隨著5G和光纖入戶的普及，視頻應(yīng)用和云應(yīng)用正如雨后春筍般快速普及，網(wǎng)絡(luò)帶寬需求快速增長(zhǎng)。而隨著DSP、硅光子和光電集成領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，使相干通訊技術(shù)的應(yīng)用大幅增加。相干DSP技術(shù)對(duì)于下一代互聯(lián)網(wǎng)的速度提升至關(guān)重要。為此，思科專門組織了一批業(yè)內(nèi)一流的開發(fā)人員，來(lái)滿足這一技術(shù)需求。通過(guò)將(思科于2021年1月收購(gòu)的)Acacia開發(fā)的DSP與思科內(nèi)部開發(fā)的系統(tǒng)方案相結(jié)合，已交付的相干光通訊端口數(shù)量超過(guò)65萬(wàn)個(gè)，根據(jù)Cignal AI發(fā)布的市場(chǎng)報(bào)告，這些端口大約占到全球已部署相干端口總數(shù)的25%。
相干技術(shù)最初出現(xiàn)在多種長(zhǎng)途骨干網(wǎng)通訊應(yīng)用場(chǎng)景中，然而隨著數(shù)據(jù)傳輸速率日益提高，相干技術(shù)的應(yīng)用范圍正逐漸擴(kuò)展到容量更大的邊緣網(wǎng)絡(luò)以及對(duì)功耗更敏感的城域網(wǎng)。展望將來(lái)，這些中、短距離接口在相干端口總數(shù)中所占的份額將越來(lái)越大。
相干DSP的設(shè)計(jì)通常要滿足兩種應(yīng)用場(chǎng)景：一種是安裝在線路卡上或機(jī)箱內(nèi)部的嵌入式模塊，另一種則用于網(wǎng)絡(luò)接口的可插拔模塊之中。由于思科在路由器平臺(tái)和光傳輸系統(tǒng)方面的DSP應(yīng)用很廣，所以我們才能深入理解嵌入式以及可插拔架構(gòu)的不同需求。這只專門組建的團(tuán)隊(duì)總共針對(duì)嵌入式模塊開發(fā)了6代DSP，針對(duì)可插拔模塊開發(fā)了3代DSP，在此過(guò)程中也積累了大量獨(dú)特的內(nèi)部設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。
靈活適應(yīng)多種傳輸距離的解決方案
嵌入式模塊采用高性能DSP，同時(shí)依托多種復(fù)雜算法，以滿足最苛刻的應(yīng)用場(chǎng)景，比如數(shù)據(jù)中心與城域網(wǎng)和長(zhǎng)途國(guó)家骨干網(wǎng)絡(luò)之間的高容量長(zhǎng)途鏈路，或者是洲際海底光纜傳輸?shù)取?/FONT>
Cisco依托Acacia Pico DSP開發(fā)的1.2T AC1200模塊就是一種嵌入式相干模塊，是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商部署在城域網(wǎng)、長(zhǎng)途骨干網(wǎng)和越洋海纜網(wǎng)絡(luò)中的一種高性能且靈活解決方案?？紤]到服務(wù)提供商要滿足的應(yīng)用場(chǎng)景和距離要求比較復(fù)雜，嵌入模塊可以通過(guò)軟件定義的方式靈活適配城域網(wǎng)優(yōu)化和長(zhǎng)途網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的多種應(yīng)用場(chǎng)景，有利于節(jié)省資本支出，降低運(yùn)營(yíng)成本。舉個(gè)例子，澳大利亞學(xué)術(shù)和研究網(wǎng)絡(luò)(簡(jiǎn)稱AARNet)正是因?yàn)樵谄涑怯颉⒋髤^(qū)和海纜網(wǎng)絡(luò)中部署了相同的NCS1004平臺(tái)，所以才能充分利用AC1200嵌入模塊的多距離優(yōu)化傳輸能力。
路由光網(wǎng)絡(luò)(Routed Optical Network)
再來(lái)看可插拔相干模塊，例如四通道小型雙密度可插拔模塊(簡(jiǎn)稱QSFP-DD)，其關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)包括體積小、功耗低、容量高。最近推出的像400ZR、OpenZR+等傳輸速率在400Gbps的新一代相干可插拔模塊則可以直接插入交換機(jī)和路由器的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口。這樣一來(lái)，運(yùn)營(yíng)商和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)就能靈活設(shè)計(jì)一系列不同的、創(chuàng)新性的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。舉個(gè)例子，思科路由光網(wǎng)絡(luò)解決方案就是通過(guò)這些400G相干可插拔光模塊實(shí)現(xiàn)的，與運(yùn)行IP流量的傳統(tǒng)光傳輸網(wǎng)絡(luò)相比，其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更加簡(jiǎn)化。
路由光網(wǎng)絡(luò)具有以下的突出優(yōu)勢(shì)
● 可以將網(wǎng)絡(luò)的總體擁有成本降低45%
● 基于開放標(biāo)準(zhǔn)，可以多廠商互聯(lián)互通
● 低功耗，400G 相干光模塊低至18W
● 消除額外的波長(zhǎng)變換器和光纖、模塊，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
● 減少相配套的機(jī)架空間和耗電
● 支持開放的北向管理接口，IP +光傳輸統(tǒng)一管控
由于400G 相干光可插拔模塊可滿足多種接口需求，并且可多廠家兼容互通，因此市場(chǎng)接受速度也不斷加快，可以說(shuō)，400G相干可插拔光模塊在整個(gè)行業(yè)的應(yīng)用也是一個(gè)重要的市場(chǎng)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
盡管Acacia公司于2014年推出的100G CFP模塊即標(biāo)志著可插拔相干技術(shù)已經(jīng)問世，但預(yù)計(jì)400G相干可插拔光模塊將進(jìn)一步擴(kuò)大可插拔相干技術(shù)的應(yīng)用。實(shí)際上行業(yè)分析師LightCounting已經(jīng)給出了預(yù)測(cè)，那就是到2025年，100G及以上的可插拔相干端口部署規(guī)模將增加超過(guò)200%。
互聯(lián)網(wǎng)帶寬批發(fā)運(yùn)營(yíng)商Telia Carrier已成為2020年首批使用思科路由光網(wǎng)絡(luò)(Routed Optical Networking)的新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的主流運(yùn)營(yíng)商之一。
在該網(wǎng)絡(luò)中，運(yùn)營(yíng)商的路由器將通過(guò)波分復(fù)用(WDM)鏈路與400G ZR可插拔光模塊逐跳連接。通過(guò)簡(jiǎn)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，Telia Carrier將受益于不再需要分別管理光傳輸網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)就可以在120公里的距離內(nèi)提供400 Gbps的連接性。
相干DSP在推動(dòng)光傳輸速率的提升以及新能力的廣泛應(yīng)用上發(fā)揮了重要作用，這種推動(dòng)作用未來(lái)仍將繼續(xù)。從迄今為止已交付的思科/Acacia DSP端口數(shù)量來(lái)看，很明顯，這項(xiàng)技術(shù)能讓網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商以簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的方式滿足全球?qū)Ω邘挼男枨?。我們將通過(guò)DSP、硅光子、集成以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面的不斷提升來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
作者：蔣星
思科解決方案架構(gòu)師
（轉(zhuǎn)載）
