李太平

【摘要】 隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，城域網(wǎng)的數(shù)據(jù)流量增加，其網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力越來(lái)越大，原有的波分設(shè)備容量已逐漸不適應(yīng)高帶寬需求了，必須盡快尋找更為合適的技術(shù)解決方案。本文從100G波分技術(shù)說(shuō)起，簡(jiǎn)述100G波分技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)，詳細(xì)論述其在城域網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】 100G波分 城域網(wǎng) 色散 關(guān)鍵技術(shù) 光功率

一、100G波分的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 碼型調(diào)制技術(shù)

從長(zhǎng)距離傳輸開(kāi)始，碼型調(diào)制技術(shù)就成為波分技術(shù)的研究重點(diǎn)。波特率越高，色散容限降低，非線性效應(yīng)增強(qiáng)。當(dāng)碼型不變時(shí)，而波特率從10G提升到40G，那么光信號(hào)的OSNR就會(huì)提升6dB，色散容限降到OSNR的1/16，非線性損害程度加深。在提高線路傳輸速率的同時(shí)解決以上這些物理效應(yīng)危害是非常必要的，必須采用更加先進(jìn)、高級(jí)的碼型調(diào)制技術(shù)。

1.2 FEC技術(shù)

FEC技術(shù)的主要功能是降低光信噪比值要求。隨著100G技術(shù)以及40G系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離更高速率的傳呼，F(xiàn)EC技術(shù)也在不斷進(jìn)步。第二代FEC技術(shù)的凈編碼增益高達(dá)8～9dB，BER容限降低至1×10-3～4×10-3。

1.3 相干接收和DSP技術(shù)

在解決長(zhǎng)距離傳輸產(chǎn)生的物理效應(yīng)危害問(wèn)題上，采用PDM-QPSK技術(shù)可以解決OSNR要求提高問(wèn)題，但是不能解決色散容限降問(wèn)題和PMD容限過(guò)小問(wèn)題。在100G波分系統(tǒng)中，使用色散補(bǔ)償模塊，在接收端設(shè)置可調(diào)節(jié)色散補(bǔ)償模塊，解決色散容限降問(wèn)題，但是這種解決措施往往會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃產(chǎn)生一定的不良影響。而光相干檢測(cè)可以探測(cè)到光場(chǎng)的偏振、幅度以及相位信息，進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，可以解決色散問(wèn)題以及PMD問(wèn)題。目前，PDM-QPSK技術(shù)、相干接收和DSP技術(shù)的配合使用已經(jīng)成為100G波分系統(tǒng)主流技術(shù)方案。

二、100G波分技術(shù)在城域網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以分成骨干層、匯聚層和接入層，其中，100G波分技術(shù)主要應(yīng)用于骨干層規(guī)劃和建設(shè)中。當(dāng)前，骨干層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一般配置為40波*10G，滿配容量為400G。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及、3G業(yè)務(wù)的增多，城域網(wǎng)的帶寬壓力逐漸增大，骨干層的波道利用率將迅速提高，甚至達(dá)到網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的臨界值。為防止未來(lái)幾年內(nèi)城域網(wǎng)的波分系統(tǒng)業(yè)務(wù)出現(xiàn)大量割接現(xiàn)象，運(yùn)用100G波分技術(shù)使未來(lái)的大顆粒業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)雙平面保護(hù)和負(fù)荷分擔(dān)，是非常有必要的。

2.1 100G波分技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

100G波分技術(shù)在城域網(wǎng)中的應(yīng)用應(yīng)采取PM-QPSK+相干光接收方案。其調(diào)制解調(diào)標(biāo)準(zhǔn)明確且單一，有利于節(jié)約選擇設(shè)備的時(shí)間，利于廠家迅速生產(chǎn)出合適的設(shè)備。相干接收能使得骨干層在遠(yuǎn)距離傳輸高速率傳輸中不需要設(shè)置專門(mén)的色散補(bǔ)償模塊，簡(jiǎn)化骨干層結(jié)構(gòu)，節(jié)約規(guī)劃建設(shè)時(shí)間。100G波分能兼容當(dāng)前城域網(wǎng)中使用的10G系統(tǒng)，可以消除100G路由器的部署障礙。最為關(guān)鍵的是，運(yùn)用100G波分技術(shù)能有效解決遠(yuǎn)距離高速率傳輸中帶來(lái)的物理效應(yīng)問(wèn)題。

2.2 光功率

在光功率上，100G波分系統(tǒng)與10G系統(tǒng)類似，因此，在運(yùn)用時(shí)只需要根據(jù)現(xiàn)有的光纖距離和光纖類型計(jì)算出線路衰耗量，然后再根據(jù)系統(tǒng)配置設(shè)備的發(fā)送和接收光功率指標(biāo)就可以規(guī)劃出光放大設(shè)備的配置方案。

2.3 色散

在10G系統(tǒng)中，往往需要安裝色散補(bǔ)償裝置解決色散容限降問(wèn)題。在100G波分系統(tǒng)中，采用QSPK調(diào)制技術(shù)后產(chǎn)生的信號(hào)在接收端可以通過(guò)相位判斷0和1，而10G系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)通過(guò)電平高低判斷0和1，而色散會(huì)影響數(shù)字信號(hào)的脈寬，進(jìn)而影響到判斷的正確性，而采用相位判斷0和1基本不受色散的影響，接收機(jī)就能迅速恢復(fù)正確的0/1序列，因此，100G波分系統(tǒng)對(duì)色散的要求也就相對(duì)較低，也就不需要考慮到色散補(bǔ)償問(wèn)題了。

2.4 光信噪比

光信噪比與光功率密切相關(guān)，在規(guī)劃城域網(wǎng)時(shí)，先計(jì)算出系統(tǒng)的線路的衰耗，確定光功率配置的光放大器，緊接著就計(jì)算出系統(tǒng)的光信噪比值。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著城域網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程的加快和100G波分技術(shù)的成熟，寬帶中國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)指日可待。100G波分技術(shù)在城域網(wǎng)骨干層中的應(yīng)用能有效降低組網(wǎng)難度，提高傳輸速率，為今后城域網(wǎng)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 張?jiān)骑w. 100G波分在城域網(wǎng)中的應(yīng)用研究[J]. 電子世界，2013（19）：142～145

[2] 胡國(guó)錦. 淺析100G波分技術(shù)及其發(fā)展[J]. 數(shù)字通信世界，2013（10）：64～66

[3] 張遠(yuǎn)望. 100G以太網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用[J]. 中興通訊技術(shù)，2009，15（5）：49～52