100G傳輸商用化需攻克四大技術(shù)

光通信最重要的特點(diǎn)就是具有幾乎用不盡的帶寬資源。隨著(zhù)信息社會(huì )的發(fā)展，人們對信息服務(wù)的需求量與日俱增。根據中國電信預測，在未來(lái)5年內，帶寬將以每年50%以上的速度增長(cháng)，到2010年，干線(xiàn)帶寬流量將達到50Tbps以上。100GbpsWDM系統是一個(gè)重要方向。超寬帶時(shí)代，承載網(wǎng)的核心層及骨干層面臨著(zhù)越來(lái)越大的帶寬增長(cháng)壓力。當以10G傳輸技術(shù)為基礎的承載網(wǎng)帶寬耗盡時(shí)，網(wǎng)絡(luò )平滑升級至40G、100G是最經(jīng)濟的提升網(wǎng)絡(luò )容量的方法。因此，在承載網(wǎng)的核心層及骨干層實(shí)現100G傳輸將成為必然。隨著(zhù)100GE路由器接口標準化的完成，100G的長(cháng)途傳輸也進(jìn)入了議事日程。與40GbpsWDM系統相比，100G傳輸的商用化需要解決四大關(guān)鍵技術(shù)：100G線(xiàn)路傳輸技術(shù)、100GE接口技術(shù)、100GE封裝映射技術(shù)和100G關(guān)鍵器件技術(shù)。

100G線(xiàn)路傳輸技術(shù)

現有100G線(xiàn)路傳輸技術(shù)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(cháng)的10Gbps和40GbpsOTU2、OTU3信號。這種方案不會(huì )對現有的10G或40G光傳送網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)生影響，并可以在現有的器件技術(shù)下實(shí)現，因而是現階段可實(shí)現的方案。但這種方案的波長(cháng)利用率較低，也存在波長(cháng)管理及多個(gè)波長(cháng)間時(shí)延差的控制問(wèn)題，所以這種方案不是100G線(xiàn)路傳輸技術(shù)的最終商用方案。

100G單波傳輸方案可做到“一個(gè)業(yè)務(wù)，一個(gè)波長(cháng)”,可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )的管理。從器件發(fā)展及降低OPEX的角度來(lái)看，該方案是未來(lái)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(cháng)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?yè)p傷較為嚴重。業(yè)界研究了新的碼型以降低物理?yè)p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，在現有的光網(wǎng)絡(luò )上傳輸單波100G信號，需要采用特殊的調制技術(shù)來(lái)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(cháng)區傳輸。為更好地提高接收靈敏度，有時(shí)需要采用相干電處理的技術(shù)，也就是采用電處理來(lái)解決光波長(cháng)的相干接收。目前，100GWDM的調制技術(shù)有多項選擇。從現在的發(fā)展情況看，業(yè)內相信PDM-（D）QPSK會(huì )是一個(gè)不錯的選擇，可以實(shí)現50GHz的間隔和1000公里以上的無(wú)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(diǎn)是發(fā)射機光學(xué)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(shí)驗室階段。

從系統來(lái)看，考慮到100GHz的速率只比40GHz提高2.5倍，在C波段傳輸的波長(cháng)數目應該保持與現在的WDM系統相同，因此100GHzWDM系統應該基于50GHz間隔，以提高系統容量。

100GE接口技術(shù)

100GE接口技術(shù)要解決100GE物理端口的高可靠性，并支持完善的監控和保護功能。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(xiàn)銅纜接口。

在接口架構方案上，100GE接口架構目前有MLDCAUI、APL和PBL三種方案。VLCTBI、APL、PBL方案分別根據不同的應用需求而提出。這些方案將會(huì )于近年內在IEEE進(jìn)行廣泛討論，并最終給出最佳方案。

100GE封裝映射技術(shù)

100GE適配到OTN時(shí)，可映射到OTU4中，也可反向復用到OTU2/3之中。根據100GE接口的具體實(shí)現形式，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(méi)有最終形成標準，因此將100GE映射到ODU4的方案還沒(méi)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(jìn)行標準化。采用GMP映射方法在技術(shù)上可以實(shí)現，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Multi-lane100GE的問(wèn)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(guān)鍵器件技術(shù)

業(yè)界初步估計100G關(guān)鍵器件將于2010年左右開(kāi)始生產(chǎn)，于2011年~2012年開(kāi)始規模商用。其中光模塊和高速DSP影響最大。只有高速光模塊才能實(shí)現100Gbps速率的調制。DSP則對于相干電接收至關(guān)重要，只有在100G高速率數字處理技術(shù)取得突破時(shí)，才能實(shí)現軟判決、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。