香農極限下光傳輸的演進之路

2020-12-04 東方財富網

3月19日消息(水易)日前,市場研究公司Delloro Group副總裁Jimmy Yu撰文,以行業分析師的角度解析了面對香農極限下的光傳輸演進之路。

以下是編譯原文:

光纖帶寬並不是無限的。我知道在過去的幾十年中我們都使用過這樣的論點,即兩個埠之間通過光纖連接,您將擁有無限的容量。這也是過去我們在說服市場,光纖部署是未來的投資方向,所用過的論據。但是,幾十年後的今天,香農極限的現實像烏雲一樣籠罩著服務提供商的未來。

在全球範圍內,通過部署最新的DWDM光轉發器,服務提供商一直可以享有以較低的每比特成本來滿足客戶更高網絡容量的要求。這是一種久經考驗的方法,利用了原先光纖基礎設施的相關沉沒成本。因此,服務提供商不僅受益於每一代DWDM轉發器固有的更高容量和更低的每比特成本,而且他們還受益於在現有光纖基礎設施中的額外波長資源,而這些成本中有很多是固定的(對於租賃光纖而言)、已折舊的(對於擁有光纖基礎設施的服務提供商而言),或不存在的(對於已完全折舊的光纖基礎設施而言)。

也就是說,服務提供商越能最大化光纖基礎設施中的系統容量,則傳輸每比特的成本就越低。例如,如果一套光纖基礎設施的總成本為400萬美元,那麼第一個千兆位的成本可能為400萬美元,但是當安裝9600 Gbps時,每千兆位的成本將降至417美元(圖1)。這是成本的線性下降,直到香農極限和頻譜可用性導致光纖的容量不再增加。

不過,由玻璃和光的物理局限性為行業帶來了兩個挑戰,即延長更高波長速度的跨度距離和增加光纖容量。幸運的是,目前兩種解決方案可以幫助服務提供商至少在未來的十年內繼續降低每比特成本。

1、具有概率星座圖整形功能的800 Gbps轉發器可在96 Gbaud左右運行,這可以解決跨度距離的挑戰。對於城域傳輸,通過部署一組800Gbps線卡而不是兩組400 Gbps線卡,服務提供商將立即獲得更低的每比特成本。另一個好處是擴展範圍。圖1中未顯示的是,隨著波長速度的增加,各波長速度的未再生跨度會減小。但是,使用支持800 Gbps的線卡,400 Gbps波長將可用於延伸到數千公裡的更多光纖路徑中,從而減少了對昂貴的再生點的需求。因此,在城域和長途路由中,支持800Gbps的線卡將降低服務提供商的每比特成本。

2、擴展光纖中的可用頻譜將解決增加光纖容量的挑戰。一直以來光傳輸設備的設計是基於C波段的光纖頻譜中以4THz(80通道50GHz間隔)運行(如圖二)。隨著時間的推移和技術演進,設備製造商將其提高到4.8THz(96通道50GHz間隔)。下一代設備將毫無疑問地被設計為在6.0THz(120通道50GHz間隔)的頻譜上運行,這即是華為所稱的Super C波段。僅此一項操作就使每光纖帶寬增加了25%。因此,最大容量為38.4Tbps(每波長為400Gbps)的光纖現在可以支持48.0Tbps。以圖一中的400萬美元光纖基礎設施成本為例,每千兆的成本將從104美元進一步降低到78美元。

我們認為,未來將需要採用這些新技術,以繼續市場已習慣的每千兆位成本的下降。

作為參考,在過去十年中,DWDM長途傳輸設備的每G比特成本年均下降約20%,這是由於部署更新的,更高速度的波長所帶來的頻譜效率提高所致(圖3)。與此同時,城域WDM傳輸設備的下降速度也類似。

毫無疑問,每千兆位成本的下降是服務提供商盈利從而跟上網絡需求的關鍵要素,目前來看網絡需求的年均增長率約為35%。同樣,正如我們所看到的,對帶寬需求的持續增長為服務提供商帶來了額外的壓力。我們認為,通過上述新技術,成本下降的速度至少在未來10年仍將讓服務提供商受益。

面對香農極限,部署能夠從已敷設的光纖中提取更高價值的系統變得至關重要。上述兩項技術將在至少10年內消除香農極限所帶來的擔憂。因此,對於所有的服務提供商而言,可以稍微鬆一口氣,因為有新的解決方案正在幫助您:1)增加網絡容量,2)降低您未來的帶寬成本。

(文章來源:C114通信網)

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