上世紀(jì)60年代末協(xié)和飛機的問世開辟了航空飛行的新紀(jì)元。超音速飛機在速度及動力方面超越了原有飛機,本應(yīng)成為未來的飛行技術(shù)。但最后事實并未如愿,協(xié)和飛機的銷售狀況并不理想,其他小型飛機反而銷售良好。今天的電信領(lǐng)域遇到了類似的問題:40G技術(shù)是否會成為下一個協(xié)和飛機?
正如擁戴者所說的,40G技術(shù)的巨大優(yōu)勢有:體積只有同等傳輸容量的10G系統(tǒng)的一半,功耗更低(減少了20%~40%),維護更容易(因為波長數(shù)減少了75%)。但是這些優(yōu)勢必須能夠降低系統(tǒng)總成本,否則運營商也不會考慮。
除上述優(yōu)越性之外,還有一些采用40G系統(tǒng)的動力,首先就是路由器接口。已證實在IP路由器中高速率數(shù)據(jù)流比多路低速率數(shù)據(jù)流的傳輸效率高得多。路由器供應(yīng)商已經(jīng)推出了有40G接口的系統(tǒng)。
現(xiàn)有系統(tǒng)的擴展和升級是40G技術(shù)的又一推動力,還有其他潛在的市場,包括用于測試設(shè)備及海底傳輸?shù)氖瞻l(fā)機。雖然下一代網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無疑會與40G技術(shù)兼容,但未來幾年究竟需要多少40G高速率設(shè)備呢?
流量如何增長是影響40G需求的一個重要因素。按最近的流量增速來看,即使采用較為保守的估計,用不了幾年,空閑信道就會用完。那時,運營商將不會再采用10G設(shè)備,因此最遲不超過2006或07年,40G的上馬將不可避免。
另一方面,若流量增速減緩,運營商或許還會繼續(xù)使用10G,將極大影響對新系統(tǒng)的需求。Strategies Unlimited的市場研究人員預(yù)測2008年底長途鏈路的增速將減緩,但整體網(wǎng)絡(luò)容量還將穩(wěn)步增長。雖然還有更激進的預(yù)測,但即使按這個預(yù)測,08年網(wǎng)絡(luò)容量需求顯然也比現(xiàn)在的容量大得多,這意味對40G系統(tǒng)的需求很旺盛。
Strategies Unlimited根據(jù)流量增長的預(yù)測數(shù)據(jù)對2.5G、10G和40G長途收發(fā)機的銷售情況的預(yù)測結(jié)果。盡管現(xiàn)在所有新系統(tǒng)都是10G的,但2.5G設(shè)備的銷售依然強勁。未來幾年10G銷售全面增長時,40G設(shè)備的銷量才開始逐步增大。還是一樣,所有一切都取決于網(wǎng)絡(luò)流量需求的發(fā)展。
影響40G技術(shù)應(yīng)用的因素還有其實施的難易程度,這項技術(shù)當(dāng)然還有不少難題。對于剛起步的運營商來說,雖然采用了高速率的系統(tǒng),但其上傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信號還很少,使得光信噪比下降,導(dǎo)致40G長途鏈路的成本高于等效10G鏈路。
將10G升級為40G后,色散提高了16倍,偏振模色散也上升了2~4倍,但符合要求的40G器件還無法量產(chǎn)。此外還有一些隱形成本,比如為新系統(tǒng)培訓(xùn)技術(shù)員、更新操作系統(tǒng)、驗證光纖和更昂貴的測試設(shè)備等。
另一個障礙是電子器件:無論是磷化銦還是硅鍺(SiGe)器件仍非常昂貴。CMOS的極限速率也可以達到40G,但可能還不如采用SiGe,因為CMOS需要用到昂貴的先進的蝕刻技術(shù)。此外,電子設(shè)備的主要成本來自測試,因此CMOS在高速率時沒有優(yōu)勢。
最后,不管設(shè)備商如何鼓動,運營40G網(wǎng)絡(luò)都不會是小事一樁。其難度類似于維持高性能賽車的最佳狀態(tài)或協(xié)和飛機的運營。
盡管存在這些困難,仍有不少公司最近發(fā)布和展示了許多產(chǎn)品。隨著拉曼放大技術(shù)、前向糾錯、色散補償技術(shù)和先進編碼調(diào)制技術(shù)(例如載頻抑制歸零碼(CS-RZ)、雙二進制編碼、差分相移鍵控編碼等)的發(fā)展,設(shè)備商已經(jīng)能提供40G速率的實用系統(tǒng)了。同時也驗證了在標(biāo)準(zhǔn)單模光纖上傳輸40G信號的可行性,盡管所用的光纖是98年后敷設(shè)的而不是最老的光纖。
長途與短途
40G將用于網(wǎng)絡(luò)何處呢?一方面,距離越短,應(yīng)用40G技術(shù)越容易。大多數(shù)路由器之間的連接在同一中心局內(nèi),距離小于2km,適合采用40G設(shè)備。另一方面,最高速的鏈路通常用在長途(大于80km)網(wǎng)絡(luò)中,長途網(wǎng)絡(luò)中匯聚的流量足夠大,能夠承受40G設(shè)備的成本。
