Treshikov100G - Научного Центра МТУСИ
реклама
45 000 км магистральных DWDM сетей Российское 100G оборудование мирового класса Владимир Трещиков к.ф-м.н., директор ООО «Т8» г. Москва E-mail: [email protected] 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 [email protected]
