解析100G傳輸方案及應(yīng)用

100G線路解決方案

　　在100G線路傳輸技術(shù)領(lǐng)域，業(yè)界主流的解決方案是采用PDM-QPSK編碼調(diào)制技術(shù)，在接收端采用相干接收并通過數(shù)字化變化和DSP處理進(jìn)行色散和PMD的補(bǔ)償。在調(diào)制側(cè)各廠家的機(jī)理基本相同，均是采用偏振模分復(fù)用和四相位調(diào)制兩個(gè)關(guān)鍵過程降低高速100G信號(hào)傳輸碼速率，通過處理將碼速率降低到28Gbps，各廠家實(shí)現(xiàn)的主要差異在于接收端AD轉(zhuǎn)換、DSP的算法處理以及FEC編解碼，體現(xiàn)在OSNR容限、CD/PMD補(bǔ)償值和具體傳輸規(guī)格上，PDM-QPSK在線路的傳輸規(guī)格可達(dá)到1200km（15*22dB），線路波長頻率間隔是50GHz，傳輸容量可以達(dá)到8T。PDM-QPSK調(diào)制及Coherent檢測技術(shù)被OIF國際標(biāo)準(zhǔn)化組織確定為未來100Gbps長距離傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)收發(fā)方式，成為業(yè)界研究熱點(diǎn)。

　　業(yè)界其他100G線路編碼解決方案還有2SC-DP-QPSK方案，同PDM-QPSK的接受機(jī)理基本相同，也是采用相干接收技術(shù)，100G采用2個(gè)56G子波長通過反向復(fù)用實(shí)現(xiàn)，其頻率間隔25GHz，線路傳輸速率同樣也能達(dá)到8T，和PDM-QPSK的頻譜效率相同。由于采用56G的四相位調(diào)制和偏振復(fù)用，其碼速率只有14Gbps，這就造成和10G速率接近，當(dāng)和10G混傳時(shí)，XPM效應(yīng)較大，抗非線性能力相對較弱，另外由于采用2套發(fā)射端，器件實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)上成本代價(jià)較大。

　　另外一種100G解決方案是OPFDM-DQPSK，其接收端采用非相干接收技術(shù)，主要用于和既有網(wǎng)絡(luò)的10G/40G非相干系統(tǒng)的兼容混傳，線路上采用2個(gè)56G波長反向復(fù)用實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上和原有的非相干10G/40G系統(tǒng)光層參數(shù)非常相似，不會(huì)帶來額外的色散代價(jià)，線路頻率間隔也是50GHz，系統(tǒng)容量可達(dá)到4T，更多定位在城域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

　　100G網(wǎng)絡(luò)解決方案

　　網(wǎng)絡(luò)混傳解決方案

　　隨著100G時(shí)代即將到來，100G和現(xiàn)網(wǎng)如何兼容傳輸成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)問題，需要考慮評(píng)估幾個(gè)主要影響因素，包括系統(tǒng)的OSNR容限、CD/PMD容限和非線性影響?；靷鲌鼍爸饕幸韵氯N：

　　第一，相干100G（PDM-QPSK）和非相干10G/40G既有系統(tǒng)混傳。眾所周知，具備相干接收端的100G解決方案可以給網(wǎng)絡(luò)帶來諸多好處，比如節(jié)省DCM模塊，光層規(guī)劃更加簡單等，然而和原有的系統(tǒng)特別是10G非相干混傳時(shí)，原系統(tǒng)的DCM模塊對相干系統(tǒng)會(huì)帶來多少影響一直是一個(gè)顧慮。實(shí)驗(yàn)室測試表明，非相干系統(tǒng)對相干系統(tǒng)額外的OSNR上的代價(jià)不高于0.5dB，影響較小，且相干100G的入纖光功率可達(dá)到1～2dBm，和現(xiàn)有的10G系統(tǒng)接近，只需OSNR參數(shù)能同時(shí)滿足100G和10G的設(shè)計(jì)要求，即可實(shí)現(xiàn)兼容混傳。

　　第二，相干100G和相干40G系統(tǒng)的混傳。對于40G相干系統(tǒng)，目前業(yè)界有兩種主流編碼技術(shù)，一種采用2相位調(diào)制PDM-BPSK，碼速率為21.5Gbps，入纖功率和100G相干、10G系統(tǒng)接近，是最容易平滑混傳的解決方案；另一種40G相干采用4相位調(diào)制PDM-QPSK，碼速率為11.25Gbps，抗非線性較弱，入纖功率較低，和100G相干兼容混傳代價(jià)較大，在混傳場景時(shí)需要慎重設(shè)計(jì)。

