提升100G传送能效比打造绿色未来光网络

2015-11-06 08:52

　　OFweek光通讯网讯随着视频流媒体业务、数据中心互联、云计算等新兴业务的不断涌现，网络带宽流量呈现几何级的爆炸式增长。作为网络中最重要的基础部分，传送网络的能耗在网络整体中的占比进一步加大，打造绿色、高能效、大容量的传送解决方案逐渐成为运营商、设备商、器件商关注的热点话题。

100G传送技术在解决高效大容量传送的同时，正从下面的几个软硬件维度入手来提升100G波分解决方案的能效比，向进一步绿色低碳的方向演进。

架构优化：U形散热风道、新型散热器方案提升设备散热效率，系统更“冷”“静”

　　新型的U形独立风道设计在有效避免热级联的同时，可以增加气流与被散热单元接触面积与持续时间，从而加强了热交换效果，散热能力大幅提升，是新型大容量产品架构的最佳选择。

　　采用热管散热器、碳纤维导热垫等新型散热器技术，可以克服器件高度差异引起的受力和热阻增大问题，缓解布局和散热之间矛盾，使得100G业务处理芯片散热效率大幅提升。

　　通过从整机架构优化到部件导热调整的高效的散热设计，综合散热效率提升达30%，同时使设备的风扇板尽可能工作在低速状态，系统整体的功耗较传统方案优化约5~10%。

从“芯”开始：高集成度专用ASIC配合新制程工艺提升能效比

　　普通的商业芯片由于需要去匹配不同的应用场景，实现上做了解耦，功能较为单一，需要将多片不同功能的芯片组合起来才能完成100G的业务处理。专用芯片可以按照设备商自身的需要将多种功能模块整合到单一芯片中，具备集成度高、功能多样的特点。基于专用ASIC构建100G系统可以实现简化系统设计方案、大幅减少设备功耗和节省板卡PCB布局的目的，实现能效比的最优。

　　此外，芯片制程工艺的提升也可以降低芯片的功耗，为OTN系统降功耗打下基础。100G系统的设计也一直紧跟芯片工艺改进的步伐并享受升级带来的巨大节能收益，通过改进ASIC的工艺，100G业务单板的节能成果显著。目前100G ASIC芯片已经使用成熟的28nm工艺，相对45nm工艺能使门电路功耗降低35%以上；未来ASIC设计达到20nm时,100G系统的功耗还会大幅下降，单位比特功耗将在现在28nm制程的基础上进一步降低20%以上。

光电集成：小型化、高集成度、低功耗的光模块使每Gbit更加绿色

　　随着诸如硅光这一类的光电子集成技术的进一步成熟，小型化、低功耗的100G光模块已经开始逐步商用。目前主流的100G客户侧光模块基于CFP和CFP2封装，可以实现在单一业务槽位4路及以上100G业务的接入，大幅降低了单位比特的功耗。

　　同时，在100G线路侧光模块的选择上，早期的300pin的光模块已经逐步被相干CFP模块所替代。相干CFP通过内置低功耗oDSP的方式可以在不牺牲传输性能的情况下使光模块的功耗从300pin时代的100W以上降低到30W以内。此外，光模块也采用自适应电源管理技术，对模块关键功耗芯片的工作状态进行动态调节，实现功耗的二次优化。

智能控制：功耗控制智能化，深挖能效比提升潜力

　　在硬件降低功耗之外，越来越多的基于软件的智能控制技术也引入到100G系统中。当前的100G设备均支持对功耗动态控制，实现精细化管理，主要包括智能风扇技术、动态功率控制等。采用智能风扇技术，使风扇的转速自动匹配设备的温度，大量降低散热的功耗。使用动态功率控制技术，当板卡、光模块不工作时，将其设置为待机态关闭该通道所对应的处理路径上芯片。基于以上的智能功耗监控管理的技术，100G系统可以实现10~15%的功耗降低。

　　未来随着T-SDN技术的引入，可以对100G全网功耗实现智能管理。通过在100G网络中引入BoD等特性，可以实现分业务、分时段动态、合理调用100G带宽池的资源，提升100G带宽的利用率，减少无用波长，降低系统整体运行的功耗。

　　目前，华为等主流设备商已采用如上的组合技术对100G产品进行了系统化的节能优化，有效降低了100G系统的功耗和提升了网络的能效比。华为绿色低碳的100G系统的，已经有力地支撑了全球客户的商用化部署，帮助全球500多个运营商部署了100G网络。

　　未来随着芯片工艺的进步，更小封装光模块的普及，以及更加智能控制系统的应用，100G的能效比将会持续优化。绿色节能是行业发展的重大使命，华为将持续提供最优的绿色节能方案，推动行业不断往前发展，助力全球客户，共建绿色通信的未来光网络。