ＥＤＣ技術：誰是最后的贏家？

概述

EDC(電色散補償)技術的研究由來已久。兩大市場應用使得對這一技術的研究興趣經久不衰，一是單模光纖長途通信網，EDC技術的應用，可使得傳輸距離從現有的80公里極限擴充至120公里，減少了光鏈路器件的使用，大大提高了網絡效率；其二是多模光纖企業網絡應用。EDC技術使得提供低成本(大批量)，低功耗，小型化的，多模光纖端口成為可能，從而支持300米的多模光纖鏈路。

然而，技術的發展并非一帆風順。早在2002年，Santel Networks宣稱經過兩年的努力，公司率先推出商用的EDC芯片產品，而在2003年公司卻因技術原因淡出通訊市場。人們似乎還沒找到一種更完善更經濟的方法解決色散補償的問題。其問，一些大芯片制造商，如AMCC，BROADCOM并沒放棄相關研究，先后推出一些相關產品，在這一技術領域泛起層層漣漪。隨著10G以太網的市場不斷推廣應用，一些新興芯片公司如Scintera，Phyworks，Aelis，光模塊制造商如Big Bear Network，Agilent，Finisar，Intel等紛紛登場，演示各自的EDC解決方案。標準制訂的研究小組也應運而生。一時間，EDC，這一號稱繼EDFA(摻鉺光纖放大器)之后光通信的又一輪技術革命，成為了業界工程師們茶余飯后一個熱門的時尚話題。但誰能真正解決這一技術難題，贏得市場?人們都在拭目以待。

工作原理

在數字通信系統中，色散是造成信號失真的一個主要因素。人們對次已經進行了很多的研究，并在某些領域取得了成功的應用。比如在無線通信領域，較常用的方法有OFDM(t交頻分復用)，PAM-N(脈沖幅度調制一N)和擴頻方式。然而這些方法均因為計算程度較高、調制方式復雜、工作頻率受限等問題，難于適用于10Gb／s的光通信系統。

對10G單模光纖長距離／超長距離通信系統，普通單模光纖在1550nm附近的色散系數是17ps／nm／km，最大色散容限是1 000ps／nm，需要進行補償。目前，最常用并獲得網上驗證的方法是采用斜率補償的色散補償光纖，但這種光纖具有較強的非線性，插損也較大。一般需要置于兩EDFA之間，這大大增加了系統成本。相對于EDC技術，后者具有補償方式靈活，成本低廉等優勢。

在傳統的多模光纖的企業網中，大多采用62．5um的多模光纖，如今網絡的升級所面臨的問題是支持10GE在傳統的光纖上傳輸300m距離。采用10GBASE-LX4是解決這一問題的一種迂回的方式，即把信號通過波分復用技術分為4個1310nm的通道，每個通道的傳輸速率降為3．125G，以支持300m的多模光纖傳輸。這種方式比較直觀，但需要使用4個激光器，4個光探測器。價格的昂貴使得它必將被市場所淘汰。

EDC通過對接收光信號在電域進行抽樣，軟件優化和信號復原，從而有效的調整接收信號的波形，恢復由于色散、PMD和非線性引起的光信號展寬和失真，從而達到色散補償的效果。EDC技術的核心在于自適應濾波器的設計。其實現方式也各有不同，通常有以下三種方法：FFE(前饋式均衡器)，DFE(分布式反饋均衡器)，和最大似然序列估計法(MLSR)。其中最大似然序列估計法補償性能最好，但功耗也最大，而且繁重的開銷計算，對10G的系統不太實用。一般采用結合FFE和DFE進行補償。其結構框圖如1所示。

其中，前饋式均衡器(FFE)由一個有限沖擊響應濾波器(FIR)構成，輸入信號通過一分級延時電路，將每一節的輸出加權累加得到濾波器的輸出。延時電路的級數和級間距取決于由于傳輸信道造成的脈沖展寬。FFE是一線性濾波器，它可以設計成具有和光通道相反的傳輸特性，從而抵消色散的線性成分。判決反饋均衡器(DFE)的主要作用是補償失真信號的非線性成分。它和判決器一起構成反饋回路，用均方誤差(MSE)準則優化均衡器系數，基于前面探測到的信號動態調節判決閾值電平，消除碼間干擾(IsI)。EDC的色散補償效果可由圖2的測試眼圖顯示出來。其設計的難點在于既要提供高性能的濾波補償，又要滿足系統設計中功率預算要求。

