AI 算力發(fā)展帶動低延時光交換機概念重新回歸技術(shù)視野。依托獨家開發(fā)的100G QSFP28 PSM DWDM4 光模塊和通用C波段AWGR（陣列波導光柵）路由器，易飛揚宣布定義并推出固定C-波段DWDM-AWGR全光波長交換解決方案，并在實驗室完成概念驗證和各項參數(shù)測試?，F(xiàn)有方案可以滿足校園網(wǎng)、電力網(wǎng)等專網(wǎng)向納秒算力級的光交換設施遷移。

AWGR 路由器的作用與工作原理

AWGR（Arrayed Waveguide Grating Router，陣列波導光柵路由器）是一種基于平面光波導技術(shù)的有源光路由器件，其核心能力在于循環(huán)波長路由：來自第 i 個輸入端口、波長為 λ_j 的光信號，將被確定性地路由到第 (i+j) mod N 個輸出端口，無需任何電層交換。這一特性使得 N×N 端口的 AWGR 可以同時完成 N2 條獨立光路的無阻塞波長路由，是構(gòu)建光交換矩陣的核心器件。

與靜態(tài) AWG（僅做復用/解復用）不同，AWGR 的陣列波導相位響應經(jīng)過特殊設計，具備循環(huán)路由特性。外部可通過熱光效應或電光效應動態(tài)調(diào)整其光學特性，從而改變不同波長光的輸出路徑。

其結(jié)構(gòu)包含：N 條輸入波導、輸入平板耦合區(qū)（星型耦合器）、陣列波導區(qū)（等間距相位延遲陣列）、輸出平板耦合區(qū)和 N 條輸出波導。

AWGR和普通AWG結(jié)構(gòu)對比：

AWGR的循環(huán)路由工作原理如圖：

易飛揚50GHz C波段64x 64 AWGR 無源器件

易飛揚50GHz C波段高斯型 64x64 陣列波導光柵路由器（AWGR）提供64個輸入端口和64個輸出端口。典型光學插損為 8dB，具有高達 35dB 的通道隔離度以及極低的偏振相關(guān)損耗（PDL ≤ 0.5dB），確保信號純凈與穩(wěn)定傳輸。產(chǎn)品支持（-5℃ 至 65℃）工作溫度范圍，并可采用標準 2U 機架式封裝或其它封裝型態(tài)，易于部署與維護。

100G QSFP28 PSM DWDM4 C-Band 產(chǎn)品

易飛揚100G QSFP28 PSM DWDM4（Parallel Single-Mode, 4-channel DWDM）光模塊支持C-波段48CH/100GHZ ，每個光模塊采用4個不同的DWDM 波長的EML激光器，每個光模塊每通道速率為 25G NRZ，光模塊光口側(cè)采用MPO-12接口，總功耗小于5W，配合外置波分復用/解復用器，在雙纖傳輸條件下總帶寬可滿足1200G。該產(chǎn)品可以直接插入100G QSFP28交換機端口，免除傳統(tǒng)的DWDM波分電層設備。

易飛揚定義的C波段-平行DWDM-AWGR 矩陣和傳統(tǒng)矩陣的關(guān)鍵差異：

一， 采用可調(diào) DWDM光模塊+AWGR 陣列波導光柵構(gòu)造可切換通道的全光連接交換矩陣。如需要切換業(yè)務鏈路，無需手動重置，可通過自動調(diào)節(jié)波長實現(xiàn)。

二， 采用易飛揚非可調(diào)并行DWDM 光模塊+ AWGR 陣列波導光柵構(gòu)造不可切換通道的全光互連交換矩陣 。如需要切換業(yè)務鏈路，需要手動重置，波長不可調(diào)節(jié)。

AWGR 測試框圖

AWGR 的測試需要驗證其核心指標：插入損耗、串擾、偏振相關(guān)損耗（PDL）和偏振相關(guān)波長（PDW）。測試系統(tǒng)由可調(diào)諧激光源、偏振控制器、光開關(guān)矩陣、光功率計和光譜分析儀構(gòu)成。

