光传输的前进之路--挑战香农的极限

  ICCSZ讯（编译：Nina）光带宽不是无限的。在过去的几十年中，我们都使用过这样的论点--通过在两点之间放置光纤连接，您将拥有无限的容量。当我们说服市场光纤部署是值得的投资时，该观点是所有人的有力论据。然而，几十年后的今天，香农极限的现实像乌云一样笼罩着服务供应商的未来(实际上的乌云，而不是数据中心云)。

  一直以来，全球的服务提供商通过部署最新的光学DWDM转发器，实现以较低的每比特价格满足客户对更高网络容量的需求，从而从中受益。这是一种久经考验的方法，它利用了与光纤和放大器(通常称为光纤基础设施)有关的沉没成本。因此，服务提供商不仅受益于每个新一代DWDM转发器更高的容量和更低的每比特成本，而且他们还受益于在现有光纤基础设施中部署这些额外的波长，这些现有光纤基础设施的大部分成本是固定的(对于租赁光纤而言)、已折旧的(对于拥有光纤基础设施的服务提供商而言)，或不存在的(对于已完全折旧的光纤基础设施而言)。这样做的好处是，在光纤上每增加一比特，传输的每比特成本就会降低。

  即使是在绿地(Green Field)部署中，服务提供商越能最大化光纤基础设施的容量，则传输的每比特成本就越低。例如，如果光纤基础设施的成本为400万美元，那么第一个Gigabit的成本可能为400万美元，但是当容量提升至9600Gbps时，每Gigabit的成本将降至417美元(参照图一)。改成本的下降是线性的，而且可以持续下滑直到香农的极限和频谱可用性问题导致光纤的容量不能再增加。

  这种由玻璃和光的物理局限性引起的极限为行业带来了两个挑战--延长更高波长速度的跨度距离和增加光纤容量。幸运的是，两种解决方案可以帮助服务提供商继续至少再降低十年的每比特成本。

  第一种解决方案：具有概率星座整形功能的800Gbps转发器可在96Gbaud左右运行，解决了挑战之一--延长跨度。对于城域跨度，通过部署一组800Gbps线卡而不是两组400Gbps线卡，服务提供商将立即受益于更低的每比特成本。第二个好处是扩展距离。图一中未显示的是，随着波长速度的增加，每个波长速度的未再生跨度会减小。但是，使用支持800Gbps的线卡，400Gbps波长将可用于延伸到数千公里的更多光纤路径中，从而减少了对昂贵的再生站点的需求。因此，在城域和长途线路中，支持800Gbps的线卡将降低服务提供商的每比特成本。

  第二种解决方案：扩展光纤中的可用频谱将解决第二个挑战--增加光纤容量。长久以来，光学设备被设计为在C波段的光纤频谱中以4THz(80个通道@50GHz)运行(如图二)。随着时间的流逝，设备制造商将其提高到4.8THz(50GHz时有96个通道)。下一代设备将不可避免地被设计为在6.0THz(120通道@50GHz)的频谱上运行，这即是华为所称的Super C频段。仅此一项操作就使每光纤带宽增加了25%。因此，最大容量为38.4Tbps(每波长为400Gbps)的光纤现在可以支持48.0Tbps。以图一中的400万美元光纤基础设施成本为例，每Gigabit的成本将从104美元进一步降低到78美元。

  未来市场将需要采用这些新技术，以维持业内已习惯的每Gigabit成本的下降。Dell'Oro数据显示，在过去的十年中，随着更新、更高速度波长部署所带来的频谱效率的提高，DWDM长途传输设备的每Gigabit成本以每年20%的幅度下降(如图三)。WDM城域传输设备的下降速度也差不多。

  实际上，在网络需求以每年35%的速度增长的情况下，每Gigabit成本的下降也是服务提供商跟上网络需求并保持盈利的关键。因此，凭借上述新技术，成本下降的速度至少可以继续使服务提供商受益。

  面对香农极限，部署能够从已安装的光纤基础设施中获取更高价值的系统变得至关重要。至少未来十年，这两种技术进入市场将消除香农极限带来的担忧。

原文链接：https://www.delloro.com/path-forward-for-optical-transport-in-the-face-of-shannons-limit/