Treshikov100G - Научного Центра МТУСИ

45 000 км магистральных DWDM сетей
Российское 100G оборудование
мирового класса
Владимир Трещиков
к.ф-м.н., директор ООО «Т8»
г. Москва
E-mail: vt@t8.ru
О Компании Т8
«Т8» организована в 2008 г. (с 2004 года «Связь-Электро
М») со 100% Российским капиталом. В компании работает
более 120 человек - включая двух профессоров МФТИ и
МГУ и десять кандидатов наук.
На 4 кв. 2012 г. создано более 45 000 км DWDM сетей – 7%
Российского рынка DWDM – 22% рег. сетей Ростелеком.
Оборот в 2012 году превысил 850 млн руб.
В 2012 создан Научно-Технический центр Т8 (Т8 НТЦ)
Компетенции
• Разработка и производство DWDM систем.
Разрабатываемое компанией оборудование имеет лучшие
в мире характеристики. Оборудование сертифицировано
Минсвязи и доказало свое высокое качество.
• Проектирование. Расчеты сетей проводятся в OptSim, что позволяет
сократить время разработки и повысить качественные показатели сети.
• Сервис. Уникальная лаборатория – более 200 приборов, позволяет
предложить лучшие условия по обслуживанию ВОЛС в России.
• Инсталляция. Компания имеет опыт внедрения DWDM от Туркмении до
Заполярья.
Внедрение DWDM-систем
на территории России компанией «Т8»
Мурманск
Петрозаводск
Калининград СанктПетербург
Нарьян-Мар
Псков
Архангельск
Великий
Новогород
Воркута
Ухта
Вологда
Сыктывкар
Москва
Дудинка
Мирный
Пенза
Самара
Краснодар
Сочи
Тюмень
Омск
Томск
Красноярск
Новосибирск
Кемерово
Барнаул
Чита
Успешное внедрение DWDM систем
в ОАО «Ростелеком»
Общая протяженность сетей с
использованием DWDM ПУСК:
2004–2006 гг.
2007 г.
2008 г.
2009 г.
2010 г.
2011 г.
2012 г.
Всего: более
– 7559 км
– 6996 км
– 5357 км
– 8360 км
– 4865 км
– 8125 км
~ 4000 км
45 000 км
-«ПУСК» (НТО «ИРЭ-Полюс», «Т8») -7%
- 1626LM (Alcatel-Lucent), hiT7300 (NokiaSiemens), OSN 6800, 8800 (Huawei),
DW4200 (NEC), DTN (Infinera), XDM-2000
(ECI)
По состоянию на 1 квартал 2012 года доля российского
DWDM оборудования ПУСК на сетях объединенного ОАО «Ростелеком»
составляет 7%, по региональным сетям 22%.
5
Региональные сети DWDM Ростелеком
распределение по вендорам
14
313
444
ECI -16%
Huawei -61%
T8 ПУСК -22%
1235
Цифровые технологии
ZTE 1%
6
Отзывы ОАО «Ростелеком»
МРФ Сибирь
ОАО
«Ростелеком»
МРФ
Сибирь
благодарит
специалистов компании ООО «Т8» за проведенную работу
по настройке и вводу
в эксплуатацию
зоновых и
мультисервисных сетей на отечественном оборудовании
DWDM «ПУСК» в филиалах: Омском, Томском, Алтайском,
Кемеровском, Новосибирском, забайкальском.
Заместитель директора Макрорегионального филиалаТехнический директор А.В. Гриб
МРФ «Северо-Запад»
…Ленинградская, Калининградская, Мурманская, Псковская,
Новгородская,
Вологодская,
Архангельская
области,
республика Карелия и Коми - на базе DWDM «ПУСК»
построена и успешно функционирует DWDM сеть с кольцевым
резервированием, общей протяженностью 21 (двадцать одна)
тысяча километров.
Заместитель директора Макрорегионального филиалаТехнический директор О.А. Семанов
7
Отзывы наших клиентов
8
Предпосылки создания
когерентных DWDM систем в России
• Рынок. Резкий рост DWDM сетей. Драйверы роста:
LTE и PON – фактически удвоение трафика в год.
• Технология. Смена поколений – переход на 100/400G:
когерентные системы + цифровая обработка сигналов
позволяют увеличить дальность и скорость DWDM
систем.