　　第三，非相干100G（OPFDM）和非相干10G/40G混傳。非相干100G的光層設(shè)計(jì)參數(shù)和既有10G/40G系統(tǒng)接近，影響代價(jià)較小，只要在OSNR同時(shí)滿足設(shè)計(jì)的前提下即可實(shí)現(xiàn)混傳。網(wǎng)絡(luò)調(diào)度解決方案

　　100G是未來大帶寬承載的主流技術(shù)，線路側(cè)管道寬帶化，客戶側(cè)業(yè)務(wù)更加多樣化。在網(wǎng)絡(luò)側(cè)應(yīng)用中，100G主要有兩種場景的應(yīng)用技術(shù)，一種是基于100GE的承載，另一種是基于子速率ANY/ODU0/ODU1/ODU2/ODU3的復(fù)用調(diào)度技術(shù)。在100G引入初期，基于100GE路由器的承載是主要驅(qū)動(dòng)力，是目前的剛性需求，應(yīng)用場景會(huì)達(dá)到70%以上；對于第二種應(yīng)用場景，會(huì)隨著100G的商用逐步步入視野，并隨著100G商用部署成本的降低將和40G/10G同時(shí)作為主流承載技術(shù)。此種應(yīng)用場景下，100G大帶寬承載成了波分網(wǎng)絡(luò)更具實(shí)質(zhì)意義的帶寬池，基于OTN的交叉架構(gòu)下客戶側(cè)業(yè)務(wù)做到隨用隨取。

　　100G現(xiàn)網(wǎng)測試總結(jié)

　　各廠家100G原型機(jī)的推出和運(yùn)營商現(xiàn)網(wǎng)測試加速了100G產(chǎn)業(yè)發(fā)展的步伐。近期較大規(guī)模的測試是2009年Telefónica本土的多廠家聯(lián)合測試，其中包括華為在內(nèi)的3個(gè)廠商進(jìn)行了100G測試。華為現(xiàn)網(wǎng)測試在Telefónica的80*10G WDM現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行，測試基于華為OSN 6800 WDM/OTN傳輸平臺(tái)，傳輸鏈路基于正在使用的G.652光纖，單波傳輸速率達(dá)到了112G，無電中繼傳輸距離長達(dá)1022km，經(jīng)過20跳9維ROADM和2個(gè)MUX/DEMUX級(jí)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)10G/40G/100G混合傳輸，原10G現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)均正常運(yùn)行。此次測試結(jié)果表明，現(xiàn)網(wǎng)無需任何改動(dòng)，就能實(shí)現(xiàn)從10G到40G/100G的升級(jí)，有效地保護(hù)現(xiàn)網(wǎng)投資。

　　在國內(nèi)，由中國電信北京研究院組織實(shí)施的中國電信、華為與康寧公司三方100G聯(lián)合測試成功發(fā)布，于2010年11月成功完成了100G超長距WDM傳輸技術(shù)實(shí)驗(yàn)室測試，實(shí)現(xiàn)了超過3000公里的超長距離傳輸。這次測試是中國境內(nèi)第一次100G超長距WDM傳輸實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也創(chuàng)造了全球陸地光纜傳輸系統(tǒng)100G WDM傳輸距離的最新紀(jì)錄。

　　100G現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用的挑戰(zhàn)

　　盡管100G已初步具備商用條件，然而要實(shí)現(xiàn)真正商用還需要解決一些挑戰(zhàn)。首先，100G實(shí)現(xiàn)機(jī)理復(fù)雜，接收機(jī)還要采用相干和DSP處理，多數(shù)采用器件搭建，沒有完全ASIC化，而且相干應(yīng)用功耗較大，到2012或2013年單板功耗值會(huì)達(dá)到280W左右，才能和10G能效相當(dāng)。

　　此外，100G的引入還需要產(chǎn)業(yè)的成熟。目前100G關(guān)鍵器件雖可獲取，但還沒有實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，價(jià)格仍然較高。樂觀的是由于100G行業(yè)方案趨同，產(chǎn)業(yè)鏈會(huì)在初具商用規(guī)模后1至2年內(nèi)加速成熟，催生100G在網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用。