100GOTN解决方案

100GOTN解决方案中兴通讯学院2012年8月课程内容业务网络的发展和需求100G关键技术介绍100GOTN网络组网分析中兴通讯100GOTN产品介绍高速上网电子邮件视频在线高清电视VoIPCMMB3G/LTEIPSANVOIP企业通讯录其他宽带VPNIM多媒体会议IP流量激增，全球年增速32%；2015年全球每月流量81EB，其中90%为IP视频流量；未来5年我国干线网流量年增长率高达60-70%，5年后干线网络带宽要求将是当前的10-15倍。IPTV新兴业务发展迅猛，促使带宽高速增长IEEEP802.3ba标准定义100GE实际物理层速度是103.125Gb/s；定义了100GE的物理接口，其中用途最广泛的是100GBASE-LR4和100GBASE-ER4，它是100GWDM传输设备与核心路由器设备之间的互联接口。光调制方式选择偏振复用-正交相移键控（PM-QPSK）、光相干接收；纠错编码（FEC）技术推荐了冗余度在18-20%的软判决纠错编码（SD-FEC）；多源协议联盟（MSA）制定100G客户侧模块标准：CFPITU-TG709（0912）为100G定义了OTU4；该标准同时还定义了多种低速信号到OTU4的映射复用以及100GE到OTU4映射。100G标准制定三大组织：IEEE、ITU-T以及OIF。目前100G相关标准已基本成熟。产业发展，标准先行-100G标准已成熟OTN设备的演进与时俱进交叉颗粒：ODU1/2交叉容量：小于400G第一代OTN设备@10G交叉颗粒：ODU0/1/2/2e/3交叉容量：Tbit级别第二代OTN设备@10G/40G交叉颗粒：ODU0/1/2/2e/3/3e2/4/flex交叉容量：3Tbit以上级别第三代OTN设备@10G/40G/100G速率更高10G-40G-100G交叉容量更大交叉颗粒更丰富5路由器推动100GE业务在网络中出现IEEEP802.3ba标准定义100GE实际物理层速度是103.125Gb/s。定义了100GE的物理接口，其中用途最广泛的是100GBASE-LR4和100GBASE-ER4，它是100GWDM传输设备与核心路由器设备之间的互联接口。OTU4@Och100GE下一代骨干承载网的典型特征是：100G路由器+100G单波传输100GOTN的引入可以完全消除100G路由器部署的障碍，加速100G路由器的规模部署，提高数据业务的带宽速率。100GE路由器的出现是100GOTN的最直接驱动力，100GOTN时代到来！100GRouter平面N80x10/40G平面二80x10/40G平面一80x10/40G待调度业务待调度业务100GOTN平面40/80x100G100GRouter100GRouter待调度业务待调度业务待调度业务现有骨干网容量少（多为10G/40G），波长占用率高（大部分骨干网波长占用率在50%以上），而且平面多。多平面，多波长造成维护复杂，调度困难，业务响应速度慢，维护成本高，占用过多光纤资源等问题。骨干节点出现部分跨多平面业务调度需求时，无法做到快速响应。新出现的100GE路由器，原有网络无法承载。骨干网采用100GOTN组网将有效解决现有问题现有骨干网问题骨干网络迫切需要100GOTNeNBBBUBBUOLT小区宽带LTE基站大客户城域网需要新建更大承载能力的OTN网络新建网络需要后续支持100G线路侧建立全业务统一承载网业务多样化，多种业务接入，多种颗粒调度；LTE将部署，PON、40GPTN等将部署，并进行统一承载；单基站带宽将达200M~300M，FTTX单用户带宽将达50M以上核心层将有100G路由器业务承载需求。需要阶梯化容量的设备满足不同层次网络的需求；业务快速开通和响应；快速故障定位，提高网络可恢复性；多种颗粒级别的保护，精细化管理。业务需求管理需求城域汇聚层城域核心层城域接入层城域接入层eNBBBULTE基站BBU大客户小区宽带城域网也需要100GOTN来满足网络需求2000200520102015512k2M16/20M50/100M每用户带宽10G40G100G100GE接口100G映射封装技术100GDWDM传输技术必然趋势技术优势带宽驱动成本占优100GOTN100GOTN是面向未来的必然选择课程内容业务网络的发展和需求100G关键技术介绍100GOTN网络组网分析中兴通讯100GOTN产品介绍挑战40G100GOSNR要求增加4dBCD容限1/6PMD容限1/2.5速率升级带来巨大挑战，传统10G/40G调制码型和接收技术无法满足100G需要。100GOTN面临的问题与挑战100G采用诸多先进技术保证传输质量100GKeyTechnologies1234PMQPSK调制码型相干检测技术40nmASIC技术软判决FEC发射机采用PM-RZ-DQPSK调制支持100G长距离光传输支持50GHz波长间隔具有较高的光接收灵敏度采用复杂的电处理技术，系统PMD容限和CD容限远优于10G接收机采用相干接收ADC+DSP+SD-FEC采用相干接收比直接接收改善3dBOSNR100G调制方式—PM-QPSKCoherentRxPM-QPSK相干接收技术优势10G与40G非相干接收，需要配置TDC、EDFA、PMD补偿等，线路传输需要色散补偿100GPM-QPSK相干接收，采用电域信号处理取代原有色散补偿，使得网络部署与管理更加灵活，保护与业务调度更加便利。100G的ASIC芯片，4路30G波特左右的差分信号，需要4路采样速率约60Gb/s的高速ADC；ADC与DSP之间信号流量超过1000Gb/s，为降低功耗，ADC需要与DSP集成。SD-FEC也需要集成在ASIC芯片上，SD-FEC有大量的运算；为提高集成度，降低功耗，ASIC需要采用先进的40nm工艺。