• Исполнитель. Компанией «Т8» создан 100G DWDM
блок с лучшими в мире характеристиками.
• В случае поддержки возможно вывести проект к
2015-16 на уровень продаж 1,5 млрд руб/год, при
оптимистическом прогнозе 3-5 млрд.
Перспективность рынка DWDM систем
Cуммарный трафик в России удваивается каждый год.
Объем закупки оборудования связи в 2012 г. – 5-7 млрд дол.
Ростелеком – 2 млрд дол. в год, из них 15-20% - DWDM сети.
Драйверы роста DWDM сетей: широкополосный
доступ по беспроводным технологиям LTE и
программа «волокно в каждый дом» PON.
1. Технология LTE:
Ростелеком, МТС, Мегафон и Билайн
должны осуществлять финансирование в
объеме, необходимом для развертывания
сети стандарта LTE, не менее 15 млрд руб.
ежегодно в период 2013-2019 гг.
2. Технология PОN:
PON – в 2012г в СЗ PФ будет установлено
более 400 000 абонентов PON, в Москве
более 1 млн. абонентов PON.
10
Технология. Когерентные DWDM системы связи
Смена поколений DWDM систем, переход на когерентные DWDM системы –
переоснащение отрасли.
DWDM – обеспечивает терабитные скорости передачи.
100/400G: Когерентный прием + цифровая обработка =
многократное увеличение емкости и дальности.
Два мировых рекорда 100G транспондера «Волга» компании «Т8»:
• Передача 100G на 4000км в 80 канальной DWDM системе без компенсации
дисперсии.
• Передача 100G на 500км без промежуточных активных устройств.
Нелинейность в когерентных системах
Основная причина развития нелинейности – эффект Керра –
изменения значения показателя преломления волокна в зависимости
от мощности световых импульсов, максимален на фронте импульса
В системах с когерентным прием из-за электронной компенсации
дисперсии уширение импульсов достигает тысяч битовых интервалов
при прохождении 1000 км. Нелинейность значительно уменьшается.
12
Развитие оборудования DWDM
2005
Пуск-М
2007
Пуск-М
•
•
•
•
•
•
•
•
•
2010
Пуск
2012
Волга
До 500Гбит/с в одном крейте
13(7) слотов + слот под CU
Однослотовые транспондеры 100/40G, сдвоенные
10G и оптические усилители
2 блока питания 650, 850, 1200 Вт
Платы формата ATCA 8U
Глубина крейта 300 мм
Внутреннее управление Ethernet
Компактное и дешевое решение для
промежуточных пунктов.
3 слота с поддержкой 100G
13
Новое поколение DWDM «Волга»
Мощный транспорт: 40, 80, 96 DWDM каналов до 100G каждый.
Линейные скорости 100, 40, 10, 2,5G с апгрейдом без перерыва трафика.
Высокое качество сигнала 100/40/10G, SoftFEC и компенсация дисперсии
на транспондерах позволяет вводить каналы на линиях для 2,5G.
Гибкость и резервирование: 1+1 и add/drop, ROADM
• ROADM – гибкий вывод каналов для апгрейда сети и резервирования
Резервирование 1+1 на скоростях 2.5, 10G – 2 линейных интерфейса.
• Агрегаторы AGG-2x10-8 – агрегация GbE с возможностью add/drop.
• Блоки BS – оптическое резервирование дорогих интерфейсов 40 и
100G.
14
DWDM платформа “Волга”
Оптимизация для 40/100G: цель → 40 каналов 100/40G в одной 19” стойке.
Новое питание, внутреннее управление, механика, охлаждение.
• До 500Гбит/с в одном крейте, цель → 1Т
• 13 слотов + слот под CU
• Однослотовые транспондеры 100/40G,
сдвоенные 10G и оптические усилители
• 2 блока питания 650, 850, 1200 Вт
• Платы формата ATCA 8U
• Глубина крейта 300 мм
• Внутреннее управление Ethernet
• Компактное и дешевое решение для
промежуточных пунктов.
• 3 слота с поддержкой 100G
15
Как увеличить максимальную длину
передачи?
