隨著(zhù)5G和光纖入戶(hù)的普及，視頻應用和云應用正如雨后春筍般快速普及，網(wǎng)絡(luò )帶寬需求快速增長(cháng)。而隨著(zhù)DSP、硅光子和光電集成領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，使相干通訊技術(shù)的應用大幅增加。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(zhuān)門(mén)組織了一批業(yè)內一流的開(kāi)發(fā)人員，來(lái)滿(mǎn)足這一技術(shù)需求。通過(guò)將（思科于2021年1月收購的）Acacia開(kāi)發(fā)的DSP與思科內部開(kāi)發(fā)的系統方案相結合，已交付的相干光通訊端口數量超過(guò)65萬(wàn)個(gè)，根據Cignal AI發(fā)布的市場(chǎng)報告，這些端口大約占到全球已部署相干端口總數的25%。

　　相干技術(shù)最初出現在多種長(cháng)途骨干網(wǎng)通訊應用場(chǎng)景中，然而隨著(zhù)數據傳輸速率日益提高，相干技術(shù)的應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(lái)，這些中、短距離接口在相干端口總數中所占的份額將越來(lái)越大。

　　相干DSP的設計通常要滿(mǎn)足兩種應用場(chǎng)景：一種是安裝在線(xiàn)路卡上或機箱內部的嵌入式模塊，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方面的DSP應用很廣，所以我們才能深入理解嵌入式以及可插拔架構的不同需求。這只專(zhuān)門(mén)組建的團隊總共針對嵌入式模塊開(kāi)發(fā)了6代DSP，針對可插拔模塊開(kāi)發(fā)了3代DSP，在此過(guò)程中也積累了大量獨特的內部設計經(jīng)驗。

　　靈活適應多種傳輸距離的解決方案

　　嵌入式模塊采用高性能DSP，同時(shí)依托多種復雜算法，以滿(mǎn)足最苛刻的應用場(chǎng)景，比如數據中心與城域網(wǎng)和長(cháng)途國家骨干網(wǎng)絡(luò )之間的高容量長(cháng)途鏈路，或者是洲際海底光纜傳輸等。

　　Cisco依托Acacia Pico DSP開(kāi)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(yíng)商部署在城域網(wǎng)、長(cháng)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。考慮到服務(wù)提供商要滿(mǎn)足的應用場(chǎng)景和距離要求比較復雜，嵌入模塊可以通過(guò)軟件定義的方式靈活適配城域網(wǎng)優(yōu)化和長(cháng)途網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化的多種應用場(chǎng)景，有利于節省資本支出，降低運營(yíng)成本。舉個(gè)例子，澳大利亞學(xué)術(shù)和研究網(wǎng)絡(luò )（簡(jiǎn)稱(chēng)AARNet）正是因為在其城域、大區和海纜網(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。

　　再來(lái)看可插拔相干模塊，例如四通道小型雙密度可插拔模塊（簡(jiǎn)稱(chēng)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(lái)，運營(yíng)商和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)就能靈活設計一系列不同的、創(chuàng )新性的網(wǎng)絡(luò )架構。舉個(gè)例子，思科路由光網(wǎng)絡(luò )解決方案就是通過(guò)這些400G相干可插拔光模塊實(shí)現的，與運行IP流量的傳統光傳輸網(wǎng)絡(luò )相比，其網(wǎng)絡(luò )架構更加簡(jiǎn)化。

　　

　　路由光網(wǎng)絡(luò )具有以下的突出優(yōu)勢

　　由于400G 相干光可插拔模塊可滿(mǎn)足多種接口需求，并且可多廠(chǎng)家兼容互通，因此市場(chǎng)接受速度也不斷加快，可以說(shuō)，400G相干可插拔光模塊在整個(gè)行業(yè)的應用也是一個(gè)重要的市場(chǎng)轉折點(diǎn)。

　　盡管Acacia公司于2014年推出的100G CFP模塊即標志著(zhù)可插拔相干技術(shù)已經(jīng)問(wèn)世，但預計400G相干可插拔光模塊將進(jìn)一步擴大可插拔相干技術(shù)的應用。實(shí)際上行業(yè)分析師LightCounting已經(jīng)給出了預測，那就是到2025年，100G及以上的可插拔相干端口部署規模將增加超過(guò)200%。

　　互聯(lián)網(wǎng)帶寬批發(fā)運營(yíng)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 )架構的主流運營(yíng)商之一。

　　在該網(wǎng)絡(luò )中，運營(yíng)商的路由器將通過(guò)波分復用（WDM）鏈路與400G ZR可插拔光模塊逐跳連接。通過(guò)簡(jiǎn)化的網(wǎng)絡(luò )架構，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公里的距離內提供400 Gbps的連接性。

　　相干DSP在推動(dòng)光傳輸速率的提升以及新能力的廣泛應用上發(fā)揮了重要作用，這種推動(dòng)作用未來(lái)仍將繼續。從迄今為止已交付的思科/Acacia DSP端口數量來(lái)看，很明顯，這項技術(shù)能讓網(wǎng)絡(luò )供應商以簡(jiǎn)單經(jīng)濟的方式滿(mǎn)足全球對更高帶寬的需求。我們將通過(guò)DSP、硅光子、集成以及創(chuàng )新設計方面的不斷提升來(lái)實(shí)現這一目標。