波分技术知识及100G系统交流材料

100GE的城域网典型架构
100GE光纤直驱和传输系统承载的比较
100GE光纤直趋（路由器） 距离 节能减排 扩容升级 网络安全 维护 带宽承载效率 时间同步 资源 成本 受限（40km） 无源 在光纤资源充分的前提下较为容易 无法提供自动保护 故障处理时间较长 只能对路由器业务进行汇聚，带宽效率低 需要路由器支持1588v2 移动城域光缆资源受限 一次性投入，较低 传输系统承载100G业务 几百公里 消耗较大：机房、电源和配套 少量业务较容易，涉及线路扩容较 为复杂 多种保护机制 易于故障定位和排除 统一平台，可以汇聚100G以下的所 有设备的业务，带宽效率高 通过带内/带外两种方式实现 机房资源受限 根据业务需求分期投入，较高
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什么是波分复用？
波分复用（WDM：Wavelength Division Multiplexing）是在一根光纤中同时传输多波长光信号 的一种技术。
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λ
OTN是指为客户信号提供在波长/子波长上进行传送、复用、交换、监控和保护恢复的技术；在点 对点WDM线路系统基础上，增强节点汇聚和交叉能力、组网保护和OAM管理能力，其吸收了SDH 和WDM的优点，具备完善的保护和管理能力，目前已成为大颗粒宽带业务传送的主流技术。 主要特征有：
Estructura Logia de la Red IP
提纲 波分基础知识 100GOTN技术 广东移动采用100G设备介绍
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100G系统应用场景100G WDM/OTN的工 Nhomakorabea应用需求
• 传输距离需求 – 长途骨干网要求：无电中继传输距离至少达1000~1500 km – 城域核心网要求：无电中继传输距离至少达300~400 km 传输容量需求 – 长途骨干网：主流应用C波段已是80 波系统，因而100G WDM 系统必须支持50GHz 波长间隔， 与现有10G波分系统相同 – 城域应用：部分系统可以降低到100GHz 波长间隔 ，即40波系统 应用需求 – 兼容现存的波分系统架构和设计规则 – 可在现有光纤通信系统上进行升级，无需更换新型光纤或光放大器 – 色散容限和偏振模色散容限不低于10G WDM 系统的容限 组网需求： – 长途骨干网：至少可支持6个以上ROADM（可重构型光分插复用设备）级联 – 城域网：至少可支持20个以上ROADM级联 成本需求 – 100G波分系统相比10G在成本/速率/距离上应有优势 – 100G WDM系统规模应用价格低于10个10G价格 功耗 – 100G波分系统相比10G在功耗/速率以及设备集成度上应有优势 要完全实现以上需求，必须采用相干通信技术，加强系统消除传输损伤的能力 100G信号速率对目前电芯片来说仍然太高，可通过多电平调制、偏振复用、多波并行传输等技术组合 将100Gbps信号速率降为25G波特率或更低
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WDM
n
单波长系统 波分复用系统
什么是波分复用？
波分的形象比喻：
加油站
高速路
巡逻车
波分系统分为主信道和监控信道，主信道相当于在告诉公路上行走的汽车，而监控信道 就相当于1辆巡逻车，主信道与监控信道是独立的。
波分复用的原理
利用波分复用器（合波器）在发送端将不同波长的信息光载波合并在 一起送入一根光纤进行传输，在接收端，再由另一波分复用器（分波器） 将不同的光载波分开。
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100G系统演进路径
演进路径一 10G100G 演进路径二 10G 40G 100G
100G试验网
规模建设100G
图例 10G
建设100G
建设40G
40G 100G 2017年
2011年
2012年
2013年
2014年
2015年
2016年
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演进路径一:部分系统采用沿用目前10G系统，跨过40G直接建设100G 的方式 – 本方案的演进受带宽和投资两大关键因素主导。既需要考虑10G系统能够
华为
OSN 6800/8800 /9800
MSTP/SDH/PTN
MSTP/SDH/PTN/综合路由器
OTN / WDM
3G/4G 基站
AG
专线
宽带接入
存储备份
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对于城域/本地网的中小颗粒业务，采用基于“MSTP/PTN/综合接入路由器”的ASON设备进行承载 对于干线、城域/本地网的大颗粒宽带业务，采用基于“OTN/WDM”的ASON设备进行承载
波分技术应用场景（2）
大客户互连专线 省网 移动网元 增值业务平台 IP专网 CMNet骨干网 OTN 大颗粒、长距离、交叉调度 公众网 城域骨干层 精品网 核心层：大容量、少节点、无级联 OTN 大颗粒、长距离、交叉调度 业务接入控制层：轻载、差异化 SR 接入汇聚层 OTN 大颗粒、灵活调度，高可靠 PTN/综合路由器 差异化、高可靠，高OAM 业务接入控制层：单边缘，集中化 BRAS 大客户互连专线 互联网业务
MUX 1 客户侧 100GbE 接口技术
REG
DEMUX
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100GbE 封装映射技术
3
100G 线路传输技术
100G传输方案包括3个关键技术-接口技术
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OTU4 可以通过20个逻辑lane进行比特复用的方式分发到10 个lane并行的与光模块的接口上 MLD 在IEEE 802.3ba 40GE/100GE 中有定义，也被引入到 OTU4 与100G 光模块的标准中，与100GE 光电接口相同 此机制已被G.709 Amd3 接纳作为附录
波分技术知识及100G系统交流材料 100G 关键技术原理
客服培训
2012年10月27日
提纲 波分基础知识 100GOTN技术 广东移动采用100G设备介绍
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波分技术应用场景（1）
省干

