伴随着全业务运营的不断深入,全网IP化也已经成为一个不争的事实,这一切带来了业务量的急剧增长,对三大运营商传输网的压力也越来越大,增加传输网的带宽已是刻不容缓。目前,40G DWDM技术已经逐步成熟并走向规模商用,初步解决了当前网络对于容量的迫切需求。当大家的焦点都集中在40G的规模商用时,2010年6月100GE标准的通过给了100G一个华丽的登场,在数据业务的爆炸式增长下,100G正在不断发展和完善,而且100G高速传输技术已经成为业界关注的热点。
40G DWDM 规模商用
在经过了接近两年的发展与预热,40G已经正式成为高速传输舞台上的主角。在2010年,40G已经成为网络建设的主旋律,特别是在一级干线的建设上面,40G DWDM成为解决带宽需求、拓展传输容量的最主要的技术手段。
从技术的发展来看,40G本身技术已经相当成熟,而且伴随着40G应用的不断深入,40G编码逐渐归一化和集中化,其中PDPSK和RZ-DQPSK成为设备商和运营商最主要的选择对象。PDPSK在OSNR容限、非线性容限等方面具有非常大的优势,唯一的不足在其DGD容限较小,因此其主要应用于光缆PMD指标较好的应用场景,定位于12×22dB跨段以下,而且成本具有明显优势。RZ-DQPSK在OSNR容限、非线性容限等方面性能比较均衡,相对于PDPSK而言,其DGD容限较大,可以在PMD值更差的光纤上进行40G的网络建设,主要定位于16×22dB以下的应用场景。
当然,40G DWDM技术目前也存在一些问题,就目前来看,40G最大的瓶颈在于上游产业链的力量比较分散,在供货的速度以及价格上还需近一步发展。特别是100G的出现对于40G的冲击还是比较明显,上游的器件、芯片厂家把精力更多地放在100G上面,造成40G产业链整体比较薄弱,尤其对于40G的客户侧白光口模块来讲,虽然已经具有一定的供货能力,但其数量以及价格离业界的期望还远远不够。
作为国内主流的光通信解决方案提供商,烽火通信充分利用烽火科技这个国内最全面的光通信产业集团,实现器件和芯片的自主化生产,加强自主创新能力,掌握相关的核心技术和专利,40G WDM相继在中国电信、中国联通等运营商实现应用。2010年更是窥先机力担重担,先后承建了中国电信南京-合肥-武汉的80×40G传输工程、中国电信北京-天津80×40G工程。面对工程线路距离长、技术难度大、业务量多的难题,烽火通信采用了一系列的关键技术,包括独有的sDPSK和sRZ-DQPK编码调制技术,结合功率均衡、增益锁定、单通道精确色散补偿技术等核心技术,很好地解决了工程OSNR受限、PMD受限等技术难题,为工程的稳定运行保驾护航。
业务驱动 100G 大步向前
当40G已经逐渐成为高速传输网的主要建网方式时,2010年6月100GE标准的通过给了100G华丽出场的机会,将所有人的目光拉向了100G,在业务的驱动下,100G正在大跨步地发展和完善,即将成为未来高速传输领域的主流技术。
——完善的100G标准
100G在标准化方面目前已经相当完善。IEEE、ITU-T和OIF三大标准化组织分别对100G相关的技术进行了定义。IEEE主要集中对100G的客户以太网信号定义,103.125G为100GE的信号速率;ITU-T则定义了OTU4,ODU4的信号速率分别为111809973.568 kbit/s、104794445.815kbit/s,保证了100GE作为客户信息映射到OTU信号时的兼容性;OIF主要定义了相关的电接口,同时也展开了对DP-QPSK码型的100G长距传输研究。
——100G的关键技术
40G速率提高到100G,光信噪比OSNR需要增加4dB左右,为了使系统对光信噪比OSNR的要求降低,从而可以在现有的光网络上传输单波100G信号,需要采用特殊的调制技术来降低波特率。例如采用偏振态、相位的双重调制的调制方式PDM-DQPSK就可以把100Gbps的信号速率降低到25G波特率,从而保证在50GHz间隔的波长区传输。为了更好地提高接收灵敏度,还需要使用上相干电处理的技术,也就是在解决光波长的相干接收时采用电处理技术来实现。
