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Whoscored中文官网 | 编译自 Effect Photonics

仅仅依靠传统的直接检测技术无法满足移动、有线和商业接入网络日益增长的带宽和服务需求，尤其是在长距离传输方面。在许多情况下，部署 100G 相干密集波分复用（DWDM）技术，对于长距离传输大量数据至关重要。

从 10G DWDM 或 100G 灰色聚合上行链路升级到 100G DWDM 光器件，可使光网络边缘的若干应用受益：

• 移动中程： 将现有上行链路从 10G 无缝升级到 100G DWDM。

• 移动回程： 将链路升级到 100G IPoDWDM。

• 电缆接入： 将光线路终端 (OLT) 和聚合电缆接入平台 (CCAP) 等终端设备的上行链路从 10G 升级到 100G DWDM。

• 商业服务： 扩展企业带宽，使其超过单通道 100G 灰色链路。

然而，网络提供商往往不愿放弃 10G DWDM 或 100G 灰色链路，因为现有的 100G DWDM 解决方案无法满足所有要求。尽管 "缩减型 "相干 400ZR 解决方案提供了所需的覆盖范围和可调谐性，但对于许多接入网络应用而言，这些解决方案证明过于昂贵和耗电。此外，大多数边缘部署中使用的中小型 IP 路由器的端口不支持常用的 400ZR 模块 QSFP-DD 外形，而是 QSFP28 外形。

相干 100ZR 如何进入移动 X-haul 领域

图 1：移动网络中途和回程 DWDM 链路简图。

从 4G 到 5G 的过渡改变了无线接入网（RAN）的结构，使其从 4G 的两级系统（回程和前传）发展为 5G 的三级系统（回程、中程和前传）：

• 前传： 有源天线单元（AAU）和分布式单元（DU）之间的部分。

• 中继： 从 DU 到集中单元 (CU) 之间的网段。

• 回程： 从 CU 到核心网络的网段。

图 2：显示并比较 4G（左）和 5G（右）接入网络构件以及这些构件之间联系的简化图。

大多数发达国家已经开始推广 5G，许多运营商将其 1G SFP 收发器升级为 10G SFP+ 设备。其中一些 10G 解决方案采用了 DWDM 技术，但许多都是单通道灰色收发器。然而，要进入 5G 部署的下一阶段，移动网络必须安装和汇聚更多的小型基站，以适应连接设备的指数级增长。

在 5G 部署的这些高级阶段，运营商必须使用更普遍的 10G DWDM SFP+ 解决方案和 25G SFP28 收发器，以经济高效的方式扩展光纤容量。这种升级将给移动回程和中程的汇聚部分带来压力，这些部分通常依赖于将多个 10G DWDM 链路汇聚成一个更高带宽组（如 4x10G）。

图 3：4x10G 链路聚合与使用单一一致性 100ZR 链路之间的比较。

不过，这种链路聚合需要拆分较大的流量，在接入环内集成起来可能比较复杂。采用单个 100G 上行链路可减少对这种链路聚合的需求，简化网络配置和操作。要进一步深入了解这种链路聚合升级的潜在市场和覆盖范围，建议查阅 Cignal AI 近期发布的 100ZR 技术报告。

电缆向 10G PON 迁移带动相干 100ZR 上行链路发展

图 4：电缆接入网中相干终端设备 (CTD) 与集线器之间的 DWDM 链路简图。

Cignal AI 的 100ZR 报告还指出，100ZR 应用的主要催化剂将是从 1G 过渡到 10G 的固定接入网络链路复用。在新的 DOCSIS 4.0 标准的推动下，人们期待已久的有线网络从千兆无源光网络 (GPON) 向万兆无源光网络 (10G PON) 的转变将体现这一趋势。该标准承诺为客户提供 10Gbps 的下载速度，因此有必要对有线电视网络进行多项硬件升级。

为了复用这些更大的 10Gbps 客户链路，有线电视提供商和网络运营商必须升级其光线路终端 (OLT) 和聚合有线接入平台 (CCAP)，使其具有 100G DWDM 上行链路。此外，许多新的光枢纽将支持多达 40 或 80 个光分配网络 (ODN)，这使得以前聚合多个 10G DWDM 上行链路的方法不足以处理增加的容量和更多的通道。

考虑到这些需求，非营利性研发机构 CableLabs 最近率先制定了 100G 相干 PON（C-PON）标准。该提案的每波长传输速率为 100 Gbps，最大传输距离为 80 千米，分光比高达 1:512。根据 CableLabs 的设想，具有 100G 功能的 C-PON 不仅将在电缆光网络汇聚中发挥重要作用，还将在移动 x-haul、光纤到大楼 (FTTB)、长距离农村地区和分布式接入网络等其他应用场景中发挥重要作用。

利用 100ZR 相干和 QSFP28 推动商业服务发展

图 5：企业与云提供商之间的 DWDM 链路简图。

无论是资源开发和测试，还是软件即服务应用程序，几乎每个组织都在某种程度上利用云。然而，有效利用云技术需要快速、高带宽的广域网连接，以确保基于云的应用程序达到最佳性能。

与有线网络一样，企业需要将现有的 1G 以太网专线升级到 10G 以太网，以满足这些要求，从而推动对 100G 相干上行链路的需求。有线电视提供商和运营商也将通过扩大业务服务的覆盖范围和容量来充分利用其升级后的 10G PON 网络。

商业和企业服务部门是 100G 相干上行链路的早期采用者，在 QSFP-DD 外形中部署了 "缩小型 "400ZR 收发器，当时它们是可用的解决方案。然而，由于 QSFP-DD 插槽也支持 QSFP28 外形，QSFP 100ZR 解决方案的出现为这些企业应用提供了更有吸引力的升级，降低了成本和功耗。

由于需要新型低功耗数字信号处理器（DSP），QSFP28 解决方案一直难以获得广泛认可，而现在 DSP 开发商和供应商正积极参与 100ZR 开发项目：Acacia、Coherent/ADVA、Marvell/InnoLight 和 Marvell/OE Solutions。这也是 EFFECT Photonics 宣布计划与 Credo Semiconductor 共同开发 100G DSP 的原因，该 DSP 最适合 QSFP28 外形尺寸的 100ZR 解决方案。

图 6：QSFP-DD 和 QSFP-28 外形在 100G 应用中的比较。

启示

未来几年，在网络边缘部署和应用 100G 相干上行链路将越来越普遍。移动接入网络中的特定用例将需要从现有的 10G DWDM 链路聚合过渡到单一的相干 100G DWDM 上行链路。

与此同时，有线网络和商业服务从 1Gbps 向 10Gbps 客户链路的迁移将成为对相干 100G 上行链路需求的主要驱动力。对于提供融合有线/移动接入的运营商而言，这些上行链路升级将为其在现有有线网络中集成更多业务服务和移动流量创造机会。

随着 QSFP28 100ZR 解决方案生态系统的扩大，生产规模也将随之扩大，从而使这些解决方案更加普及，价格更加合理。这反过来又会在接入网络中释放出新的用例。