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SDN离光器件行业有多远?

http://www.c114.net ( 2014/8/25 16:24 )

过去的几年来,关于SDN(软件定义网络)的研究和讨论正如火如荼的进行,各方互联网电信大佬和新贵们纷纷将目光转向这个新的技术领域。SDN究竟有何等创新的设想、如何给互联网和电信网都带来了新的生机呢?这样一个在数据中心领域大行其道的技术,离光器件行业又有多远呢?

SDN产生于互联网,最初的产生是为了解决互联网的问题:希望解决现有互联网僵化、用户难以根据需求进行灵活编程的问题。它的典型模型包括三层结构:设备层,控制层和应用层。SDN的几个重要特征包括:

(1)设备层:通用的转发设备能够根据实际需要而“变身”成不同的传统网络设备。

(2)管理层:控制软件可统一的为业务应用呈现整个网络的逻辑拓扑视图,便于实现面向业务的网络管理和集中的路由控制。

(3)应用层:网络的可编程性成为内在特征。网络由基础设施转变成了服务提供平台和技术创新平台。

SDN目前的常见应用场景主要是在数据中心领域,包括:

(1)在数据中心网络的应用:数据中心网络SDN化的需求主要表现在海量的虚拟租户、多路径转发、VM(虚拟机)的智能部署和迁移、网络集中自动化管理、绿色节能、数据中心能力开放等几个方面。

(2)数据中心互联:引入SDN的网络可通过部署统一的控制器来收集各数据中心之间的流量需求,进而进行统一的计算和调度、实施带宽的灵活按需分配、最大程度优化网络、提升资源利用率。

(3)校园和企业网用户:主要需求表现在需要网络的灵活性高以及定制化的需求。

(4)互联网公司业务部署:利用SDN实现差异化的路径计算、流量控制和服务,为用户提供更好体验。

目前SDN最成功的案例是:2012年Google宣布在其数据中心之间应用了SDN技术,将数据中心之间的链路利用率提升至接近100%。

以上这些,唱主角的好像都是互联网企业和网络设备商们,传统的光器件行业好像都没有登台表演的机会。实际上是这样吗?光网络作为互联网以及电信业务传输的载体,它的容量以及灵活性大大的影响着网络的整体性能。因此,这些年,我们看到光网络的传输容量发展迅速:DWDM系统单通道的传输速率迅速的发展到100Gb/s、400Gb/s以及1Tb/s。而网络的智能性和灵活性发展相对落后:数据业务的OTT大大限制了电信网络的盈利能力。因此通信网络非常需要引入SDN对网络进行改造。光传送网是是整个网络的最底层,与数据交换层相对独立,因此以往提出的ASON的概念虽然可以控制光网络层,但是无法建立起与业务的联系,在业务和应用面前显得非常僵化。

因此软件定义光网络(SDON)或者传送软件定义网络(TSDN)被提出,建立起了光器件行业与SDN的直接联系。在2014年的OFC论文中对SDON也有很多文章进行论述。

SDON的主要优点表现在:

(1)光交换的低成本;

(2)通过控制光层器件,提高系统传输性能;

(3)通过集中控制提高光网路的效率和利用率;

(4)通过与应用层建立联系,按需提供带宽和其它资源。

通过光传送网SDON的实现,我们将看到整个网络各层之间的界限已经被打通,一个更灵活高效的网络将会实现。

在实现SDON的过程中,哪些关键器件将起到重要作用呢?

光传送网从点到点的WDM结构发展到由ROADM构成的环形和各种结构的网络,主要的光器件包括:光收发模块、WDM、光放大器(EDFA 、Raman放大器)、ROADM、色散补偿模块等等。

因此,灵活可控制的智能光传输的需要的光器件主要有:

(1)灵活的光收发模块:可以对发光波长、功率、调制格式等进行控制;

(2)灵活的光放大器:可以对增益、输出功率、增益斜率等其它参数进行调节;

(3)灵活的ROADM:基本要求是对任意波长,任意方向的灵活上下功能。

(4)以可以监控光网络性能的OPM:准确检测信号的波长、功率、OSNR以及调制格式等参数。

目前这些器件的发展水平已经基本可以满足灵活网络的需求。其中,光收发模块10Gb/s速率以下光收发模块基于可调谐的激光器技术可以做到波长和功率的可调谐功能,在40Gb/s、100Gb/s 、400Gb/s以上速率由于采用的调制格式基本是基于mQAM(2,4,16,64...)的格式,因此可以通过基于动态星座图映射和多电平IQ调制实现xPSK和xQAM多种调制格式的任意组合及切换,还可以基于网络的实际需求打开或者关闭功能模块,并配置算法参数,以此调整芯片运行功耗,最大程度减少能耗需求。EDFA和Raman放大器的技术的发展也相当成熟。ROADM的核心器件WSS也发展到一定阶段,在满足50GHz通道间隔任意波长上下功能以外,灵活栅格功能的WSS也已经实现。12.5GHz的设置精度,可以满足发射端不同调制格式对频谱带宽的需求,也可以通过按需提供通道带宽最大程度的提高频谱利用率。OPM器件的OSNR测试是一个难点,尤其是对于100G DWDM系统。

EDFA Array

OPM

WSS

光迅科技的100G OPM已经配合多家重点客户完成集采认证,在传统的OPM基础上软件实现,兼容40G/100G速率OSNR测试。WSS可以提供50GHz通道间隔1×9的产品,灵活栅格WSS正在开发。另外,针对灵活光网络中上下波比较频繁的特点,光迅科技的EDFA Array 产品在瞬态的控制上进行了精确优化,大大提高系统的稳定性。所有这些器件,都将在SDN网络中发挥重要的作用。

作者:光迅科技 曹丽 江毅   来源:C114中国通信网

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