MSTP/SDH/PTN
OTN / WDM

ASON （ GMPLS）
中继层
OTN / WDM

汇聚接入
100G传输方案包括3个关键技术-映射封装技术
100GE适配到OTN时，可映射到OTU4中，也可反向复用到OTU2/3之中。 根据100GE接口的具体实现形式，存在多条封装映射路径。
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40GE/100GE 的映射路线
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100GE 可以用比特透明的方式映射到ODU4 100GE 可以用Multi-lane Independent 映射方式映射到ODU2e-10v 40GE 可以通过transcoding的方式映射到ODU3 40GE 或4×10GE 可以通过lane independent 映射方式映射到ODU3e2
RO AD M
2*GE
ROADM
ROADM
ROADM
•GE直接占用波长，需要 8 ROADM 波
2*GE
•采用TMUX：需要 4 波； •OTN：1 波
4. 子速率汇聚、疏导 • 节约波长 •去掉SDH层面，节约投资
5. OAM： • 丰富的开销，完备的故障 和性能管理机制 • 降低维护成本
传统波分与OTN比较
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OTN支线路分离，所有的业务接口变化都不影响线路侧的投资 OTN通过系统的电层交叉，提高了单波长的利用率，等效地提高了系统容量 减少备件数量，从传统波分的M*N到OTN的M+N，减轻维护压力
OTN技术主要优点
充分利用光纤的巨大带宽资源，实现超大容量传输； 节约光纤资源，节约线路投资； 各通道透明传输、平滑升级扩容； 可利用EDFA实现超长距离传输； 多业务汇聚和低速业务汇聚； 系统可靠性高（主要是光电器件可靠性高）； 可组成全光网络。高度的组网灵活性，经济性和可 靠性；
城域WDM网络100G技术选择-场景二
场景二：基于10G OTN网络的扩容升级
• 在现有40G网络上，可以新增100G线卡，实现100G业务在 40G网络的平滑扩容
城域WDM网络100G技术选择-场景三
场景三：新建100G网络
• 对于新建100G网络，建议直接建设DCM Free的纯相干网络， 优点是：网络延时小，网络结构更简单，成本低 • 通过多业务承载OTN实现小颗粒业务在100G相干网络的全业 务接入
城域网业务种类繁多，环境差异较大，因此100GE直趋，传输系统承载 100G都存在应用场景。
提纲 波分基础知识 100GOTN技术 广东移动采用100G设备介绍
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广东移动二干系统采用100G系统情况

