高速光傳輸系統(tǒng)正穩(wěn)步發(fā)展100G沖擊40G市場

烽火通信科技股份有限公司 | 張賓 趙坤

從10G到40G，再到100G乃至將來的400G、1T,信息社會對更高帶寬的需求不斷增長，而烽火通信在這些傳輸技術(shù)的實(shí)現(xiàn)上走在前列。

伴隨著全業(yè)務(wù)運(yùn)營的不斷深入，全網(wǎng)IP化也已成為一個(gè)不爭的事實(shí)，這一切帶來了業(yè)務(wù)量的急劇增長，對三大運(yùn)營商傳輸網(wǎng)的壓力也是越來越大，增加傳輸網(wǎng)的帶寬已是刻不容緩。目前，40G DWDM技術(shù)已經(jīng)逐步成熟并走向規(guī)模商用，初步解決了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)對于容量的迫切需求。然而，當(dāng)大家的焦點(diǎn)都集中在40G的規(guī)模商用時(shí)，2010年6月100GE標(biāo)準(zhǔn)的通過給了100G一個(gè)華麗的登場，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的爆炸式增長下，100G正在不斷地發(fā)展和完善，100G高速傳輸技術(shù)已經(jīng)成為業(yè)界關(guān)注熱點(diǎn)。

規(guī)模商用的40G受到100G沖擊

烽火通信在2010年北京通信展展出了已成熟應(yīng)用的40G WDM方案。

在經(jīng)過了接近兩年的發(fā)展與預(yù)熱，40G已經(jīng)正式成為了高速傳輸舞臺上的主角。在2010年，40G已經(jīng)成為了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主旋律，特別是在一級干線的建設(shè)上，40G DWDM成為解決帶寬需求、拓展傳輸容量的最主要技術(shù)手段。

從技術(shù)的發(fā)展來看，40G本身技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，而且伴隨著40G應(yīng)用的不斷深入，40G編碼逐漸地歸一化和集中化，其中PDPSK和RZ-DQPSK成為了設(shè)備商和運(yùn)營商最主要的選擇對象。PDPSK在OSNR容限、非線性容限等具有非常優(yōu)勢的特性，惟一的不足是其DGD容限較小，因此其主要應(yīng)用于光纜PMD指標(biāo)較好的應(yīng)用場景，定位于12×22dB跨段以下，而且成本具有明顯優(yōu)勢。RZ-DQPSK在OSNR容限、非線性容限等方面性能比較均衡，相對于PDPSK而言，其DGD容限較大，可以在PMD值更差的光纖上進(jìn)行40G的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，主要定位于16×22dB以下的應(yīng)用場景。

當(dāng)然，40G DWDM技術(shù)目前也存在一些問題，就目前來看，40G最大的瓶頸在于上游產(chǎn)業(yè)鏈的力量比較分散，供貨的速度以及價(jià)格上還需近一步的發(fā)展。特別是100G的出現(xiàn)對于40G的沖擊比較明顯：上游的器件、芯片廠家把精力更多地放在100G上面，造成40G產(chǎn)業(yè)鏈整體比較薄弱，尤其對40G的客戶側(cè)白光口模塊，雖然已經(jīng)擁有相當(dāng)?shù)墓┴浤芰Γ鋽?shù)量以及價(jià)格離業(yè)界的期望還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

作為國內(nèi)主流的光通信解決方案提供商，烽火通信充分利用烽火科技這個(gè)國內(nèi)最全面的光通信產(chǎn)業(yè)集團(tuán)，實(shí)現(xiàn)器件和芯片的自主化生產(chǎn)，加強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，掌握相關(guān)的核心技術(shù)和專利，40G WDM相繼在中國電信、中國聯(lián)通等運(yùn)營商取得應(yīng)用。2010年烽火通信更是力擔(dān)重?fù)?dān)，先后承建了中國電信南京-合肥-武漢的80×40G傳輸工程和中國電信北京-天津80×40G工程。面對工程線路距離長、技術(shù)難度大、業(yè)務(wù)量多的難題，烽火通信采用了一系列的關(guān)鍵技術(shù)，包括獨(dú)有的sDPSK和sRZ-DQPK編碼調(diào)制技術(shù)，結(jié)合功率均衡、增益鎖定、單通道精確色散補(bǔ)償技術(shù)等核心技術(shù)，很好地解決了工程OSNR受限、PMD受限等技術(shù)難題，為工程的穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。

100G關(guān)鍵技術(shù)難題已解決

100G在標(biāo)準(zhǔn)化方面目前已經(jīng)相當(dāng)完善。IEEE、ITU-T和OIF三大標(biāo)準(zhǔn)化組織分別對100G相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行了定義。IEEE主要集中對100G的客戶以太網(wǎng)信號定義，103.125G為100GE的信號速率；ITU-T則定義了OTU4，ODU4的信號速率分別為111809973.568 kbit/s、104794445.815 kbit/s，保證了100GE作為客戶信息映射到OTU信號時(shí)的兼容性問題；OIF主要定義了相關(guān)的電接口，同時(shí)業(yè)界也展開了對DP-QPSK碼型的100G長距傳輸研究。

