100G OTN大容量传输技术研究

作者/王思良、张惠，山东省信息产业服务有限公司宗；军燕，中国电信集团山东省电信

100G OTN大容量传输技术研究

作者/王思良、张惠，山东省信息产业服务有限公司宗；军燕，中国电信集团山东省电信

100G OTN是最近几年被研发的最新的传输技术，目前已经在国内部分大型本地网中进行规模部署。基于此，本文就对100G OTN大容量传输技术及其特性进行了全面的分析，为今后100G OTN大容量传输技术的可持续发展提供可靠的依据。

100G OTN；大容量；传输技术

引言

随着互联网技术的不断发展和成熟，使用互联网的用户、使用种类及宽带需求都在互联网技术发展的过程中不断增加。我国干线传输网流量是呈每年50%的速度进行增长，骨干传输网宽带也有效提高了200Tbit/s。在云计算、物联网及移动互联网等一系列的宽带技术被广泛应用的基础上，社会对于大容量传送网络的需求也不断增加。40G单波规模的部署还不到五年的时间，但是已经面临着100G的挑战和冲击。

1.浅析100G OTN大容量传输技术

100G OTN大容量传输技术主要指的是通过自身的功能和特点，使复用粒度承载能力发生变化，从而提高网络信息的传输能力。100G OTN大容量传输能够使数据精准度进一步的提高，使网络环境在运行过程中保证安全和可靠，在P网络中，能够将宽带合理分配，保持网络流量，系统需求会发生变化，但是100G OTN大容量传输技术分配粒度不会发生变化。目前，网络10G业务和1G业务变为了主流，传统点到点由于不具有1G的OTN粒度，不能够将相关业务映射到100G中。根据目前100G OTN产业的发展速度和成熟的技术分析，能够实现管道的精细运行，并且保障网络运行过程中的安全和可靠性，还能够实现多业务的高效承载。为了能够充分将100G OTN大容量传输技术的作用和价值发挥出来，相关人士设计的传输基本设备都是以不中断网络流量为基础实现动态宽带的分配，并且100G bps分配粒度调节为1G bps不定，以此实现虚拟化网络宽带。[1]

2.100G OTN大容量传输技术的要求

要想升级到100Gb/s ONT 系统，那么就要满足以下要求：其一，不影响、不串扰现有DWDM通道信号；其二，CD容限为±700ps/nm；其三，可以升级现有DWDM和OTN网络；其四，PMD容限为10ps；其五，支持50GHz通道间距。

目前升级100Gb/s OTN系统可以使用100G PM-QPSK调制模式实现。

3.100G PM-QPSK技术的特征

■3.1 完善OSNR性能

相干检测的主要优点就是具有色散补偿的能力，通过自身的能力使用小代价，从而恢复信号失真。从OSNR容限贡献不断提高方面分析，偏振复用可以增益3dB，QPSK可以增益3dB，FEC可以增益3dB，相干接受也增益了2-3dB。基于此，100G波分的OSNR容限可以达到10G。还可以解释为，在使用100G的过程中，其和10G系统有着一样的传输距离。

■3.2 色散容限

调制解调器可以实现电子色散补偿，基于此，外部就可以不用配置可调节色散补偿器。有限脉冲响应滤波器和芯片色散补偿两者具有一定的因素联系，包括拍点数量及延时量。PMD补偿关键主要是对网络中高速偏振的动态实施快速追踪。在电域内，通过DSP和ADC技术实现色散补偿能够得到无限宽色散容量，但是由于芯片的设计较为复杂，一般将CD容限设计到上万ps/nm，将PMD容限设计到几百ps。[2]

■3.3 相位调制

在40G系统中，相位调制的应用较为广泛，促进了100G中的40G系统的成熟。通过QPSK技术能够提高光载波携带的信息量，结合偏振复用能够降低100G信号波率，所以其能够使用到50GHz间隔OTN系统中，并且还有效降低了光线非线性容忍度要求。

■3.4 偏振复用

通过光信号中的两个偏振态相互正交的特点，能够有效实现同个光载波中的两路信息，从而降低信号码元速率。由于偏振复用技术较为成熟，其被广泛应用在40G系统工程中，其在在100G中是一项不可缺少的技术。偏振复用在发射机中可以实现简单的无源器件，但是难点就在接收机解偏部分。随着社会的进步及相关检测技术的不断完善，在今后，偏振复用技术能够被广泛应用到电域中，以此被处理。