10 log10(N) < 58 + Pin – NF – Loss – OSNRтреб – штраф
Приемопередающие блоки - транспондеры и мукспондеры
Минимизация OSNRтреб – хорошая физика и мощный FEC
• Мощные типы SuperFEC с избыточностью до 25%
• Электронная или физическая компенсация дисперсии
• Хорошая экстинкция передатчика >13 дБ
• Оптимизация порога принятия решения
Максимальное Pin и минимальные штрафы на нелинейность
• Исследование нелинейностей, чтобы «выжать максимум»
• Dithering для повышения максимальной мощности
Малошумящий и высоколинейный по спектру усилитель
• Неоднородность по спектру менее 0,5дБ/10дБ усиления
16
Оптический транспорт –
транспондеры и мукспондеры.
Благодаря применению сложных форматов модуляции, мощного формата
SuperFEC и встроенной электронной компенсации дисперсии, скоростные
транспондеры 10, 40,100G показывают высокое качество сигнала OSNRт и
позволяют проводить апгрейд линий, рассчитанных на 2,5G.
Для небольших расстояний возможно применение недорогих транспондеров
10G без FEC.
Транспондер и
агрегатор 2,5
Гбит/с
Транспондер
и агрегатор
10Гбит/с
Агрегирующий
транспондер
ATP-40-4
Транспондер
и агрегатор
100G
Новая DWDM
платформа
«Волга»
17
Транспондер и мукспондер 100 Гбит/с
• Транспондер передача 100G Ethernet
• Мукспондер: передача 10-ти клиентских
сигналов 10GE, STM-64, OTU2
• Линейный интерфейс OTU4, 120 Гбит/с
• Формат модуляции DP-QPSK
• Коррекция ошибок SoftFEC 15%
• Перестраиваемый в C-диапазоне лазер
• До 88 каналов с шагом 50 ГГц
• Автоматическая коррекция дисперсии
до 70 000пс/нм (4000км волокна SMF)
• OSNRтр = 12,5 дБ (0,1 нм, BER = 10 -12)
Tp-100
ATp-100-10
Российское оборудование
мирового класса.
18
100G: DP QPSK, когерентный прием
Выбран формат модуляции,
рекомендованный OIF:
DP QPSK coherent
Передаются 4 бита на 1 символ
Узкий спектр (ширина = ¼ B)
Когерентное детектирование
Многоуровневый прием для
SoftFEC
Электронная компенсация
хроматической дисперсии и ПМД
OSNRтр = 12,5дБ.
19
Передача 100G на 4000 км
в 80 канальной DWDM системе
Мировой рекорд
40 пролетов
по 100 км
• Запас по OSNR составил
8 дБ, что позволяет
увеличить линию до 8000
км.
• Ведутся разработки по
увеличению дальности.
ALLIANCE OF LEADERS IN RUSSIA: T8 AND OFS DEMONSTRATE
SUCCESSFUL ERROR-FREE 100 Gb/s together with 40Gb/s
TRANSMISSION OVER 2000 KM IN 8 Tb/s DWDM SYSTEM.
10.05.2012
20
Передача 100G на
500 км в однопролетной линии
Мировой рекорд
Сигнал передан без использования регенерационных пунктов или промежуточных
усилителей с электрическим питанием. Применялась модуляция DP-QPSK и
когерентный прием. Увеличение длины передачи достигнуто благодаря применению
встречного рамановского усиления и удаленной накачке эрбиевых усилителей (ROPA).
Использование ROPA позволяет передавать на 500 км каналы 100, 40 и 10G в
одной DWDM сети.
Российская компания T8 объявила об установлении
мирового рекорда по дальности передачи данных по
оптоволокну: сигнал со скоростью 100 Гбит/с был передан
на линии длинной 500 км в однопролетной линии.
