烽火通信全力推動100G規模部署

烽火通信

烽火通信全力推動100G規模部署

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烽火通信100G OTN產品同時提供支線路合一和支線路分離兩種解決方案，單盤采用第二代40nm工藝ASIC芯片，具有功耗低（OTU典型功耗150W）和集成度高的優點。

基于數字相干接收PM-QPSK調制的100G光傳輸技術在長距離光傳輸技術史上具有里程碑意義，這不僅僅體現在100G光傳輸性能的巨大提升和建網運維的顯著優勢上，更是由于其為后續更高速率傳輸技術的發展奠定了基礎。今后的超100G光傳輸將繼承100G光傳輸系統的設計思想，采用偏振復用、多級調制提高頻譜效率，采用OFDM技術規避目前光電子器件帶寬和開關速度的限制，采用數字相干接收提高接收機靈敏度和信道均衡能力。然而，超100G光傳輸由于非線性效應的限制，傳輸距離和頻譜效率之間的矛盾非常顯著，選擇更高級別的QAM調制提高頻譜效率和傳輸速率，其傳輸距離可能遠低于目前100G系統。這決定了100G速率在長距離光傳輸應用上會占據一個比較長的時間窗口，其大規模在網應用時間保守估計在10年以上。

100G傳輸系統的五大優勢

100G光傳輸采用數字相干接收機通過相位分集和偏振態分集將光信號的所有光學屬性映射到電域，利用成熟的數字信號處理技術在電域實現了偏振解復用、信道損傷（CD、PMD、非線性效應）均衡補償、時序恢復、載波相位估計、符號估計和線性解碼。數字相干接收技術使得光傳輸系統具有足夠的色散容限和偏振模容限，無需考慮線路傳輸上的色度色散和偏振模色散的影響，這給網絡建設和運維帶來一系列好處，主要包括以下5個方面。

① 簡化了傳輸線路上的光學色散補償和偏振解復用設計，線路設計更簡單；

② 消除了低PMD光纖的依賴，適用于各種規格的傳輸光纖，方便光纖線路速率升級；

③ 消除了傳輸線路DCF光纖非線性效應的影響，減少了線路放大器的數量和ASE噪聲的影響，降低了線路成本，提升了系統長距傳輸能力；

④ 減小了線路傳輸時延，按照1km光纖5us的時延計算，消除DCF光纖所帶來的時延減少非?？捎^，這對時延敏感的應用環境意義重大；

⑤ 保護恢復時間小于50ms，（不同于40G系統）100G數字信號處理自適應色散補償算法收斂迅速，完全滿足電信級恢復時延要求。

100G發射機和接收機是一個互補的整體，對其性能的評估不宜分離割裂開來進行分析。10G/40G光傳輸系統中線路損傷的補償和均衡大都在線路上通過光域補償器件完成，發射機和接收機的信道均衡能力比較弱，在發射端和接收端分別定義相關的模板參數就足以評估發射機和接收機的性能。與以往10G/40G速率不同，基于數字相干接收的100G光傳輸，其包括色散補償在內的信道均衡通過數字信號處理的方式實現，信道均衡補償算法可以置于發射機或/和接收機。由于各廠家信道均衡算法不同，信道均衡能力在發射機和接收機分配方案不一致，無法界定一個參數模版對100G的發射機和接收機性能進行優劣好壞評估。

100G系統性能評估方法尚有欠缺

對于100G系統的性能評估，業界上尚未有成熟統一的評估方法，目前業界提出的性能監測評估方法有Q值（糾前誤碼率通過誤差函數(erfc)與Q值相對應）、光信噪比（OSNR）、光功率、以及誤差矢量幅度（EVM∶ Error Vector Magnitude）等。

實際上，考慮到非線性效應的影響，OSNR作為一個傳輸光信號性能指標已經不適用于相位調制的光信號，但業界已經習慣于沿襲該適合于10G強度調制的指標。但對于基于PM-QPSK調制的100G系統而言，非線性效應的影響非常突出，無法與40G相位調制（DPSK、DQPSK）那樣繼續采取忽視的態度。總之，基于非線性效應影響的考慮，OSNR已經不適合作為100G 光傳輸性能的評價指標，但考慮到用戶的運維習慣，可以作為一個參考。這在CCSA《N×100Gb/s光波分復用（WDM）系統技術要求》中采用糾前誤碼和Q值而不是OSNR來評價系統性能就已經得到很好的詮釋。