■3.5 PMD容限

调制解调器可以实现PMD补偿，其关键要快速的跟踪网络中的高速偏振动态变化。PMD容限和上述色散容限是不同的，由于色散变化为静态，变化量较慢且少，一般都是由于光纤温度变化导致。

4.100G OTN大容量传输技术的优势

100G波分建网模式从技术上方面来讲有两种方案：其一，混合模式；其二，纯100G传输模式。由于混合模式速率不同，波道也会由于混合模式速率不同而受到影响，从而导致传输损伤现象的出现。目前,100G性价比要不断高出40G和10G的性价比，所以在100G波分建网中普遍使用的都是100G传输模式。

要想满足高速路由的传输需求，可以使用PM-QPSK。在系统组网过程中，可以不对PM-QPSK进行色散补偿，从而降低了链路中放大器的数量，优化设计，从而大大降低建网的成本。在城域网中进行组网的时候，不用考虑路由器长短影响色散的问题，能够串通多个ROADM节点，提高组网的灵活性和高效性。

100G波分系统的产生是在高速率传输下，这就导致它的主要建设集中在一干和二干两个层面，大兴本地网层面是最后考虑。100G OTN大容量传输技术具有较强的交叉能力，可以提供宽带的使用效率，并且还能够提高组网的灵活性。在进行大型本地网组网过程中，可以融入智能平面控制和ROADM，从而提高其智能性，使网络信息可以进行自动维护及自动更新，以此大大的降低投入成本，使运行变得更加简单，实现智能调度和业务端到端配置。

40波分技术由于受到限制的影响和PMD、CD的限制，尤其是在PMD不能在40G系统中进行补偿或者抑制的情况下，由于自身的原因使其寿命较短。但是100G波分技术可以在系统设计方面打破这两者的限制，所以，自动100G波分技术从研发开始就受到了各界人士的广泛关注。在与其相关的产业和行业都在逐步成熟的过程中，它的优势也不断的体现了出来。据调查，目前主流厂家的10G波道造价大概为10w/波，100G波道造价大概为50w/波，以此就可以看出来100G系统就有较高的性价比，再配以16T大宽带容量，那么就不需要建设配套光缆。所以，在之后干线传输建设方面，100G将会是其的主要内容，并且100G OTN也会成为建设本地网的重点内容。[3]

5.对100G OTN大容量传输技术相关建议

首先，根据实际需求布置100G和40G两种bit/s，如果是要传送大容量的业务，那么就可以将其相互协调。有两种高速传输技术：其一，40G bit/s；其二，100G bit/s。

另外，在进行FEC选择的过程中，要全面考虑成本和性能，一般不限制FEC实现的差异性和方式，在应用过程中只要性能能够满足应用的需求，不论是SD还是HD实现，都不能够从技术性能方面进行评价。

再者，在现社会中的监视100G bit/S DM系统传输性能中，综合评价电层指标和光层指标是非常重要的，因为其系统性能的变化具有多种原因，那么就要全面考虑纠错前误码率指标，如果有一个指标没有得到满足，那么这个系统就不符合标准。

其次，在实验过程中，100G bit/s虽然获得了验证，实验测试结果整体性良好，但是在实际的应用过程中，数据对于其中的数据并没有完全的验证，那么考虑到网络的稳定性和安全性，可以在部署100G bit/s技术的过程中使用循序渐进的方式，提高传输网的时候，使传输系统具有可靠性和稳定性。

最后，因为40G bit/s技术具有非常强烈的市场竞争，这就导致整个产业处于微利甚至亏本的状态，这就阻碍了其的发展。基于此，建议各种设备商、运营商及研究设计机构能够协调努力，统一新技术在应用过程中的价格，以此得到盈利，保证100G bit/s产业的持续发展。

6.结束语

在100G规模部署的过程中，400G也正在逐渐的进入到现社会人们的视野中。将OFDM技术使用在四个基于100Gbit/s PM-QPSK调制子载波中，可以构建成为400G超级通道。有下一代波长整形、软判决等一系列的技术都在迈向成熟阶段，400G系统也会在此过程中不断的发展。目前我们所处的社会就是一个信息时代，人们对于同心宽带的要求及需求将会越来越高，并且也是没有止境的，IT技术也将会在这个时代中展现自己的优势和特点。

＊ [1]周健.100G OTN大容量传输技术解析[J].邮电设计技术,2013(2):24—25.

＊ [2]李纯丹.100G OTN大容量传输技术浅析[J].科技与创新,2014(11):133—134.

＊ [3]王鹏.100G OTN大容量传输技术分析[J].硅谷,2014(19):60—60.