近年來，云計算、物聯網、移動互聯網等網絡和業務應用方興未艾，對底層的傳送網提出了很高的帶寬和承載需求，今年以來，工業互聯網等新的理念和應用也不斷涌現，對網絡的帶寬、業務快速提供、網絡靈活性等方面都提出了更高的需求。從CNNIC的資料顯示，我國的國際出口帶寬截止2014年12月已經達到4.118Tbit/s，年均的復合增長率為20.9%，這樣的增長趨勢是非常可觀的。傳送網在過去的十余年中在容量增長方面已經取得非常大的進步，從單通路10Gbit/s到40Gbit/s到現在的100Gbit/s，通路數也從8路，16路，32路增加到目前現網使用的80路，同時具有160路的能力，持續強勁的業務需求將進一步推動和促進光通信的方面，為了滿足業務網絡的大帶寬需求，光通信在高速和全光靈活演進方面近年也都取得了較大進展，我們將從100G和超100G發展，ROADM應用等方面進行探討。

　　干線100G技術和設備成熟，城域100G前景可期

基于100G的WDM和OTN技術在過去幾年中已經逐步走向成熟，從應用和產業發展來看，從2010年左右開始各運營商都非常重視100G技術的發展，在2012年三大運營商均開展了100G技術的實驗室測試和評估，大大地促進了100G技術的發展，同年，中國教育和科研網在干線上率先采用了100G設備。經過多年努力，2013年成為100G技術在運營商市場上的商用元年，中國電信采購了約2500個OTU，中國移動采購了約2000個OTU，中國聯通也在兩條線路上開展了時延，隨著100G技術的應用和在現網中表現良好，2014年運營商加大了在100G領域的投入，特別是中國移動采購的OTU已經接近10000個，2015年各家運營商都普遍開展相關系統建設，經過這幾年的系統建設，中國市場已經成為全球100GWDM/OTN的最大的市場，但是在實際應用中也發現產業鏈頂端的高速器件和芯片仍受制于人，隨著多次招標的開展，也看出存在同質化競爭加劇的問題，惡性價格戰也將損害產業鏈整體利益

從技術角度來看，通過多輪的測試完善和實際現網應用的考驗，100G設備在業務、組網、時鐘、網管、保護、性能指標等方面表現穩定，實驗室測試模型傳輸距離超3000km。集成度也不斷提高，隨著光器件和模塊技術的成熟，以及設備交叉容量的增長，100G設備客戶側和線路側端口集成度提升明顯，單槽位400G集成度逐步成為主流。在100G的相干CFP方面進一步提升集成度和功耗性能，線路側相干CFP實驗室測試傳輸距離超1000km，功耗降低30%，光模塊集成度提升明顯。但是，在實際工程部署中面臨功耗散熱等問題，目前80波滿配系統功耗超20000W，在實際應用中對機房供電、散熱和運維等帶來諸多問題，亟待改進；而干線應用中也面臨著OTN電交叉容量進一步提升的需求，受到槽位數、背板容量、散熱等技術瓶頸的限制，30T以上交叉容量有可能采用類似集群路由器的實現方案，但是同樣也面臨著散熱等各方面的問題，為此，不同的設備制造商也針對此提出不同的解決方案。

100G技術已經在干線網規模商用了，在城域范圍內，LTE回傳和數據中心互聯等業務逐步加大了帶寬方面的需求，預計城域核心層在未來2~3年將逐步引入100G技術，目前規模商用存在的主要障礙仍是價格、集成度和功耗。長期而言相干100G是主流方案，不排除短期成本優勢使得直接檢測100G技術獲得一定商用部署。在業務熱點地區甚至可能率先引入200G/400G技術。100G進城為新一代F-CDC-ROADM打開市場，2015年3月，Verizon宣布采用Ciena(6500)和Cisco(NCS4000)分組光學平臺進行城域100G部署，F-CDC-ROADM技術首次規模商用，同月，阿爾卡特朗訊公開宣布Verizon將采用其最新的F-CDC-ROADM技術來升級其超長距光傳送網。

超100G標準穩步推進，測試評估逐步展開

超100G的技術標準在IEEE、ITU-T和OIF都在進行，IEEE主要開展客戶側接口400GE的標準化工作，根據2014年5月中間會議的結論，計劃標準草案D1.0在2015年1、2月份推出，根據今年的實際標準起草進度來看，D1.0沒有按期推出，標準制定的實際進展比計劃推遲，具體推遲的時間段目前尚無明確結論。在草案中關于SMF的具體光接口技術方案目前爭議較大，同時影響其他參數選擇，存在NRZ、PAM4、DMT（僅限定在10km）等多種制式。

ITU-T主要制定超100GOTN有關的標準，其中OTUCn結構特性和使用方法初步確定，OTUCn采用類似SDH的復用結構：OTUCn（RS段層）、ODUCn（MS段層）、ODUk（LO/HOODU），其中OTUCn和ODUCn僅點到點連接，不支持基于ODUCn的交叉。同時OTUCn速率/開銷/映射復用進一步明確，主要體現在ODUCn增5G時隙；低于5G信號直接映射到5G時隙，不經過低階ODUk復用；超100GCBR信號（如400GE）通過BMP映射到ODUflex；在OTN的IaDI和IrDI之間傳輸。OIF（光互聯論壇）的物理和鏈路層工作組負責高速物理接口協議研究和制定工作，OIF PLL工作組在完成第1代DWDM長距離傳輸的發送模塊和相干接收機規范后，對于100G光模塊應用起到非常重要的推動作用。

