Szacuje się, że wymagania związane z przepustowością sieci szkieletowych na potrzeby internetu i telekomunikacji podwajają się co 12-18 miesięcy. Spowodowane jest to głównie wzrostem zainteresowania takimi usługami jak VoIP, handel elektroniczny, telewizja internetowa, wymiana plików, gry on-line czy aplikacje na urządzenia mobilne. Sam przyrost transferu danych portalu YouTube kształtuje się na poziomie 20% miesięcznie.

Wraz ze wzrostem popytu na usługi, które wymagają coraz szybszego transferu danych, następuje zwrot ku infrastrukturze opartej o technologię Ethernet, która umożliwia tworzenie tańszych systemów zapewniających obsługę połączeń o przepływności 10G.

Z czasem jednak zapotrzebowanie na pasmo wzrośnie na tyle, że nawet sieci 40G, które przechodzą obecnie fazę szybkiego rozwoju, nie zapewnią wystarczającej przepustowości dla wielu przyszłych aplikacji sieciowych. Ponadto, w wielu przypadkach nie zapewniają one jeszcze właściwej ekonomiki budowy i eksploatacji. Przyczynia się to do wyboru, innych systemów przez część dostawców co w rezultacie prowadzi do rozdrobnienia rynku na poszczególne komponenty i wzrostu kosztów wdrożenia.

U zarania...

Aby sprostać tym wyzwaniom, w 2006 roku Grupa Robocza IEEE 802.3 stworzyła High Speed Study Group. Jej zadaniem było zbadanie wymagań sieciowych aplikacji nowej generacji. W wyniku tych działań, w 2007 r. doszło do zatwierdzenia wniosku

o wprowadzeniu dwóch przepustowości - 40GbE, zapewniającej łączność pomiędzy serwerami oraz pomiędzy serwerem i przełącznikiem, oraz 100GbE zapewniającej komunikację pomiędzy przełącznikami, w tym łącza punkt-punkt.

Obecnie można założyć, że sieć 40GbE, która wprowadzona została z myślą o koncentracji ruchu w centrach przetwarzania danych oraz przetwarzaniu danych w przedsiębiorstwach, będzie prawdopodobnie stosowana w sieci transportowej. Szkieletowe sieci transportowe będą z kolei wykorzystywały technologię 100Gb/s, co pozwoli na uzyskanie 2,5 krotnego wzrostu transferu danych.

Zamiast budować nowe sieci nakładkowe, co wiąże się z dużym nakładem funduszy, operatorzy realizować będą raczej programy stopniowego, bezkonfliktowego wprowadzania do sieci przepływności 100 Gb/s, obok przepływności 10 Gb/s i 40 Gb/s - co nie będzie wymagać zasadniczego przeprojektowywania sieci. Cały zamysł wprowadzenia sieci 100G opiera się bowiem na realizacji przepływności przy użyciu pojedynczego kanału, a nie przy użyciu multipleksacji odwrotnej.

Pomysł wykorzystania multipleksacji odwrotnej do zwiększenia szybkości transferu danych nie trafił na podatny grunt z racji wzrostu stopnia złożoności sieci. Problemy wynikały przede wszystkim z trudności w znalezieniu wielu sąsiadujących ze sobą kanałów. Sprawę komplikuje również metoda usuwania ewentualnych usterek, kiedy na jednym z kanałów występują błędne bity. Technika ta wymaga także użycia portów ROADM (Reconfigurable Optical Add/Drop Mulitplexer) w sieciach zawierających wyłącznie urządzenia optyczne. Przy tym nie powoduje ona jednak zwiększenia przepustowości.

Rozwój technologii wpływa na obniżenie łącznych kosztów przenoszenia jednego bita wraz ze wzrostem przepływności. Składają się na to między innymi: wynalezienie wzmacniaczy światłowodowych z domieszką atomów Erbu oraz zastosowanie mechanizmu FEC (Forward Error Correction), co umożliwia budowę sieci DWDM o przepływności 2,5 Gb/s.

Największy wpływ na rozwój sieci 100 Gb/s miały jednak nowa metoda modulacji i zasady projektowania wykorzystane przy tworzeniu sieci 10 Gb/s. Zaliczają się do nich światłowody zapewniające kompensację dyspersji, korektę wzmocnienia, rozbudowany mechanizm FEC oraz wzmacniacze Ramana. Do realizacji jednokanałowych sieci o przepływności 100 Gb/s wykorzystane zostaną mechanizmy multipleksacji polaryzacyjnej oraz rozbudowane metody modulacji. Złożone metody modulacji pozwalają na faktyczne uruchomienie sieci o przepływności 40 i 100 Gb/s. Są to: realizowana o fazę sygnału transmisja binarna (kodowanie doubinarne) i modulacja DPSK (Differential Phase Shift Keying).