浅谈光接口向400G演进的进展

本白皮书介绍了光接口向400G演进的进展。随着100G光接口的引入和广泛可用性，该行业现在将注意力转向高速光子学的下一个发展。尽管400G公告往往会引起所有新闻和媒体的关注，但100G演进道路上仍在继续进行大量的研发工作，以减小尺寸，降低功耗和降低成本。对于许多运营商而言，对100G技术的这些改进将为其网络带来实质性，更直接的收益。

行业标准的好处

在光学行业中，三个标准机构（IEEE，ITU，OIF）在确保在组件，模块，平台和运营商级别采用通用的行业技术规范起着至关重要的作用。这些标准可确保行业专注于构建和采用通用技术方法，从而在组件/模块级别上建立广泛而深入的供应链，广泛的选择范围，增加竞争并降低价格。

光学行业通过采用通用调制格式（DP-QPSK），通用DWDM模块（100G MSA）和通用封装框架（OTU4）而在100G标准方面的努力赢得了广泛赞誉。这些努力被认为是非常成功的，特别是与40G实施的零碎的专有方法相比时。引入40G光学器件时，没有可用的行业标准。供应商独立开发了自己的40G实施方案，从而产生了四种或五种不同的调制格式。由于从来没有商定过一种通用技术，因此对于任何给定的方法，光学元件供应商都面临着非常小的批量，因此运营商面临着更高的价格和更少的供应选择。尽管40G光学器件已从富士通和其他供应商处广泛获得和部署，

对于400G，业界致力于扩展导致成功100G标准的相同水平的合作，协调和协议。但是，三个主要标准机构内部为开发400G规范所做的努力才刚刚开始。从非正式讨论到批准正式标准的过程通常需要2-3年才能完成。对于400G，正式标准应在2015年完成，这几乎是大多数运营商表示将开始初步评估和部署400G接口的同一时间。

100G演进

尽管正在进行有关400G的大量研究和投资，但富士通也在沿着100G演进的道路上取得了重大进展，这将导致更小的设备尺寸，更低的功耗以及总体上降低的价格。随着100G光纤才刚刚开始批量部署，这些技术增强功能将为运营商带来关键优势。

例如，围绕用于DWDM网络侧光学器件的独立式100G收发器（称为MSA模块）和用于客户端的100G CFP可插拔光学模块设计一个100G应答器。这两个模块都是按照行业标准设计的，用于100G MSA的OIF和用于客户端模块的CFP-MSA组织。这些模块的当前设计用于容纳模块内部组件的功率和散热，从而导致相对较大的设备尺寸。幸运的是，正在努力减少这些模块的尺寸和功耗，这将使100G转发器尺寸减少50％，同时降低功耗。

通往400G的道路

网络容量的增加遵循了既定且可预测的游戏计划，将通道速度从2.5G增加到10G，再增加到100G，并将WDM系统支持的通道总数从40增加到88。随着100G的引入，行业发生了变化。从传输单个数据位的非常简单的调制技术（OOK），到能够一次编码和发送多个位的更高级的相位调制技术（DP-QPSK）。与相干接收器一起，这些更高级的调制技术可实现更高的数据速率，并改善了对诸如色散（CD），偏振模色散（PMD）和光学损耗等光学损伤的补偿。这些高级调制技术的权衡在于它们需要更高的光信噪比（OSNR）。OSNR直接转换为在再生节点之前可以实现的光学距离。换句话说，调制越复杂，越强大，光学范围越短。调制技术，信道大小和OSNR要求之间的这种权衡是当前400G研究工作的核心。

业界正在评估用于400G的许多高级调制方案和通道大小，如图3所示。在100G时，该行业能够就单一调制技术（DP-QPSK）和通道大小达成协议， ITU和OIF标准组织。目前，还没有定义400G调制，但是富士通和其他行业都将重点放在两个调制选项上，即利用多个子载波信道（超信道）的DP-QPSK和DP-16-QAM。

随着100G单元的广泛普及，该行业将其研发重点转移到了400G光学器件上。同时，持续的投资和100G技术的发展将导致尺寸更小，功耗降低以及100G接口的成本降低。光学标准可确保在整个行业范围内采用通用的方法，从而可以选择更多的供应链，增加竞争并降低价格。100G的行业标准化工作被广泛认为是巨大的成功。在400G时，行业标准处于非正式讨论阶段，并在接下来的2-3年内逐步发展成为正式标准。尽管许多人认为400G标准工作已经很晚了，但它们的时限与运营商400G部署的时限是一致的，并且受到Ovum的行业研究的支持。

编辑：hfy