100G调制格式目前主要有QPSK和OFDM两种,但现在业界基本已经达成共识,100G码型将必须归一到(D)QPSK码型上。这主要是由于(D)QPSK码型准恒包络的特性可以有效地降低DWDM传输中的交叉相位调制(XPM)效应,同时有效提升了频谱利用率。100G线路传输技术的研究也将集中在降低信号的物理损伤和提高频谱利用率两个方面。运营商将选择这两方面性能都较好的码型作为100G传送网络选择的码型。从目前的发展情况看,业内普遍认为PDM-(D)QPSK将会是未来的选择,这主要是因为它可以很好地实现50GHz的间隔和1000公里以上的无电中继传输,相干光检测技术更是可以极大地提高色散容限和PMD容限。这种方式的缺点就是发射机相位调制效应容限低(XPM尤甚),光学结构复杂(PolMux),另外需要复杂的DSP 处理技术,用于后处理的高速ASIC和DAC芯片目前较少。
100GE接口技术的发展主要解决了100GE物理端口的高可靠性问题,并支持完善的保护和监控功能。100GE物理接口主要有以下三种:10G铜线铜缆接口;4×25G中短距离(3km/10km/40km)互联的SMF LAN接口;10×10G短距离(100m)互联的MMF LAN接口。100G的封装映射技术把100GE适配到OTN时,既可以映射到OTU4中,也可反向复用到OTU2/3之中。根据100GE接口的具体实现形式,可以选择不同的封装映射方式。
据估计,100G关键器件将于2011年或2012年开始规模商用。100G传送解决方案所需的关键高速光器件和预计的成熟时间(规模商用时间)基本都在2012年前。
烽火通信作为国内主流的光传输设备供应商,一直坚持自主创新、自主研发的道路,早在2006年就已经对100G进行战略布局。烽火公司力挑重担,先后承担国家“973”项目“超高速超大容量超长距离光传输基础研究”和国家“863”项目“100GE光以太网关键技术研究与系统传输试验平台研制”项目,开展了对160×100Gb/s 2000公里的3U光传输系统的研究,将采用业界最为先进的编码,有更良好的OSNR及DGD容限,更适合长距传输。目前,烽火公司100G已经取得里程碑式的进展,解决了诸多100G的关键技术难题,为后续的产品应用打下了良好的基础。
超100G 高速传输提上日程
信息社会发展使得整个社会上的信息量正以爆炸式的速度增长,100G DWDM很显然不是光通信发展的终点,当100G还未真正登上历史的舞台时,单波400G乃至1T的研究也早已悄然展开。
由于速率的增加,我们需要更加先进的调制码型来实现信号的调制,400G和1T将会综合采用偏振复用、正交频分复用OFDM、正交幅度调制QAM等调制格式。由于速率的提升带来了信号谱宽的增加,400G的信号谱宽将达到75GHz~150GHz,其中当采用单载波双偏振16QAM时信号为56G波特率;当采用双载波双偏振16QAM时信号为28G波特率;当采用四载波双偏振QPSK时信号为28G波特率。而1T的谱宽预计将不小于150GHz,由于谱宽的限制,C波段的波长数将受到限制,使得总传输速率的增长变慢,而下一步的发展将以开发更高级的调制格式或是使用更宽的光纤低损耗窗口来使速率达到更高的水平。烽火通信在超100G高速传输领域同样未雨绸缪,开始了前期的研究与开发,已经成功完成400G和1T的实验室测试 ,引领业界的发展潮流。
从10G到40G,再到100G乃至将来的400G和1T,信息社会对于带宽的需求似乎是无穷无尽的。根据预测,在未来5年之内,带宽将以每年50%至60%的速度增长,到2010年,干线带宽流量已经达到50Tbps以上。好在光纤通信几乎有用不完的带宽,随着技术的发展,单波速率将不断创造新的纪录。烽火通信作为国内一流的光通信产品解决方案供应商,积极参与100G乃至更高速率传输的研究与开发, 独立完成了国家“863”和“973”的100G项目,100G产品已经成功推出,更高速率的研究也在积极推进中。