ASIC集成技术10弱1强0弱0强1011010001000100101110111判决门限置信门限置信门限交叠区前向纠错技术FEC可以降低系统对OSNR的要求，OIF建议选择软判决纠错编码；软判决可以充分利用信道输出波形里的统计信息，获得比硬判决译码更大的编码增益。SD-FEC的净编码增益可达11dB以上，比HD-FEC的净编码增益高2-3dB。SD-FEC接口类型特征100GBASE-CR1010根同轴电缆*10.3125Gb/s，传输距离7m。100GBASE-SR1010根多模光纤*10.3125Gb/s，工作光波长为850nm，传输距离100m。100GBASE-LR44波长*25.78125Gb/s，1310nm波长窗口、间隔800GHz的4波长以WDM方式复用在一个光端口内，传输距离为10km。100GBASE-ER44波长*25.78125Gb/s，1310nm波长窗口、间隔800GHz的4波长以WDM方式复用在一个光端口内，传输距离为30km/40km。IEEE定义了100GE的速率为103.125Gb/s定义了100GE的4种物理层接口，其中用途最广泛的接口应是100GBASE-LR4和100GBASE-ER4100G客户侧可热插拔光模块CFP有4波长（4*25G）和10波长（10*10G）两种CFP模块需要光集成以缩小体积、降低功耗，使其能够适应大规模商用需求客户侧接口、模块IEEE802.3ba定义的40GE/100GE接口标准。其中路由器和OTN互联最为广泛应用的是100GBASE-LR4和100GBASE-ER4。RECONCILLIATION：MAC子层术语与CGMII/XLGMII术语的转换CGMII/XLGMII：64bit,40Gb/s(XLGMII)64bit,100Gb/s(CGMII)PCS：数据编码及解编码(64B/66B)PMA：实现m个PCSLane到n个PhysicalLane的转换PMD：定义物理层信令、MDI、媒体类型，光信号子层MDI：将PMD子层和物理层的光缆相连接1.100GBASE-LR4/ER4:25GbE*4λ中短距传输（3km\10km\40km），互联的SMFLAN接口；2.100GBASE-SR10：10GbE*10λ短距离传输（100m），互联的MMFLAN接口；3.100GVASE-CR10：10GbE*10（10M），互联的铜缆接口；100GbE接口标准PM-QPSK100G产业链已成熟2009Q42010Q22010Q42011Q2•Driver•客户侧CFP•集成调制器•MUX/DEMUX•集成接收器•成帧/FEC•ADC+DSPASIC•线路侧MSA模块ITU-T的G.709（0912）为100G定义了OTU4，同时还定义了多种低速信号到OTU4的映射复用以及100GE到OTU4映射；低阶ODU到ODU4的跨级映射，使小颗粒业务到100G的复用成为可能，能够充分利用带宽定义了OTM-0.4v4。类型净荷标称比特率比特率容差OPU4238/227×99532800=104.355975330Gbit/s20ppmODU4239/227×99532800=104.794445815Gbit/sOTU4255/227×99532800=111.809973568Gbit/sODU4OPU4x1OTU4x1MappingMultiplexingOTM-0.4v4OTLCGOTLCx1OTL4.4x1/4x1OTLCx1OTL4.4x1/4OTLCx1OTL4.4x1/4OTLCx1OTL4.4x1/4OTU4的封装映射相对于10G系统，40G系统在OSNR、PMD容限等方面要求更苛刻，传输能力要远低于10G系统；而且在性能监测及保护等方面都不如10G系统；而相对于100G系统，40G的传输容量、色散容限、PMD容限都远远处于劣势；且保护能力也不如100G系统；40G标准滞后导致解决方案众多，增加器件种类，不利于规模部署、成本降低；IP业务发展趋势，GE-10GE-100GE，40GE是一种过渡技术。系统单波容量B2BOSNR容限[dB]PMD容限[ps]色散容限[ps/nm]传输代码@80Och保护10G11(NRZ)10(RZ)10(NRZ)14(RZ)800(NRZ)400(RZ)20×22dB(NRZ)30×22dB(RZ)支持复用段1+1和通道1+1保护40G13.5（DPSK）12.5（DQPSK）BOL3（DPSK）8（DQPSK）±55（DPSK）±125（DQPSK）12×22dB@DPSK16×22dB@RZ-DQPSK复用段保护倒换时间不能达到50ms100G14.5（HDFEC+PM-QPSK）13（SDFEC+PM-QPSK）BOL305000016×22dB@G.655W/ODCM18×22dB@G.652W/ODCM支持复用段1+1和通道1+1保护40GPK100G100G系统与10G/40G系统的差异引入低噪声、低功率、高增益的智能化EDFA单元凭借DSP在电层的处理，系统摒弃了DCM色散补偿单元100G系统组成会更简单，传输距离会更远纯100G系统可以提供高达8T的传输容量，解决网络带宽瓶颈；100G系统无需DCM、PMD补偿，与10G/40G混传，链路中的DCM会影响100G系统的传输性能。建设纯100G系统100G系统设计100G系统OSNR容限与40G系统相当，可以支持1500km以上的无电中继传输；色散容限+/-50000ps/nm，PMD容限30ps，传输2500km无需色散、PMD补偿；100G系统支持保护类型与10G系统一样。100G网络设计课程内容业务网络的发展和需求100G关键技术介绍100GOTN网络组网分析中兴通讯100GOTN产品介绍16*100M-2.5G2*40G1*100GODUkSwitchCoreLS4Lamda@100GLS410*10GLS4ODUkSwitc