100G傳輸商用化需攻克四大技術

         光通信最重要的特點就是具有幾乎用不盡的帶寬資源。隨著信息社會的發(fā)展,人們對信息服務的需求量與日俱增。根據(jù)中國電信預測,在未來5年內,帶寬將以每年50%以上的速度增長,到2010年,干線帶寬流量將達到50Tbps以上。100GbpsWDM系統(tǒng)是一個重要方向。超寬帶時代,承載網(wǎng)的核心層及骨干層面臨著越來越大的帶寬增長壓力。當以10G傳輸技術為基礎的承載網(wǎng)帶寬耗盡時,網(wǎng)絡平滑升級至40G、100G是最經(jīng)濟的提升網(wǎng)絡容量的方法。因此,在承載網(wǎng)的核心層及骨干層實現(xiàn)100G傳輸將成為必然。隨著100GE路由器接口標準化的完成,100G的長途傳輸也進入了議事日程。與40GbpsWDM系統(tǒng)相比,100G傳輸?shù)纳逃没枰鉀Q四大關鍵技術:100G線路傳輸技術、100GE接口技術、100GE封裝映射技術和100G關鍵器件技術。 

　　100G線路傳輸技術

　　現(xiàn)有100G線路傳輸技術主要有兩種方案:多波傳輸方案和單波傳輸方案。在100G多波傳輸方案中,100G信號反向復用為多波長的 10Gbps和40GbpsOTU2、OTU3信號。這種方案不會對現(xiàn)有的10G或40G光傳送網(wǎng)絡產(chǎn)生影響,并可以在現(xiàn)有的器件技術下實現(xiàn),因而是現(xiàn)階段可實現(xiàn)的方案。但這種方案的波長利用率較低,也存在波長管理及多個波長間時延差的控制問題,所以這種方案不是100G線路傳輸技術的最終商用方案。

　　100G單波傳輸方案可做到“一個業(yè)務,一個波長”,可以簡化網(wǎng)絡的管理。從器件發(fā)展及降低OPEX的角度來看,該方案是未來發(fā)展的方向。業(yè)界所討論的100G傳輸基本上是討論100Gbps單波的長途傳輸。由于波特率的提升,100G單波傳輸信號所受到的各種物理損傷較為嚴重。業(yè)界研究了新的碼型以降低物理損傷對100G信號的影響。

　　40G速率提高到100G,光信噪比OSNR需要增加4dB左右,為了降低光信噪比OSNR的要求,在現(xiàn)有的光網(wǎng)絡上傳輸單波100G信號,需要采用特殊的調制技術來降低波特率。例如PDM-DQPSK由于采用了偏振態(tài)、相位的雙重調制,就可以把100Gbps的信號速率降低到25G波特率,從而保證在50GHz間隔的波長區(qū)傳輸。為更好地提高接收靈敏度,有時需要采用相干電處理的技術,也就是采用電處理來解決光波長的相干接收。目前,100GWDM的調制技術有多項選擇。從現(xiàn)在的發(fā)展情況看,業(yè)內相信PDM-（D）QPSK會是一個不錯的選擇,可以實現(xiàn)50GHz的間隔和1000 公里以上的無電中繼傳輸,相干光檢測可以極大程度地提高色散容限和PMD容限。缺點是發(fā)射機光學結構復雜,相位調制效應容限低,另外需要復雜的DSP處理,用于后處理的高速DAC和ASIC芯片目前較少。目前,該方向的研究還處于實驗室階段。

　　從系統(tǒng)來看,考慮到100GHz的速率只比40GHz提高2.5倍,在C波段傳輸?shù)牟ㄩL數(shù)目應該保持與現(xiàn)在的WDM系統(tǒng)相同,因此100GHzWDM系統(tǒng)應該基于50GHz間隔,以提高系統(tǒng)容量。

　　100GE接口技術

　　100GE接口技術要解決100GE物理端口的高可靠性,并支持完善的監(jiān)控和保護功能。100GE物理接口主要有三種:10×10G短距離（100m）互聯(lián)的MMFLAN接口;4×25G中短距離（3km、10km、40km）互聯(lián)的SMFLAN接口;10G銅線銅纜接口。

　　在接口架構方案上,100GE接口架構目前有MLD&CAUI、APL和PBL三種方案。VL&CTBI、APL、PBL方案分別根據(jù)不同的應用需求而提出。這些方案將會于近年內在IEEE進行廣泛討論,并最終給出最佳方案。100GE封裝映射技術

　　100GE適配到OTN時,可映射到OTU4中,也可反向復用到OTU2/3之中。根據(jù)100GE接口的具體實現(xiàn)形式,存在多條封裝映射路徑。第一,100GE串行信號映射到ODU4。ODU4、OTU4的具體速率正在討論中,有130Gbps和112Gbps兩種選擇。由于ODU4/OTU4 的速率目前還沒有最終形成標準,因此將100GE映射到ODU4的方案還沒有最終確定。第二,100GE串行信號反向復用到ODU2e、ODU2、 ODU3。其主要有O－DU2e-10v反向復用和ODU2-11v或ODU3-3v反向復用兩種方案。ITU-TQ11已經(jīng)明確將對這兩種封裝映射路徑進行標準化。采用GMP映射方法在技術上可以實現(xiàn),但標準還不成熟。第三,100GE信號反向復用到10×10G或4×25G。這種方案將高速串行的 100GE信號反向復用為10G或25G低速并行的信號。目前,ITU正在討論承載Multilane100GE的問題,主要有Multi- lanePCS層匯聚再映射到OTN,以及比特透明獨立映射兩種解決方案。

　　100G關鍵器件技術

　　業(yè)界初步估計100G關鍵器件將于2010年左右開始生產(chǎn),于2011年~2012年開始規(guī)模商用。其中光模塊和高速DSP影響最大。只有高速光模塊才能實現(xiàn)100Gbps速率的調制。DSP則對于相干電接收至關重要,只有在100G高速率數(shù)字處理技術取得突破時,才能實現(xiàn)軟判決、相干電接收的復雜電處理,從而提高接收靈敏度,加大100G的傳輸距離。