03.12.12
21
Мукспондер 40 Гбит/с
• Передача 4 клиентских сигналов 10 GE,
STM-64, OTU2
• Линейный интерфейс OTU3, 43 Гбит/с
• Формат модуляции NRZ-ADPSK или
Coherent DQPSK
• Перестраиваемый в C-диапазоне лазер
• До 88 каналов с шагом 50 ГГц
• Коррекция ошибок Super-FEC G.975 I.7
• Автоматическая коррекция дисперсии
• OSNRкрит=11,5дБ (0,1 нм, BER=10-12)
22
Сдвоенный транспондер 10 Гбит/с
• Передача 2 клиентских сигналов 10 GE,
STM-64, OTU2
• Линейный интерфейс OTN OTU2
• SuperFEC G.975 с избыточностью до 25%
• Перестраиваемый в C-диапазоне лазер
• До 88 каналов с шагом 50 ГГц
• Электронный компенсатор дисперсии
• 1+1 резервирование для линейных и
кольцевых DWDM систем
• OSNRкр = 9,0 дБ (0.1нм, BER=10-12)
23
Агрегирующий транспондер 10 Гбит/с Add-Drop
• Передача 8 клиентских сигналов GbE, STM1/4/16 с гибким заполнением полосы
• Возможность коммутации каналов
• Линейный интерфейс OTN OTU2
• SuperFEC G.975 с избыточностью до 25%
• Перестраиваемый в C-диапазоне лазер
• До 88 каналов с шагом 50 ГГц
• 1+1 резервирование линейных интерфейсов
24
OSNRT для 100/40/10 Гбит/с
различных производителей
Скорость
Гбит/с
10
40
100
Формат
модуляции
NRZ/RZ, Super
FEC
DPSK/DQPSK,
Super FEC
DP-QPSK
SoftFEC
Требуемый OSNRт, дБ
Alcatel*
Huawei*
Т8
1626
6800/8800
10
9,0
14,5 (DRZ)
14
11,5
18,5
19
12,5
16
Разработанные в Т8 блоки транспондеров превосходят по ключевым
параметрам ближайших конкурентов Huawei и Alcatel. Выигрыш в 3 дБ
по OSNR обеспечивает увеличение регенерационного участка вдвое.
* Данные по оборудованию Alcatel и Huawei приведены согласно
презентациям и официальной документации на оборудование.
25
УСИЛИТЕЛИ EDFA и RAU – 2 усилителя в блоке
Предусилители, бустеры и линейные эрбиевые
усилители (EDFA), а рамановские усилители
(RAU) мощностью до 2 Вт. Гибридные
RAMAN+EDFA усилители
• 1, 2 и 3 каскадные усилители EDFA
• Контроль переходных процессов при
добавлении каналов
• Низкий шум-фактор
• Контроль усиления встроенным
аттенюатором
• Плоский спектр усиления в С-диапазоне
• Рамановские усилители до 2 Bт (33 дБм)
• Режимы стабилизации выходной
мощности и коэффициента усиления
26
ROADM – гибкий вывод каналов
для апгрейда сети и резервирования
РЕШЕНИЕ ДЛЯ МНОГОКАНАЛЬНЫХ СЕТЕЙ
Технология ROADM позволяет гибко изменять число
выводимых каналов без перерыва трафика независимо от
сложности сети. Используются 1X1, 1X2, 1X4, 1X8 WSS
В сложных MESH сетях ROADM позволяет реализовать
гибкий выбор путей резервирования.
27
Обучение и развитие
• Создан исследовательский центр
волоконной оптики в МФТИ.
• Проходят научно-технические
семинары.
• Проводится обучение заказчиков.
• Налажено международное
сотрудничество с ведущими
высокотехнологичными
компаниями из 10 стран.
• Публикуются десятки
научных статей в год.
В 2012 вышла из печати
книга «DWDM
системы».
28
Ближайшая перспектива–
создание DWDM системы со скоростью 25Тбит/с
• Для создания DWDM системы 25Т
необходимо передать 250 каналов
100G в С+L диапазоне с шагом 33ГГц
• Альтернатива – 62 канала 400G
проигрывает по дальности передачи.
• Проект потребует создания
отечественного оптического модуля
100G с хорошими спектральными
характеристиками для работы с
сеткой 33ГГц и работы в С+L
диапазоне.
• НТЦ «Т8» с проектом DWDM 25T
получил статус резидента Сколково.
29
Дальнейшие перспективы развития Т8 DWDM
• 2013г –250 каналов 100G c сеткой 33ГГц,
25 Тбит/с в С+L или 13 Тбит/c в С-band
• 2014г – Nyquist WDM, до 400 каналов 100G с
сеткой 25ГГц, 40Т в С+L или 20Тбит/с в C-band.
Суперканалы 1Т – 10X100G
• 2015г – 2XDP-16QAM 400G, до 40Тбит/с в С-band,
дальнейшее расширение до 80 Т в C+L
30
Емкость передачи- число каналов X 100G
Расстояние между каналами
 ch
 AMP
Полоса усиления усилителя
Число каналов: N   AMP
ch
 ch
, ГГц
100
, нм N кан Емк., Тбит/с
0,8
87
8,75
50
0,4
175
17,5
37,5
0,3
233
23,3
37,5
0,3
250
25 (75нм)
33
0,26
265
26,5
33
0,26
378
38 (100нм)
Емкость системы: B  Bch  N ch
В C+L диапазоне ширина спектра усиления ~70нм.
