高速光传输系统正稳步发展100G冲击40G市场

烽火通信科技股份有限公司 | 张宾 赵坤

从10G到40G，再到100G乃至将来的400G、1T,信息社会对更高带宽的需求不断增长，而烽火通信在这些传输技术的实现上走在前列。

伴随着全业务运营的不断深入，全网IP化也已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是越来越大，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。然而，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正在不断地发展和完善，100G高速传输技术已经成为业界关注热点。

规模商用的40G受到100G冲击

烽火通信在2010年北京通信展展出了已成熟应用的40G WDM方案。

在经过了接近两年的发展与预热，40G已经正式成为了高速传输舞台上的主角。在2010年，40G已经成为了网络建设的主旋律，特别是在一级干线的建设上，40G DWDM成为解决带宽需求、拓展传输容量的最主要技术手段。

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编码逐渐地归一化和集中化，其中PDPSK和RZ-DQPSK成为了设备商和运营商最主要的选择对象。PDPSK在OSNR容限、非线性容限等具有非常优势的特性，惟一的不足是其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，供货的速度以及价格上还需近一步的发展。特别是100G的出现对于40G的冲击比较明显：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40G的客户侧白光口模块，虽然已经拥有相当的供货能力，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、中国联通等运营商取得应用。2010年烽火通信更是力担重担，先后承建了中国电信南京-合肥-武汉的80×40G传输工程和中国电信北京-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。

100G关键技术难题已解决

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、104794445.815 kbit/s，保证了100GE作为客户信息映射到OTU信号时的兼容性问题；OIF主要定义了相关的电接口，同时业界也展开了对DP-QPSK码型的100G长距传输研究。

在100G的关键技术方面，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。例如采用了偏振态、相位的双重调制的调制方式PDM-DQPSK就可以把100Gbit/s的信号速率降低到25Gbit/s，从而保证在50GHz间隔的波长区传输。另外，40G速率提高到100G需要更好地提高接收灵敏度，所以还需要使用相干电处理的技术，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。这是主要是由于（D）QPSK码型准恒包络的特性可以有效的降低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会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。

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。据估计100G关键器件将于2011/2012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160×100Gbit/s 2000公里的3U光传输系统开展研究，并采用业界最为先进的编码，实现更良好的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完成实验室测试

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的还未真正登上历史的舞台，单波400G乃至1T的研究也早已经悄然展开。

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75～150GHz，其中当采用单载波双偏振16QAM时信号为56Gbit/s；当采用双载波双偏振16QAM时信号为28Gbit/s；当采用四载波双偏振QPSK时信号为28Gbit/s。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，而下一步的发展我们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，引领业界传输网技术的发展潮流。