然而,長途市場增長依然緩慢,設(shè)備商正考慮將城域網(wǎng)作為第三個選擇。在城域網(wǎng)中,路由器之間的連接和現(xiàn)有系統(tǒng)的擴展對40G設(shè)備還有一定的需求,而且沒有長途連接那么復(fù)雜。
中心局以及稍長距離的傳輸系統(tǒng)將會使用短距離(SR)收發(fā)機,用它們將傳輸設(shè)備和路由器連接起來。因此SR收發(fā)機的供應(yīng)商不管怎樣都可能有訂單,但長距離傳輸設(shè)備供應(yīng)商則需要城域網(wǎng)或長途業(yè)務(wù)才能生存。
通常認(rèn)為,40G系統(tǒng)的每信道價格應(yīng)該比10G低3倍才有競爭力。但事實并非如此。首先,從過去的經(jīng)驗看10G設(shè)備的價格在一段時間內(nèi)是2.5G的4倍甚至10倍,仍然能賣出去。其次,還要取決40G信道如何使用。若系統(tǒng)擴展且不用敷設(shè)新光纖的話,或許值得考慮,但對于超長距離傳輸而言則可能無法盈利。
看看SR收發(fā)機的情況,40G產(chǎn)品的數(shù)量還很少,現(xiàn)在的售價在3萬美元左右。為使產(chǎn)品有競爭力,系統(tǒng)設(shè)備商要求收發(fā)器的價格下降到8千~1萬美元附近。這個價格仍然遠高于10G產(chǎn)品,大批量采購時,10G SR收發(fā)機的價格為500美元左右。預(yù)計隨著價格的下降,40G產(chǎn)品所需價格將在2007年左右達到用戶的期望值,那時銷售量將大增。
一旦40G在網(wǎng)絡(luò)中立足后,光傳輸將如何變化?近20年來,網(wǎng)絡(luò)中的傳輸速率平均每年增長26%。相當(dāng)于每3年傳輸速度翻倍,或者說6年內(nèi)從10G/s上升到40G/s。有人已經(jīng)預(yù)測從40G上升到160G也將按同樣的趨勢增長。
而最新的傳輸速率增長趨勢可能遵循更傳統(tǒng)的S曲線。在此情形中每年增速約為19%,或者說每4年翻倍。考慮這種情況,下一個合理的步驟是升級到80G,這是因為80G還可以照樣使用現(xiàn)在常用的電子器件,而且還能用100GHz濾波器。
速率劇增
去年9月的ECOC會議有幾個演講提到了160G創(chuàng)新技術(shù)。去年7月,日本沖電氣公司展示了用OTDM傳輸640km的160G鏈路。去年甚至有文章討論640G單波長傳輸。但是我們不能無限地提高速率,因為總是要考慮成本。
首先,光在光纖中傳輸時由于非線性對信號的影響,傳輸速率存在物理極限。因為每個比特至少需要一個光子,6Tb/s可能就是理論極限了。而且速率越高,傳輸距離越短。這意味著其經(jīng)濟合理性也有極限。
柏林技術(shù)大學(xué)的研究人員在2003年模擬了160G傳輸?shù)娜N方案:16×10G、4×40G以及160G單信道。從網(wǎng)絡(luò)管理角度看,單信道160G傳輸方式顯然最好,但采用多個10G信道則可以獲得最好的網(wǎng)絡(luò)粒度和最小的器件總體成本。因此,即使單信道160G傳輸可行的話,也是遙遠的未來的事情了。
關(guān)鍵是,最好的系統(tǒng)是由運營商的需要決定的,而不是它有多高的傳輸速率。運營商并不一定非要最高的速率不可。例如采用WDM技術(shù),運營商就可以有更多的選擇。同樣,采用OTDM的160G傳輸也只是另一種光復(fù)用,類似于“將4個25分硬幣換成一塊錢”。如果40G或160G方案還不是運營商的明確選擇,則其市場也將受限更多,由此價格也難以下降。
現(xiàn)在的情況
回到現(xiàn)在,廠商們正在緩慢而穩(wěn)定地推進40G技術(shù),需求也開始出現(xiàn)了。Strategies Unlimited預(yù)測今年40G系統(tǒng)和路由器會有一些應(yīng)用。如果發(fā)展順利,產(chǎn)品銷售可能在2007~08年開始高速增長。
如果情況不像預(yù)計那樣,40G也許會像協(xié)和飛機的命運一樣。更小更多粒度的系統(tǒng)將是主流,而更大、更快的系統(tǒng)反而不能取代它們。畢竟,如果乘客都坐不滿何必要買更快的飛機呢?但更可能的情況是,40G將成為最后的串行電調(diào)制速率,而80G和160G會成為協(xié)和飛機。
我們還需繼續(xù)觀察流量的增長。只要流量持續(xù)增長,即使年增速遠低于人們的預(yù)期,也有利于40G的發(fā)展。至關(guān)重要的是運營商如何看待此事,以及他們采用更高速率的愿望有多迫切。運營商們當(dāng)然希望新設(shè)備能兼容40G,如果他們有這樣的設(shè)備,他們就有機會使用它們。另一方面,整個通信行業(yè)已經(jīng)迷失在更快才能更好的假設(shè)中了。
長途傳輸流量的增長情況,圖中顯示的是估算的10G等效鏈路數(shù)(2.5G、10G和40G都折算為10G)的估算情況,單位為2002年的百分比。
2.5G、10G和40G長途收發(fā)機的銷售量,單位為2003年的百分比。40G的數(shù)值包括短距離收發(fā)機。
摘自:光纖在線
新聞來源:本站原創(chuàng)