目前OIF正在開展第2代DWDM長距離傳輸的相干接收機規范(oif2013.054.01)、CFP2ACO相干接收光模塊規范（oif2014.006.10，strawballot)以及相關的ICR（oif2014.186.07,strawballot）、城域100G發射機（oif2014.100.05，擬straw ballot ）400G白皮書（ oif2015.100.00 ）等項目。同時它會繼續開展超短距、短距應用的56G高速電接口標準制定（傳輸距離從幾cm到1m）。

國內三大運營商也非常關注超100G技術的發展和測試評估，目前相關的測試評估工作主要集中在400G速率。中國移動在2014年率先啟動400G多設備廠家和多光纖類型實驗室測試，驗證了4x100G-QPSK(@125/150GHz)和2x200G-16QAM(@75/100GHz)兩種技術方案，在現網完成了西安-鄭州-信陽兩種光纖的現網測試，結果表明目前16QAM技術難以滿足省際干線傳輸需要。中國電信2014年下半年完成400G技術實驗室測試，對傳輸能力、系統余量、傳輸代價等指標進行驗證。中國聯通對400G技術仍處于跟蹤調研階段，2015年有望開展400G測試，直接在現網驗證實際傳輸能力。從目前的技術與發展和商用產品驗證來看，400G將成為高速傳輸領域新熱點，原型設備形式多樣，測試和試點應用廣泛開展，標準化工作穩步推進。對于400G的調制格式，從技術的演進和網絡的需求來看，今后應重點關注16QAM和8QAM，可以在線路容量和傳輸距離之間取得均衡。

400Gb/s技術的商用化前景受帶寬需求、100G部署及技術標準等多種因素影響，2016年市場定位將趨于清晰。而比400G速率更高的1Tb/s技術在波特率、子載波數、調制格式、FEC算法等方面選擇與折中復雜，仍處研究階段，技術路線選擇尚不明朗。

ROADM技術逐步發展成熟，未來應用可期

ROADM技術出現已經多年，在十余年前已經有相關的產品面世，業界對于波長阻斷(WB)型、平面波導（PLC）型波長選擇開關（WSS）型等不同的ROADM技術做了比較和選擇，目前認為WSS型的ROADM是主流選擇，經過多年的發展完善，ROADM技術可支持多種按需靈活配置新型功能，模塊維度最高已達20，40維的模塊也已經開始預研，同時在無色、無方向、無沖突、靈活柵格等功能特性方面的支持程度越來越好，為了保證全光系統的可控可管性，主流模塊廠家逐漸推出了性能監控模塊，隨著100G等新型調制碼型和FEC等技術的出現，基于相干的100G和高增益FEC等顯著延伸了ROADM光層組網距離，為了實現大容量傳輸，傳輸帶寬持續增長也使得ROADM基于光層穿通的中繼成本優勢更加凸顯。

ROADM技術在國外已經得到廣泛應用，在北美、歐洲的干線網和城域網中都有非常多的應用場景，但是ROADM技術本身在我國的應用部署還是比較緩慢，三大運營商除在干線局部節點采用ROADM上下波長外，公開報道采用ROADM組網的案例很少，典型如幾年前陜西移動的ROADM省干組網。最近也有專家提到在上海電信和江蘇電信也建設了類似的網絡，但總體來說占比較小，從集團層面來看運營商目前尚未就ROADM技術引入和規模建設公開做出規劃部署。但從ROADM多年來在技術、功能和性能方面的逐步改進，為ROADM技術應用奠定了基礎，結合網絡的實際需求，預計2-3年內省際干線傳送網主要以部分穿通節點上下路波道為主，延續現有的應用格局。省內干線除了跟省際干線類似的組網方式之外，也將采用ROADM和電交叉結合的多樣化的節點方式。隨著業務需求的逐步加大，城域100G的應用也會逐步增多，ROADM在城域傳送網核心層的應用競爭力將逐漸凸顯。ROADM逐漸引入需要一個過程，ROADM在網絡中可采取逐步引入的策略，2-3年以后有望大規模部署，頻率利用方面預計50GHz間隔或靈活柵格將占據主導。同時，SDN技術的持續發展也將從應用角度推動ROADM部署。

綜上，從高速傳送網技術的發展來看，100G技術已經在干線規模應用，城域應用前景可期，還需在低成本、靈活性方面進一步加強；超100G標準處于穩步推進的過程中，400G測試評估已經展開；ROADM技術和應用進一步發展，在低功耗、成本和靈活性方面有優勢，國內的應用需進一步推動。

作者簡介：

張海懿，現任中國信息通信研究院（原工業和信息化部電信研究院）通信標準研究所傳送與接入研究部主任。1996年畢業于北京郵電大學，獲碩士學位。長期從事光傳輸系統以及電信傳送網絡體制標準、運營商的技術咨詢等研究工作，具有豐富的主持大型網絡設備技術評估和現網驗收經驗。已發表技術文章數十篇，曾獲國家科技進步二等獎三次，中國通信標準化協會科學技術一等獎兩次。目前主要從事高速光通信、OTN和PTN等光傳送網技術和標準研究。

趙文玉，現在中國信息通信研究院（原工業和信息化部電信研究院）通信標準研究所傳送與接入研究部工作，高工，主要從事40G/100GWDM、OTN等高速光傳送網技術研究、標準制定以及系統測試評估等工作。

賴俊森，現在中國信息通信研究院（原工業和信息化部電信研究院）通信標準研究所傳送與接入研究部工作，工程師，主要從事40G/100GWDM、OTN等高速光傳送網技術研究、標準制定以及系統測試評估等工作。