劉成耀 劉晉

一、前言

波分的傳輸技術(shù)發(fā)展越來(lái)越迅速，并且向著更高傳輸容量、更長(zhǎng)的傳輸距離和更低的傳輸成本方向提升，同時(shí)由傳統(tǒng)的WDM波分向OTN波分進(jìn)化，在數(shù)據(jù)流量繁忙的骨干網(wǎng)上，大規(guī)模使用的100G波分傳輸系統(tǒng)帶寬變得越來(lái)越緊張。本文對(duì)現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并對(duì)100G波分的應(yīng)用展開(kāi)探討。

二、100G 波分主要的技術(shù)

（一）碼型調(diào)制

波分技術(shù)中，碼型調(diào)制技術(shù)作為長(zhǎng)距離傳輸?shù)囊环N優(yōu)化光信號(hào)的技術(shù)，成為了網(wǎng)絡(luò)科學(xué)家們研究的主要課題。運(yùn)用此技術(shù)來(lái)提高了波特率，以此同時(shí)降低了色散容限，逐漸增強(qiáng)了非線(xiàn)性的效應(yīng)。不改變碼型，如果提升10G的波特率到40G，那么光信號(hào)的OSNR就會(huì)獲得6dB的提升，色散容限變成了OSNR的十六分之一，把非線(xiàn)性損害很大的加深了，因此在對(duì)線(xiàn)路傳輸速率進(jìn)行提升的時(shí)候，必須要對(duì)上述現(xiàn)象所帶來(lái)的危害進(jìn)行應(yīng)對(duì)。因此對(duì)于100G波分技術(shù)來(lái)講，勢(shì)必要更新碼型調(diào)制技術(shù)，來(lái)把上述的物理效應(yīng)危害進(jìn)行杜絕。

（二）FEC的技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)的功能主要是對(duì)光信噪比值進(jìn)行降低。100G技術(shù)和40G系統(tǒng)在不斷的發(fā)展和提升，想要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離高速率的傳呼，要求FEC技術(shù)不斷進(jìn)步。第二代FEC技術(shù)凈編碼增益高達(dá)8～9dB，ER容限降低至1×10-3～4×10-3。

（三）相干接收和 DSP 技術(shù)

目前，為了解決光信號(hào)長(zhǎng)距離運(yùn)輸中的物理效應(yīng)危害，PDM-QPSK技術(shù)在其中發(fā)揮著重要作用。隨著OSNR的要求日趨攀升，應(yīng)用PDM-QPSK技術(shù)在減小物理效應(yīng)危害問(wèn)題上仍然功不可沒(méi)。 但是該技術(shù)對(duì)于色散容限降和PMD容限過(guò)小問(wèn)題上沒(méi)有仍然束手無(wú)策。在100G波分系統(tǒng)中，如果通過(guò)色散補(bǔ)償模塊，可以在接收端實(shí)現(xiàn)對(duì)色散容限的補(bǔ)償，從而使得色散容限降的問(wèn)題得到優(yōu)化。 但是，這種解決問(wèn)題的方法對(duì)于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃產(chǎn)生了一些不好的影響。 通過(guò)光相干檢測(cè)可以對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)光場(chǎng)偏振以及偏振幅度的檢測(cè)，從而對(duì)信號(hào)加以處理，使得色散問(wèn)題得到有效解決。在100G波分技術(shù)中，采用將PDM-QPSK技術(shù)、相干接收和DSP技術(shù)相結(jié)合的方案，對(duì)PDM-QPSK技術(shù)、相干接收和DSP技術(shù)相結(jié)合的方案，對(duì)100G 波分系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

三、100G 傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用分析

1.長(zhǎng)途骨干網(wǎng)

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，帶來(lái)了100G的發(fā)展，尤其是運(yùn)營(yíng)商骨干網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的帶寬增長(zhǎng)，迅速的消耗掉了原先的10G/40G波道，因此需要100G系統(tǒng)提供超大帶寬、節(jié)省波道資源。

2.大型IDC互聯(lián)

互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等這些業(yè)務(wù)的大量興起并蓬勃發(fā)展，要求較高的帶寬實(shí)時(shí)性，而且對(duì)輸時(shí)延較為敏感，分發(fā)內(nèi)容通常都是采用數(shù)據(jù)中心來(lái)進(jìn)行。

3.大型城域網(wǎng)

