40Gb/s的WDM系統(tǒng)進(jìn)入規(guī)模商用階段

引言

40Gb/s技術(shù)在這幾年的發(fā)展，其規(guī)模不斷擴(kuò)大并走向成熟，前兩年國內(nèi)運(yùn)營商還在傳送網(wǎng)上開展不同規(guī)模的試驗(yàn)和小規(guī)模商用，但從2010年開始，電信和聯(lián)通等運(yùn)營商相繼在干線網(wǎng)絡(luò)上大規(guī)模引入40Gb/sWDM系統(tǒng)，標(biāo)志著基于40Gb/s的WDM系統(tǒng)已經(jīng)逐步進(jìn)入規(guī)模商用階段。100GE標(biāo)準(zhǔn)的確立，意味著100Gb/s的高速傳輸技術(shù)即將成為業(yè)界的關(guān)注點(diǎn)。

1 100G有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的確立

100G技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在IEEE、ITU-T和OIF等進(jìn)行開發(fā)。IEEE主要定義的是高速以太網(wǎng)的相關(guān)規(guī)范，也就是100G的客戶信號的相關(guān)要求，100GE的信號速率為103.125Gbit/s100ppm，需要滿足10x10G信號在屏蔽銅纜上至少傳輸7m的要求，在多模光纖上則至少要傳輸100m；4x25G信號在單模光纖上至少傳輸10km和至少傳輸40km這兩種傳輸距離的需求。ITU-T作為傳送領(lǐng)域一直以來較為強(qiáng)勢的標(biāo)準(zhǔn)組織，它定義了OTU4的速率為111809973.568kbit/s，ODU4的速率為104794445.815kbit/s，解決了未來100GE作為客戶信號映射進(jìn)OTN的兼容性問題，同時開展了相關(guān)光波分傳輸接口和FEC等方面的研究工作；OIF規(guī)范相關(guān)的電接口，對于IEEE采用何種電接口的方式進(jìn)行內(nèi)部傳送存在較大影響，同時它也開展了針對DP-QPSK碼型的100G長距傳輸研究。

2 100G傳輸現(xiàn)網(wǎng)試驗(yàn)的興起

100Gb/s的長距傳輸需求，在不久的未來有可能出現(xiàn)相應(yīng)的POS接口，如此，100GE的標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)完成。針對100G的長距傳輸情況，從2004年左右，很多設(shè)備制造商就已經(jīng)開始跟蹤和研發(fā)。這幾年來，全世界各大運(yùn)營商也對此表現(xiàn)出極大的興趣，各自開展了各種現(xiàn)場試驗(yàn)，表1所示為今年部分現(xiàn)網(wǎng)試驗(yàn)的案例。

表1 2010年100G傳輸部分現(xiàn)網(wǎng)試驗(yàn)案例

3 100G長距傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)

從調(diào)制格式和復(fù)用方式來看，100Gb/s除了基于偏振復(fù)用結(jié)合多相位調(diào)制的調(diào)制方式之外，還包括多級相位和幅度調(diào)制的調(diào)制碼型，如8/16相相移鍵控（8PSK/16PSK），16/32/64級正交幅度調(diào)制（16QAM/32QAM/64QAM）等，以及基于低速子波復(fù)用的正交頻分復(fù)用（OFDM）等。

從調(diào)制編碼解調(diào)來看，目前主要可采用直接解調(diào)和相干解調(diào)兩種方式，其中相干解調(diào)主要采用DSP技術(shù)，顯著降低了相干通信中對于激光器特性的要求。綜合考慮系統(tǒng)性能要求、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性和性價(jià)比等多種因素，業(yè)界一般看好的長距傳輸碼型為采用相干接收的PDM-QPSK。另外，受限于目前模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和DSP芯片等處理技術(shù)水平，幾乎所有高速電信號處理芯片都沒有商用解決方案，目前基于100Gb/s信號的實(shí)時相干接收處理等尚待技術(shù)突破，這是100GWDM系統(tǒng)走向商用的最大技術(shù)瓶頸。

而從OSNR容限來看，對于相同的調(diào)制格式，100Gb/s相對于40Gb/s的OSNR容限要求要提升在4dB左右，這對于系統(tǒng)研發(fā)是個很大的挑戰(zhàn)。目前因?yàn)椴捎貌煌{(diào)制格式的OSNR容限差異較大，但相同的調(diào)制格式采用相干接收后可顯著提升OSNR容限1～2dB以上，只是在OSNR上要實(shí)現(xiàn)100GWDM系統(tǒng)1000公里以上的傳輸，還需要在FEC方案、相干接收、軟判決等方面有更多的增益。

4 結(jié)語

100GE標(biāo)準(zhǔn)的正式確定，我們將會看到100GWDM長距傳輸?shù)男枨髸c日俱增，就能有效解決100G信號在省際和省內(nèi)干線層面的1000公里以內(nèi)甚至更長的傳輸需求。但是對于干線網(wǎng)絡(luò)，由于目前基于40Gb/s速率的路由器和傳輸系統(tǒng)已經(jīng)大規(guī)模部署，已經(jīng)部分解決了端口容量和端口數(shù)量的問題，預(yù)計(jì)在這2年內(nèi)，基于100Gb/s的長距都將不會成為主要的需求，但是我們相信，在這段時間內(nèi)，100G長距傳輸技