Q值（糾前誤碼率）可以比較全面地反應收發機之間光傳輸性能，但由于其為系統整體傳輸指標，無法具體描述鏈路運行狀況，對網絡運維價值有限。考慮到光功率和Q值均可在線監測，兩者配合使用可以滿足運維要求。一旦線路調試完畢，各監測點光功率的變化即可完全反映系統運行狀況。當監測到各傳輸通道Q值劣化后，追蹤各監測點光功率變化即可定位線路問題。烽火網管系統可實時反映各通道Q值和監測點光功率變化，并提供實時預警分析以提高運維效率。

誤差矢量幅度（EVM）可在監測點用DSP恢復為星座圖后評估發射機和傳輸性能，可以同時反映強度和相位噪聲的影響且不受調制格式限制，是100G乃至超100G傳輸理想的性能監測方式，但由于相關標準化進程緩慢，其成熟商用還需要一段時間。

作為中國優秀的信息通信領域設備與網絡解決方案提供商、烽火通信在國家973項目《超高速超大容量超長距離光傳輸基礎研究》和國家863項目《100GE光以太網關鍵技術與傳輸實驗系統》的支撐下一直致力于100G及超100G光傳輸技術研究和開發，并于2011年全球首次在實驗室實現單光源1．92Tbit/s和C波段30．7Tbit/s光傳輸。

烽火通信100G系統的典型特色

烽火100G系統于2011年12月率先通過中國電信組織的全球最大規模100G測試，較其他廠家提前1～2個月，測試各項性能指標領先。在2012年3月馬來電信組織的100G系統測試中各項指標第一。隨后通過了中國移動和中國聯通組織的100G系統測試，并于2012年8月率先通過中國移動組織的杭州-福州100G OTN現網測試。經過測試和驗證，烽火通信100G具有如下特點。

① 采用數字相干檢測偏振復用正交相移鍵控(PM-QPSK)調制技術，支持50GHz通道間隔；

② 單根光纖C波段滿配9．6Tb/s無電中繼傳輸距離經現網測試超過2600km，可成倍提高光纜的利用效率，減少布纖施工，降低網絡成本；

③ 憑借優異的電域補償算法消除了100G光信號在傳輸過程中CD/PMD限制（CD容限大于60000ps/nm，DGD容限大于105ps），使其對光纖CD/PMD參數不敏感, 線路上無需CD、PMD補償模塊，精簡鏈路設計，降低線路傳輸的故障率，簡化了網絡維護；

④ 采用13%開銷的SD-LDPC和7%開銷EFEC相結合的前向糾錯編碼算法以較小的實現復雜度和處理時延獲得12dB的編碼增益，糾錯極限達到2e-2，確保了網絡傳輸可靠性、穩定性和健壯性。

⑤ 具有很強的ROADM級聯穿透能力(23級ROADM級聯OSNR代價小于0．5dB)，支持全光交叉靈活調度；

⑥ OMSP/OLP保護倒換時間＜50ms，滿足電信級保護倒換時間要求；

⑦ 與現有WDM傳輸系統兼容，可實現現網10G/40G系統的平滑升級, 系統擴容簡單方便。

烽火憑借在100G技術領域的長期積累，不但在國際國內多次測試中以優異的成績獲得了廣泛的肯定，而且成功建設了多個100G商用工程。烽火100G系統在武漢電信、馬來西亞電信（TM）取得了規模商用，在廣東電信、黑龍江移動、泰國CAT也已投入應用，此外還有多個100G項目正在洽談之中。放眼不太遙遠的未來，100G WDM/OTN將迎來在國際國內干線承載網及大型本地/城域網的全面鋪開，烽火有信心依靠技術、設備以及服務，在100G商用浪潮中取得矚目的成績。