大量業(yè)務(wù)的開(kāi)展，比如部署LTE網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)、IPTV、 視頻點(diǎn)

播和大客戶(hù)專(zhuān)線(xiàn)等，逐漸加大了城域網(wǎng)絡(luò)城域網(wǎng)絡(luò)的帶寬壓力，接入、匯聚層節(jié)點(diǎn)數(shù)量及帶寬的攀升促使了在城域核心層需要部署100GWDM/OTN設(shè)備來(lái)進(jìn)行大帶寬業(yè)務(wù)的流量匯聚并與長(zhǎng)途傳輸設(shè)備接口。

四、相關(guān)的建議

（一）根據(jù)需要來(lái)布置100G bit/s和40G bit/s，如果需要傳送大容量的業(yè)務(wù)，就進(jìn)行協(xié)調(diào)，高速傳輸技術(shù)有兩種，一種是40G bit/s，另一種是100G bit/s。

（2） 在選擇100Gbit/s的FEC的時(shí)候要綜合考慮性能和成本，建議不要對(duì)FEC實(shí)現(xiàn)方式和差異性進(jìn)行限制，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，不管實(shí)現(xiàn)HD實(shí)現(xiàn)還是SD實(shí)現(xiàn)，只要其性能符合應(yīng)用的需求，就不能從技術(shù)性能方面來(lái)評(píng)價(jià)。

（三） 現(xiàn)如今，在監(jiān)視100G bit/SW DM系統(tǒng)傳輸性能方面，綜合性的評(píng)估光層指標(biāo)（OSNR）和電層指標(biāo)（FEC糾錯(cuò)前誤碼率/QDB）更加重要，由于100G bit/s系統(tǒng)性能變化的原因具有多樣性，所以要考慮到OSNRFEC糾錯(cuò)前誤碼率指標(biāo)，如果任何一個(gè)指標(biāo)沒(méi)有滿(mǎn)足，就判斷為系統(tǒng)沒(méi)有符合標(biāo)準(zhǔn)。

（四）雖然100G bit/s在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中獲得了充分的驗(yàn)證，并且實(shí)驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果整體性比較好，但是應(yīng)用的實(shí)際工程中，實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)還沒(méi)有對(duì)所有的問(wèn)題進(jìn)行完全的驗(yàn)證。因此需要考慮網(wǎng)絡(luò)的安全和穩(wěn)定，建議在具體部署100 Gbit/s技術(shù)的時(shí)候采取循序漸進(jìn)的方式，在進(jìn)一步顯著提升傳送網(wǎng)傳輸容量的同時(shí)，盡可能保證傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

（五）促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的一個(gè)方式就是要使得價(jià)格合理，由于40G bit/s技術(shù)多傳輸碼型的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)烈，使得產(chǎn)業(yè)整體上屬于微利或者是虧本的狀態(tài)，所以在一定程度上嚴(yán)重阻礙了40G bit/s產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展。雖然100G bit/s技術(shù)傳輸碼型趨同，但是因?yàn)槭嵌嗉夜?yīng)商并存的現(xiàn)狀，所以很有可能導(dǎo)致惡意的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，在100G bit/s設(shè)備在競(jìng)標(biāo)時(shí)，如果不及時(shí)遏制，40G bit/s技術(shù)出現(xiàn)的后果就會(huì)出現(xiàn)在100G bit/s產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面，那么就會(huì)嚴(yán)重的阻礙到整個(gè)高速傳輸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，具有著巨大信息容量承載的100G bit/s傳輸設(shè)備，其在線(xiàn)生命周期就有可能會(huì)被嚴(yán)重的縮短了，因此建議建議運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商、器件模塊商、設(shè)計(jì)和研究機(jī)構(gòu)等共同協(xié)調(diào)和努力，使得100G bit/s新技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中價(jià)格統(tǒng)一并合理，獲得盈利，這樣的話(huà)才能維護(hù)并促進(jìn)100G bit/s產(chǎn)業(yè)鏈健康穩(wěn)定發(fā)展。

五、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述的分析，說(shuō)明100G波分技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的非常成熟，具有了商用規(guī)模，將來(lái)的發(fā)展方向是慢慢把設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用成本進(jìn)行降低，100G波分技術(shù)屬于長(zhǎng)距傳輸?shù)闹髁骷夹g(shù)，40G系統(tǒng)將會(huì)被100G+O DU4所替代，然后成為主流的高速新傳輸商用技術(shù)。