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思科與Acacia攜手交付超65萬個相干光通訊端口 占全球已部署相干端口總量約四分之一

2025China.cn   2021年09月02日

  隨著5G和光纖入戶的普及,視頻應用和云應用正如雨后春筍般快速普及,網絡帶寬需求快速增長。而隨著DSP、硅光子和光電集成領域的技術進步,使相干通訊技術的應用大幅增加。相干DSP技術對于下一代互聯網的速度提升至關重要。為此,思科專門組織了一批業內一流的開發人員,來滿足這一技術需求。通過將(思科于2021年1月收購的)Acacia開發的DSP與思科內部開發的系統方案相結合,已交付的相干光通訊端口數量超過65萬個,根據Cignal AI發布的市場報告,這些端口大約占到全球已部署相干端口總數的25%。

  相干技術最初出現在多種長途骨干網通訊應用場景中,然而隨著數據傳輸速率日益提高,相干技術的應用范圍正逐漸擴展到容量更大的邊緣網絡以及對功耗更敏感的城域網。展望將來,這些中、短距離接口在相干端口總數中所占的份額將越來越大。

  相干DSP的設計通常要滿足兩種應用場景:一種是安裝在線路卡上或機箱內部的嵌入式模塊,另一種則用于網絡接口的可插拔模塊之中。由于思科在路由器平臺和光傳輸系統方面的DSP應用很廣,所以我們才能深入理解嵌入式以及可插拔架構的不同需求。這只專門組建的團隊總共針對嵌入式模塊開發了6代DSP,針對可插拔模塊開發了3代DSP,在此過程中也積累了大量獨特的內部設計經驗。

  靈活適應多種傳輸距離的解決方案

  嵌入式模塊采用高性能DSP,同時依托多種復雜算法,以滿足最苛刻的應用場景,比如數據中心與城域網和長途國家骨干網絡之間的高容量長途鏈路,或者是洲際海底光纜傳輸等。

  Cisco依托Acacia Pico DSP開發的1.2T AC1200模塊就是一種嵌入式相干模塊,是網絡運營商部署在城域網、長途骨干網和越洋海纜網絡中的一種高性能且靈活解決方案。考慮到服務提供商要滿足的應用場景和距離要求比較復雜,嵌入模塊可以通過軟件定義的方式靈活適配城域網優化和長途網絡優化的多種應用場景,有利于節省資本支出,降低運營成本。舉個例子,澳大利亞學術和研究網絡(簡稱AARNet)正是因為在其城域、大區和海纜網絡中部署了相同的NCS1004平臺,所以才能充分利用AC1200嵌入模塊的多距離優化傳輸能力。

  路由光網絡(Routed Optical Network)

  再來看可插拔相干模塊,例如四通道小型雙密度可插拔模塊(簡稱QSFP-DD),其關鍵優勢包括體積小、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和路由器的標準網絡接口。這樣一來,運營商和互聯網企業就能靈活設計一系列不同的、創新性的網絡架構。舉個例子,思科路由光網絡解決方案就是通過這些400G相干可插拔光模塊實現的,與運行IP流量的傳統光傳輸網絡相比,其網絡架構更加簡化。

  路由光網絡具有以下的突出優勢

  ● 可以將網絡的總體擁有成本降低45%

  ● 基于開放標準,可以多廠商互聯互通

  ● 低功耗,400G 相干光模塊低至18W

  ● 消除額外的波長變換器和光纖、模塊,簡化網絡架構

  ● 減少相配套的機架空間和耗電

  ● 支持開放的北向管理接口,IP +光傳輸統一管控

  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,因此市場接受速度也不斷加快,可以說,400G相干可插拔光模塊在整個行業的應用也是一個重要的市場轉折點。

  盡管Acacia公司于2014年推出的100G CFP模塊即標志著可插拔相干技術已經問世,但預計400G相干可插拔光模塊將進一步擴大可插拔相干技術的應用。實際上行業分析師LightCounting已經給出了預測,那就是到2025年,100G及以上的可插拔相干端口部署規模將增加超過200%。

  互聯網帶寬批發運營商Telia Carrier已成為2020年首批使用思科路由光網絡(Routed Optical Networking)的新網絡架構的主流運營商之一。

  在該網絡中,運營商的路由器將通過波分復用(WDM)鏈路與400G ZR可插拔光模塊逐跳連接。通過簡化的網絡架構,Telia Carrier將受益于不再需要分別管理光傳輸網絡和IP網絡就可以在120公里的距離內提供400 Gbps的連接性。

  相干DSP在推動光傳輸速率的提升以及新能力的廣泛應用上發揮了重要作用,這種推動作用未來仍將繼續。從迄今為止已交付的思科/Acacia DSP端口數量來看,很明顯,這項技術能讓網絡供應商以簡單經濟的方式滿足全球對更高帶寬的需求。我們將通過DSP、硅光子、集成以及創新設計方面的不斷提升來實現這一目標。

  作者:蔣星

  思科解決方案架構師

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