標準化進程

EDC技術的進展推動了其標準化進程。技術的標準化有利于網絡的互連和互操作，同時大幅度縮短新產品的研制周期和節省研制經費，提高產品的通用性和可靠性，實現信息資源的共享和系統高效運轉。

對于在長距離(LR，80km)和超長距離(VR，120km)10G的單模光纖應用，光互聯論壇(0IF)，一個目前定義針對光鏈路的10Gbps互操作性規范的組織，在2004年由其物理鏈路層集團(PLLWG)開始著手EDC的標準化工作。該集團首先對10GbpsEDC的技術狀況進行了回顧，并評估了各器件的仿真和測試性能。基于這些能證實EDC可支持2400ps／km鏈路(1 20km)的仿真測試數據，OIF給ITU-T提供了一整套包含EDC技術的應用代碼。這些應用代碼提供了基本的光電接口，大大推動了下一代低成本、高性能的網絡建設。

在以太網的應用領域，10G的EDC技術標準化需要解決兩大問題，一是支持FDDI的傳統多模光纖300米信號傳輸，二是降低300米應用的光模塊成本。事實上，EDC的概念在IEEE 802．3as制訂100BASE-T、100BASE-F標準時就已提出，但因其不能滿足功率預算的要求而放棄。其后，在2002年，IEEE 802．3ae完成了10GBASE-LR／ER／SR和LX4的標準，以滿足10G早期市場的要求，繼而又開發了1 0GBASE-CX4和1 0GBASE-T(預計2006年完成)。這些標準均未能解決以上兩大問題，因此IEEE在2004年5月正式成立802．3aq標準項目，授權進行10GBSAE-LRM的光模塊開發，以提供低成本，大批量，低功率，小型化的光接口，在已安裝的500MHz km多模光纖上，支持最少220米的鏈路，在選定的多模光纖(模式帶寬達1 500／500MHzkm)上，支持最少300米的光鏈路傳輸。EDC技術是實現這一模塊的關鍵，其標準也隨之而定。目前，IEEE802．3aq工作組集合了許多光纖領域、電均衡領域和光收發一體模塊設計領域的專家，進行了從理論到實踐的全面分析，并制訂了如圖3所示的標準化進程時間表，EDC的標準化已是指日可待。

各廠商研究進展及產品特點

市場的需求使得許多廠商紛紛投人人力物力進行EDC產品的研制開發。從芯片制造商，光模塊供應商到系統集成商都先后展示了相關的解決方案，也有多家公司聯合開發這一技術，目前已可為用戶提供樣片。表1列舉了一些廠商的研制情況，并對其產品的特點，應用范圍進行比較說明。

市場前景分析

當人們在關注EDC技術怎樣運用于傳統多模光纖解決300米傳輸問題的同時，這項技術已經在AMCC，Broadcom，Coreoptics等幾家芯片制造商的推動下，嵌入了各種長距離和超長距離應用的光模塊中，走向10G甚而40G的通信市場。據全球領先的工業分析公司CIR預測，10G的系統市場在2008年將達到32億美元，而光器件和模塊的市場將達到8．56億美元。

而對于10GBASE—LRM的市場，據預測它將達到4－6億美元。這一估計是基于建筑物已安裝的主干鏈路的光纖長度分布所得出的。如圖4所示，在所有已安裝的建筑物主干光鏈路中，300米以下的光鏈路占了近85％。

至2007年，全球安裝的300米以下主干雙向光鏈路將達54，653公里。其中傳統的62．5gm，200／500MHz-km(OM 1)和50gm，500／500 MHz-km(OM2)多模光纖仍有50％。市場迫切地需要新技術能提供低成本，大批量的優質服務。EDC技術在傳輸距離、芯片／模塊大小、功耗、成本等方面都具有相當的優勢。誰最先在技術上取得突破并成功的控制價格，誰就將占有這一市場，成為真正的贏家。