在100G的關(guān)鍵技術(shù)方面，40G速率提高到100G，光信噪比OSNR需要增加4dB左右，為了使系統(tǒng)對光信噪比OSNR的要求降低，從而可以在現(xiàn)有的光網(wǎng)絡(luò)上傳輸單波100G信號，需要采用特殊的調(diào)制技術(shù)來降低波特率。例如采用了偏振態(tài)、相位的雙重調(diào)制的調(diào)制方式PDM-DQPSK就可以把100Gbit/s的信號速率降低到25Gbit/s，從而保證在50GHz間隔的波長區(qū)傳輸。另外，40G速率提高到100G需要更好地提高接收靈敏度，所以還需要使用相干電處理的技術(shù)，也就是在解決光波長的相干接收時(shí)采用電處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

100G調(diào)制格式目前主要有QPSK和OFDM兩種，但現(xiàn)在業(yè)界基本已經(jīng)達(dá)成共識100G碼型將必須歸一到（D）QPSK碼型上。這是主要是由于（D）QPSK碼型準(zhǔn)恒包絡(luò)的特性可以有效的降低DWDM傳輸中的交叉相位調(diào)制（XPM）效應(yīng)，同時(shí)有效提升了頻譜利用率。100G線路傳輸技術(shù)的研究也將會集中在降低信號的物理損傷和提高頻譜利用率兩個(gè)方面。運(yùn)營商將選擇這兩方面性能都較好的碼型作為100G傳送網(wǎng)絡(luò)選擇的碼型。從目前的發(fā)展情況看，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為PDM-（D）QPSK將會是未來的選擇。

100GE接口技術(shù)的發(fā)展主要解決了100GE物理端口的高可靠性問題，并支持完善的保護(hù)和監(jiān)控功能。據(jù)估計(jì)100G關(guān)鍵器件將于2011/2012年開始規(guī)模商用。100G傳送解決方案所需的關(guān)鍵高速光器件和預(yù)計(jì)的成熟時(shí)間（規(guī)模商用時(shí)間）基本都在2012年前。

烽火通信作為國內(nèi)主流的光傳輸設(shè)備供應(yīng)商，一直堅(jiān)持自主創(chuàng)新、自主研發(fā)的道路，早在2006年就已經(jīng)對100G進(jìn)行戰(zhàn)略布局。烽火公司力挑重?fù)?dān)，先后承擔(dān)國家973項(xiàng)目“超高速超大容量超長距離光傳輸基礎(chǔ)研究”和國家863項(xiàng)目“100GE光以太網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究與系統(tǒng)傳輸試驗(yàn)平臺研制”項(xiàng)目，開展了對160×100Gbit/s 2000公里的3U光傳輸系統(tǒng)開展研究，并采用業(yè)界最為先進(jìn)的編碼，實(shí)現(xiàn)更良好的OSNR及DGD容限，更適合長距傳輸。目前，烽火公司100G已經(jīng)取得里程碑進(jìn)展，解決了諸多100G的關(guān)鍵技術(shù)難題，為后續(xù)的產(chǎn)品應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。

超100G完成實(shí)驗(yàn)室測試

信息社會發(fā)展使得整個(gè)社會上的信息量正以爆炸式的速度增長，100G DWDM很顯然不是光通信發(fā)展的終點(diǎn)，當(dāng)100G的還未真正登上歷史的舞臺，單波400G乃至1T的研究也早已經(jīng)悄然展開。

由于速率的增加我們需要更加先進(jìn)的調(diào)制碼型來實(shí)現(xiàn)信號的調(diào)制，400G和1T將會綜合采用偏振復(fù)用、正交頻分復(fù)用OFDM、正交幅度調(diào)制QAM等調(diào)制格式。由于速率的提升，帶來了信號譜寬的增加，400G的信號譜寬將達(dá)到75～150GHz，其中當(dāng)采用單載波雙偏振16QAM時(shí)信號為56Gbit/s；當(dāng)采用雙載波雙偏振16QAM時(shí)信號為28Gbit/s；當(dāng)采用四載波雙偏振QPSK時(shí)信號為28Gbit/s。而1T的譜寬預(yù)計(jì)將不小于150GHz，由于譜寬的限制，C波段的波長數(shù)將受到限制，使得總傳輸速率的增長變慢，而下一步的發(fā)展我們將以開發(fā)更高級的調(diào)制格式或是使用更寬的光纖低損耗窗口來使速率達(dá)到更高的水平。

烽火通信在超100G高速傳輸領(lǐng)域同樣未雨綢繆，開始了前期的研究與開發(fā)，已經(jīng)成功完成400G和1T的實(shí)驗(yàn)室測試，引領(lǐng)業(yè)界傳輸網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展潮流。