从2014年开始至今，广东移动已经建设了6个100G的OTN系统，广州长长、 深圳长长和珠东环系统各两个，其中3个采用烽火FONST 6000系列设备，3 个华为采用华为OSN 9800系列设备。
Nivel de Core
Nivel de Borde
1. 端到端业务调度 • 波长调度 • 子波长调度
2*GE 2*GE
10G POS 10GE 40G POS 100GE
X C
OTU2
2. 保护 • 提供50ms快速保护 • SNCP和环网保护能 够提高效率
子网A 子网B 子网C
3. 支线路分离 •提高接入业务灵活性（多业 务接入） •保护投资和快速开通
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城域网接口
– 核心层部分采用100G端口收敛来 自汇聚层、接入层的GE，10GE 和40GE
40GE/100GE 接口标准: 802.3ba
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城域网中核心网部分的路由器有 可能直接采用100GE端口互联
城域WDM网络100G技术选择-场景一
场景一：基于10G OTN网络的扩容升级
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在现有10G网络上，新增100G线卡，通过OTN交叉，将支路小颗粒业务汇 聚到100G线卡上，从而实现10G OTN网络到100G的扩容改造 改造后的网络，可以支持多业务接入，同时传输容量增大到原有网络的10 倍

广东移动计划今年开始进行大规模干线层面的100G系统建设，计划至明年 中100G系统覆盖全省各片区。
华为100G设备-OSN 9800设备介绍
烽火100G设备-FONST 6000设备介绍
各厂商100G WDM/OTN产品比较
厂家 设备型号 调制码型 差分接收 sDQPSK （OPFDM-DQPSK） PM-QPSK 目标距离/ 系统规格 1200km+ 1200km+ 4×22dB 16×22dB w/0 DCM 8×22dB w DCM 12×22dB(G.655) 16×22dB(G.652) 1500km 1200km+ 21×80km 2000km+ 平均DGD 容限 5ps 25ps 10ps 30ps 20ps+ 30ps 30ps 30ps 30ps 商用时间
OTN（电+光交叉+GMPLS）
• 实现光层面的调度（光－光） • 引入GMPLS控制平面，实现 ASON功能。
点对点、大颗粒 、长距离传送
2.5G×16
2.5/10G×40
10/40G×40/80
100G×40/80
OTN技术概念
什么是OTN （OTN即光传送网， Optical Transport Network）
波分技术的演进历程
控 制 平 面 GM PL S
客户接口适配 客户接口适配 OTH电交叉 线路接口适配 合分波 子速率T-MUX G.709线路适配 合分波
客户接口适配 OTH电交叉 子速率T-MUX
G.709线路适配 ROADM
传统WDM
OTN（G.709+电交叉）
• 增强了OAM管理功能 • 加入电交叉模块实现 支线路分离 • 实现基于ODUK的波长 和子波长保护，保护方 式多样。
承载日益增长的带宽需求，又需要考虑 100G商用化的程度，是否具备规 模建设的经济性。
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演进路径二:采用规模建设40G系统，平稳演进至100G的方式
– 本方案由于较早建设40G，因此带宽增长给网络带来的压力较小，演进路 径主要受投资因素主导。需要衡量100G相对40G的投资经济性。
100G传输方案包括3个关键技术
100G传输方案包括3个关键技术-调制复用技术
• 高速率大容量是WDM系统的最终发展趋势 • 调制复用方式： – QPSK； – 偏振复用； – 接近于10Gb/s系统的传输性能。
主流技术: 相干xx-QPSK
光调制速率： 28Gb/s
100G技术在城域网的应用场景
• 对骨干层接口
– 城域网作为骨干网连接的两个连 接端点用户，路由器引入了100G 端口， 骨干网势必要出100G传输