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　　思享家，是一個介紹如何利用思科先進技術(shù)解決客戶難題的欄目。每期聚焦一個技術(shù)熱點或應(yīng)用場景，邀請資深思科技術(shù)專家深入淺出地介紹，為讀者提供實用性強的建議。

　　隨著5G和光纖入戶的普及，視頻應(yīng)用和云應(yīng)用正如雨后春筍般快速普及，網(wǎng)絡(luò)帶寬需求快速增長。而隨著DSP、硅光子和光電集成領(lǐng)域的技術(shù)進步，使相干通訊技術(shù)的應(yīng)用大幅增加。相干DSP技術(shù)對于下一代互聯(lián)網(wǎng)的速度提升至關(guān)重要。為此，思科專門組織了一批業(yè)內(nèi)一流的開發(fā)人員，來滿足這一技術(shù)需求。通過將（思科于2021年1月收購的）Acacia開發(fā)的DSP與思科內(nèi)部開發(fā)的系統(tǒng)方案相結(jié)合，已交付的相干光通訊端口數(shù)量超過65萬個，根據(jù)Cignal AI發(fā)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(shù)的25%。

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

　　相干DSP的設(shè)計通常要滿足兩種應(yīng)用場景：一種是安裝在線路卡上或機箱內(nèi)部的嵌入式模塊，另一種則用于網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)方面的DSP應(yīng)用很廣，所以我們才能深入理解嵌入式以及可插拔架構(gòu)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(fā)了6代DSP，針對可插拔模塊開發(fā)了3代DSP，在此過程中也積累了大量獨特的內(nèi)部設(shè)計經(jīng)驗。

　　靈活適應(yīng)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(fù)雜算法，以滿足最苛刻的應(yīng)用場景，比如數(shù)據(jù)中心與城域網(wǎng)和長途國家骨干網(wǎng)絡(luò)之間的高容量長途鏈路，或者是洲際海底光纜傳輸?shù)取?/div>

　　Cisco依托Acacia Pico DSP開發(fā)的1.2T AC1200模塊就是一種嵌入式相干模塊，是網(wǎng)絡(luò)運營商部署在城域網(wǎng)、長途骨干網(wǎng)和越洋海纜網(wǎng)絡(luò)中的一種高性能且靈活解決方案�？紤]到服務(wù)提供商要滿足的應(yīng)用場景和距離要求比較復(fù)雜，嵌入模塊可以通過軟件定義的方式靈活適配城域網(wǎng)優(yōu)化和長途網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的多種應(yīng)用場景，有利于節(jié)省資本支出，降低運營成本。舉個例子，澳大利亞學(xué)術(shù)和研究網(wǎng)絡(luò)（簡稱AARNet）正是因為在其城域、大區(qū)和海纜網(wǎng)絡(luò)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(yōu)化傳輸能力。

　　路由光網(wǎng)絡(luò)（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(guān)鍵優(yōu)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(wǎng)絡(luò)接口。這樣一來，運營商和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)就能靈活設(shè)計一系列不同的、創(chuàng)新性的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。舉個例子，思科路由光網(wǎng)絡(luò)解決方案就是通過這些400G相干可插拔光模塊實現(xiàn)的，與運行IP流量的傳統(tǒng)光傳輸網(wǎng)絡(luò)相比，其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更加簡化。

　　路由光網(wǎng)絡(luò)具有以下的突出優(yōu)勢

可以將網(wǎng)絡(luò)的總體擁有成本降低45%
基于開放標準，可以多廠商互聯(lián)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(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
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(tǒng)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(yè)的應(yīng)用也是一個重要的市場轉(zhuǎn)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(shù)已經(jīng)問世，但預(yù)計400G相干可插拔光模塊將進一步擴大可插拔相干技術(shù)的應(yīng)用。實際上行業(yè)分析師LightCounting已經(jīng)給出了預(yù)測，那就是到2025年，100G及以上的可插拔相干端口部署規(guī)模將增加超過200%。

　　互聯(lián)網(wǎng)帶寬批發(fā)運營商Telia Carrier已成為2020年首批使用思科路由光網(wǎng)絡(luò)（Routed Optical Networking）的新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的主流運營商之一。

　　在該網(wǎng)絡(luò)中，運營商的路由器將通過波分復(fù)用（WDM）鏈路與400G ZR可插拔光模塊逐跳連接。通過簡化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，Telia Carrier將受益于不再需要分別管理光傳輸網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)就可以在120公里的距離內(nèi)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(yīng)用上發(fā)揮了重要作用，這種推動作用未來仍將繼續(xù)。從迄今為止已交付的思科/Acacia DSP端口數(shù)量來看，很明顯，這項技術(shù)能讓網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商以簡單經(jīng)濟的方式滿足全球?qū)Ω邘挼男枨�。我們將通過DSP、硅光子、集成以及創(chuàng)新設(shè)計方面的不斷提升來實現(xiàn)這一目標。