机等技术的最新突破，使得光通信有可能向高速、大容量方向发展，最终实现全光网。

　　由于网络经济在全球的迅速发展，造成了对传输带宽的需求就如同房间里的空气一样――不管房间有多大，空气总能将它充满。预计3~4年之后，全球的光传输带宽需求将增长100~200倍。

　　光通信的一个主要的特点，也是其他传输方式无法相比的优势，就是容量特别大，即传输速率可以很高。因此从这一角度来看，当前世界光通信发展的主要趋势之一是单波道和多波道的传输速率越来越高，即传输容量越来越大。单波道的速率在1995年已达到10Gb/s(STM-64)，1999年　40Gb/s(STM-256)已接近商用化。当前在实验室单波道速率的水平，电时分复用已达到160Gb/s(相当于STM－1024)，光时分复用已达到320Gb/s；多波道的商用水平为400Gb/s，实验室水平已经发布的是6.4Tb/s，可以达到的是16Tb/s甚至32Tb/s。密集波分复用的波道数最高已达到65536个波。光纤的应用窗口还将进一步扩宽，DWDM的波道数可以进一步提高。将来光复用也许是多种复用方式如DWDM、OTDM、OCDM等的混合使用。

　　从另一个角度来看，光通信设备的发展趋势是紧凑化、小型化。集成电路的线宽已可做到0.1nm以下，垂直型半导体管的研究成功，其体积比普通水平型半导体管小，开关速度快，使得ASIC的等效门数增加，单片系统成为现实。目前已有单片2.5Gb/s ADM和单片10Gb/s ADM研制成功的报道。光集成和光电集成的器件研究进展也很快，这使得光传输设备和其它设备如交换设备、路由器等集成在一起变得更为容易，简化了网络，方便了维护、管理。

　　现在光通信的发展趋势是一个方向、两条途径。一个方向即迈向更大容量。两个途径一个是时分复用，在一个波长上尽量提高传输速率，从2.5Gb/s到10Gb/s、40Gb/s甚至80Gb/s以上；另一个途径是波分复用，从16波、32波、40波、80波甚至1000波以上。

　　10Gb/s的SDH传输平台，代表着当今实用光通信设备的最高水平，已成了光通信“金矿”的制高点。谁能占领这个制高点，谁就能在今天光通信市场激烈的竞争中笑傲江湖。

　　应该说10Gb/s真是一个无比幸运的数字。如果现在40Gb/s可以完全投入到商用当中去的话，那么它也一定会热起来。目前，遍布全球的光缆通信网大都为实用常规光缆（G.652光纤），为了取得更好的经济效益，就必须充分利用这些现成的、已敷设的光缆。面对迅速增加的信息量，2.5Gb/s的速率已经不能满足需要，在G.652光纤上，10Gb/s刚好可以运行，而40Gb/s的运行尚有缺陷，有待将来逐步改善。同时还有一个原因，目前网络发展迅速，已经出现了带有10Gb/s光口的路由器，加上企业网信息速率很大，1000Mb/s（即1Gb/s）以太网已经非常普遍，很多大公司已经在建设10×1000Mb/s（即10Gb/s）以太网。在北美，已经出现了直接租用10G带宽的客户。从更经济高效的匹配考虑，也是10G比2.5G更有前途。

　　国外10Gb/s设备的应用是从1996年开始的，首先采用10Gb/s设备的是MCI公司，而且一开始就是以10Gb/s为基础的DWDM系统，很少用单波道的10Gb/s系统。后来，一些新兴的通信运营公司，如QWEST、Level3等在大规模网络建设中都采用N×10Gb/s系统。当前40Gb/s设备的商用化即将开始，ITU－T逐步完善了10Gb/s的各方面标准，40Gb/s的标准已开始制订。

　　从国内通信发展的需求来看，在东部经济发达地区建设以10Gb/s为基础的DWDM系统，已经是很迫切的问题。中国电信准备在京广线以东地区大规模建设N×10Gb/s系统，中国联通也有建设N×10Gb/s的打算。这些都说明，10Gb/s设备在我国的应用已经开始。但由于我国各地区经济发展不平衡，对信息需求情况也有较大差异，10Gb/s设备的应用还不可能一下子在全国铺开，全面应用尚有一个过程。但可以说，10Gb/s在我国的市场是不容忽视的。

　　现在10Gb/s的应用在很多国家都已经大规模展开。北电网络在中国的10Gb/s合作项目共有6个，分别是中国电信南京－上海干线（8×10Gb/s）、南京－武汉干线（32×10Gb/s）、重庆城域网、浙江省网、联通华东干线，还有一个合同待签。

　　我在这里顺便提醒一点，由于ITU－T最近对SDH的标准特别对10Gb/s以上速率的标准有了较大的修改和新的规定，我国也已立项修订相关的行业标准。而目前市场上的10Gb/s设备均为1995年以前开发的产品，故引进时应特别慎重，应以新的标准来制订标书及进行验收，以免今后在性能上不能满足要求及互通出现问题。

　　我们认为，随着中国信息化步伐的加快，10Gb/s在中国的应用前景会非常广阔，未来国家传输干线、经济发达省份的省网和大城市的城域网将以10Gb/s＋波分复用组网为主，预计2000年中国的10Gb/s市场规模为1.5~2亿美元，而这个数字到2003年约为30亿美元。北电在10Gb/s领域占有相当的优势，全球市场份额在85％以上。对于国内厂家在10Gb/s上的崛起，我们非常欢迎，这种竞争能促进共同的进步，也说明10Gb/s主流化倾向正在成为一种共识。同时，北电也在居安思危，力争精益求精，如不久前北电收购了一家构建超远程无中继DWDM光纤网络系统的公司Qtera，将它的技术特长融入北电的10Gb/s产品中，从而具备了在普通光缆上构建4000km无中继的N×10Gb/s DWDM网络的能力。

　　国内10Gb/s设备的自主研发是武汉邮电科学研究院（即烽火通信的前身）从1995年开始的，1996年正式列为“863”课题。经过科研人员的努力，已研制出10Gb/s的终端设备和中继设备，于1999年通过了“863”专家组验收。目前又承担了“863”的重大课题：16×10Gb/sDWDM系统的研制任务，预计在2000年底或2001年初进入现场做实验。引进国外设备的实验段如8×10Gb/s、16×10Gb/s、32×10Gb/s等也已建成或正在建设中。

　　虽然国外10Gb/s设备已应用较多（大部分是SONET），然而能生产10Gb/sSDH设备的厂家仍是屈指可数的。目前烽火通信（武汉邮电科学研究院）研制出10Gb/s不仅在国内是领先的，在国际上也跻身于少数可提供10Gb/sSDH设备厂家的行列。这对振兴和拉动民族光通信产业意义十分重大。在烽火通信的影响下，国内已有数家设备厂商在研制10Gb/s。这标志着民族光通信产业整体水平在提高，也意味着当国内通信建设大规模需要10Gb/s设备时，国产设备是有可能“唱主角”的。

　　烽火通信当前一方面要集中力量完成好“863”的16×10Gb/s DWDM项目，抓紧按新的标准对10Gb/s设备进行升级，研制10Gb/s ADM分插复用设备，并加快产业化进程，尽早提供市场应用；另一方面，公司已开始启动STM－256（40Gb/s）项目的研究，尽力追赶国际水平，以起到国内光通信排头兵的作用，为发展民族光通信产业作出新的贡献。

摘自《通信时代》