1) При сетке 33ГГц помещается 265 каналов = 26,5Тбит/с.
2) Альтернатива – улучшить усилитель до 75нм и сетка 37,5ГГц дает 25Т
3) Далекая альтернатива – использовать каналы 400G с плохим OSNR и нет чипов
31
Оборудование DWDM со скоростью 25 Тбит/с
2013г.
MSA
WDM
сетка
33ГГц
Идет разработка собственного MSA модуля
32
Найквист WDM - фильтр на Tx стороне
дает прямоугольный спектр.
DWDM сетка 25 ГГц
технология суперканалов
Преимущество
•
Сужение полосы вплоть до
теоретического предела
DP-QPSK - 4 б/c/Гц
DP-16QAM - 8 б/c/Гц
Недостаток
• Повышенное требование к
устройству временной
синхронизации при
декодировании информации.
В остальные моменты
межсимвольная
интерференция очень велика
Спектр,
для разных 
Импульс во времени,
для разных 
2014г
33
Технологии 400 Гбит/с
2 x DP-16QAM в сетке 50ГГц, 40Tбит/с в С-band
2 несущих по 200G=400G в сетке 50ГГц
Электрическая фильтрация Tx, Rx
OSNRt~17-18 dB, на 5дБ хуже, чем в 100G
2015г.
34
Господдержка инноваций – мировой опыт
• Huawei: кредит китайским госбанком CDB на 2 млрд USD
на 6 лет под 3,5% для поставок в Россию
• Китай/Акселинк: с госучастием построен завод 100 000м^2
• Израиль: государство оплачивает разработки
из расчета 1:1 через орган ChiefScientist
• Япония – при экспорте телекоммуникационной продукции
компании получают кредиты под 0% годовых
• Nortel: государство оплачивало зарплату разработчикам
• Huawei – расположен в свободной экономической зоне
35
Структура лабораторий NTT
36
Поддержка разработок в Японии – NTT ведет
фундаментальные разработки
….и передает технологии только японским
компаниям
37
Ситуация с господдержкой на сегодня
• Монетарная господдержка, финансирование
разработок, закупка производственного
оборудования за государственный счет отсутствуют.
• Госкредиты отсутствуют, коммерческие кредиты одни
из самых дорогих в мире.
• После объединения Ростелеком резко ужесточились
требования к Российским производителям:
• Запуск проекта без предоплаты
• Требуемый срок производства на месяц
меньше чем у иностранных вендоров. С
учетом закупки части компонентов за
рубежом реальный срок производства в
России не может быть меньше.
• Массовые неплатежи Ростелекома с переносом
платежей с осени на февраль – март.
38
Возможные формы господдержки в России
• Своевременные платежи отечественным
производителям.
• Госкредит для Ростелекома на закупку
оборудования DWDM в размере – 10-20
млн долл.
(1% от госкредита Китая на поставку
Huawei в Россию).
• Финансовая поддержка инициативных
НИР и ОКР по схеме:
100% фирма + 100% гос. средства
• Госкредит на закупку линии по монтажу
печатных плат.
39
Каких результатов можно добиться?
• Увеличение доли отечественного DWDM
оборудования до 20%, в соответствии с
планом, озвученным на комиссии по
модернизации при Президенте РФ.
• Разработка мощных DWDM систем:
25 Тбит/с, что втрое превышает
максимальную емкость выпускаемых в мире
DWDM систем - 8Тбит/с.
• Масштабное внедрение отечественного
DWDM оборудования приведет к развитию
смежных отраслей: производство
электроники, оптических компонент и т.д.
40
Заключение
• Cделано 45 000 км магистральных DWDM сетей.
• Выпущены 100/40/10G транспондеры с
лучшими в мире характеристиками
• Готовы выполнить разработку скоростной
DWDM системы с превышением мирового
уровня – 8Тбит/с по скорости– 25 Тбит/с и
далее
• Технология скоростной когерентной передачи
на скоростях 40/100/400G является
перспективной и востребована рынком.
Спасибо за внимание, обращайтесь vt@t8.ru