50GHz C波段64x 64 AWGR和100G QSFP28 PSM DWDM4 C-Band 流量功能測試，因為AWGR插損引入EDFA進行光放大。

AWGR 在校園網(wǎng)絡中的應用框圖

在校園網(wǎng)中，AWGR 部署于核心層，取代傳統(tǒng)的大型電交換機矩陣。每棟樓或每個功能區(qū)域配置 100G QSFP28 PSM DWDM4 光模塊，利用4個固定 C-Band 波長，通過 AWGR 在匯聚層實現(xiàn)光域直連，減少電-光-電轉(zhuǎn)換層次，降低時延和能耗，同時配合波后需要引入EDFA放大克服AWGR插損。

校園網(wǎng)絡應用示意框圖：

AWGR 在電力網(wǎng)絡中的應用框圖

電力網(wǎng)絡對通信的要求極為嚴苛——毫秒級時延、極高可靠性、強電磁干擾環(huán)境下的穩(wěn)定傳輸。AWGR 的全光路由特性天然適合變電站/調(diào)度中心的光纖專網(wǎng)建設，配合 100G PSM DWDM4 可在同一根光纜上同時承載繼電保護（Teleprotection）、狀態(tài)監(jiān)測（PMU）、視頻監(jiān)控和管理數(shù)據(jù)等多業(yè)務，同時配合波后需要引入EDFA放大克服AWGR插損。

電力網(wǎng)絡應用示意框圖：

AWGR方案綜合評價：利弊總結(jié)

優(yōu)勢（利）：

100G PSM DWDM4 + AWGR 組合方案的核心價值在于將光模塊的多波長輸出與路由器的循環(huán)路由能力深度融合。PSM DWDM4 本身已內(nèi)置 MUX/DEMUX，（這個光模塊是MPO接口的，里面沒有MUX/DEMUX）每個 QSFP28 端口直接輸出攜帶4個 C-Band 固定波長的 100G 信號，配合DWDM MUX和EDFA滿足10KM，整體架構(gòu)極為簡潔。AWGR 的全光路由消除了傳統(tǒng)大型電交換機中多層 O-E-O 轉(zhuǎn)換，將節(jié)點間通信時延壓縮至光速傳播級別（遠低于 1μs 轉(zhuǎn)發(fā)時延），在電力繼保和數(shù)據(jù)中心東西向流量場景中價值顯著。

在校園網(wǎng)中，AWGR 可將原本需要多層匯聚交換機堆疊的架構(gòu)扁平化，單臺 AWGR 設備即可實現(xiàn)樓宇間的 100G 全互聯(lián)，總體擁有成本（TCO）和功耗均大幅下降。在電力網(wǎng)絡中，DWDM 通道的物理隔離特性天然滿足繼電保護對信道獨立性的強制要求，且光纖傳輸本身對電力系統(tǒng)強電磁干擾（EMI）完全免疫。

局限（弊）：

該方案的主要挑戰(zhàn)在于波長管理復雜度。AWGR 的循環(huán)路由規(guī)則意味著每個節(jié)點使用的波長組合必須經(jīng)過精心規(guī)劃，網(wǎng)絡規(guī)模擴展時（如從 8×8 擴展到 64×64 甚至更大矩陣）需要重新規(guī)劃波長分配，并配置相應通道數(shù)的 AWGR，靈活性不及純電交換架構(gòu)。

總體而言，本方案更適合拓撲相對穩(wěn)定、對時延和功耗敏感、具備專業(yè)光網(wǎng)絡運維能力的大型校園骨干網(wǎng)和電力專網(wǎng)，不建議用于業(yè)務變化頻繁、擴縮容頻次高的中小型通用園區(qū)網(wǎng)絡。

關(guān)于易飛揚

作為開放光網(wǎng)絡器件的向?qū)?，易飛揚（GIGALIGHT）集有源和無源光器件以及子系統(tǒng)的設計、制造和銷售于一體，產(chǎn)品主要是傳統(tǒng)III-V族光模塊、硅光模塊和硅基NPO/CPO引擎、浸沒液冷光模塊、光無源器件、有源光纜和直連銅纜、基于相干光模塊和非相干O-band DWDM 光模塊的OPEN DCI BOX子系統(tǒng)，以及超高清SDI 視訊光模塊等產(chǎn)品。易飛揚重點服務AI算力數(shù)據(jù)中心、5G承載網(wǎng)、城域波分傳輸、超高清廣播視訊等應用領(lǐng)域，是一家創(chuàng)新設計的高速光互連硬件解決方案商。