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[導(dǎo)讀]隨著社會(huì)信息化進(jìn)程的不斷推進(jìn),以視頻點(diǎn)播、P2P、IPTV等視頻業(yè)務(wù)以及3G、LTE、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)等新興應(yīng)用對(duì)帶寬需求劇增。據(jù)預(yù)測(cè),未來5年的干線流量的GAGR超過80%,5年后干線網(wǎng)絡(luò)帶寬需求將是當(dāng)前的10~15倍。當(dāng)前的

隨著社會(huì)信息化進(jìn)程的不斷推進(jìn),以視頻點(diǎn)播、P2P、IPTV等視頻業(yè)務(wù)以及3G、LTE、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)等新興應(yīng)用對(duì)帶寬需求劇增。據(jù)預(yù)測(cè),未來5年的干線流量的GAGR超過80%,5年后干線網(wǎng)絡(luò)帶寬需求將是當(dāng)前的10~15倍。當(dāng)前的10G和40G WDM光傳輸系統(tǒng)無法滿足高速增長(zhǎng)的傳輸容量需求,100G應(yīng)運(yùn)而生。

不同于以往的2.5G/10G/40G波分傳輸系統(tǒng),100G光傳輸在實(shí)現(xiàn)上伴隨著一系列重大變革,包括偏振復(fù)用相位調(diào)制技術(shù)、基于數(shù)字信號(hào)處理的數(shù)字相干接收技術(shù)和基于軟判決的第三代超強(qiáng)糾錯(cuò)編碼技術(shù)等。100G光傳輸采用數(shù)字相干接收機(jī)通過相位分集和偏振態(tài)分集將光信號(hào)的所有光學(xué)屬性映射到電域,利用成熟的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在電域?qū)崿F(xiàn)了偏振解復(fù)用、信道損傷(CD、PMD、非線性效應(yīng))均衡補(bǔ)償、時(shí)序恢復(fù)、載波相位估計(jì)、符號(hào)估計(jì)和線性解碼。

數(shù)字相干接收技術(shù)使得光傳輸系統(tǒng)具有足夠的色散容限和偏振模容限,無需考慮線路傳輸上的色度色散和偏振模色散的影響,這給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維帶來一系列好處,主要包括:

①簡(jiǎn)化了傳輸線路上的光學(xué)色散補(bǔ)償和偏振解復(fù)用設(shè)計(jì),線路設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單;

②消除了低PMD光纖的依賴,適用于各種規(guī)格的傳輸光纖,方便光纖線路速率升級(jí);

③消除了傳輸線路DCF光纖非線性效應(yīng)的影響,減少了線路放大器的數(shù)量和ASE噪聲的影響,降低了線路成本,提升了系統(tǒng)長(zhǎng)距傳輸能力;

④減小了線路傳輸時(shí)延,按照1km光纖5us的時(shí)延計(jì)算,消除DCF光纖所帶來的時(shí)延減少非??捎^,這對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用環(huán)境意義重大;

⑤保護(hù)恢復(fù)時(shí)間小于50ms,(不同于40G系統(tǒng))100G數(shù)字信號(hào)處理自適應(yīng)色散補(bǔ)償算法收斂迅速,完全滿足電信級(jí)恢復(fù)時(shí)延要求。

根據(jù)業(yè)界權(quán)威咨詢公司OVUM的預(yù)測(cè),2011年至2016年100G出貨量年均符合增長(zhǎng)率將達(dá)到181%,2013年將迎來100G的大規(guī)模部署。業(yè)界包括烽火在內(nèi)的主流設(shè)備商均已完成100G現(xiàn)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)并開始規(guī)模部署。烽火2012年在中國(guó)電信建成了國(guó)內(nèi)首個(gè)100G城域網(wǎng),并獨(dú)家中標(biāo)承建了馬來電信100G國(guó)家骨干網(wǎng)。

烽火通信100G引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì),創(chuàng)造了多個(gè)業(yè)界第一。烽火100G系統(tǒng)于2011年12月率先通過中國(guó)電信組織的全球最大規(guī)模100G測(cè)試,較其他廠家提前1~2個(gè)月,測(cè)試各項(xiàng)性能指標(biāo)領(lǐng)先。在2012年3月馬來電信組織的100G系統(tǒng)測(cè)試中各項(xiàng)指標(biāo)第一。隨后通過了中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通組織的100G系統(tǒng)測(cè)試,并于2012年8月率先通過中國(guó)移動(dòng)組織的杭州-福州100G OTN現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試。

烽火通信100G同時(shí)提供支線路合一和支線路分離兩種解決方案,單盤采用第二代40nm工藝ASIC芯片,具有功耗低(OTU典型功耗150W,業(yè)界典型功耗250W),集成度高(支線路合一單盤占兩個(gè)槽位,業(yè)界一般占三個(gè)以上槽位)的優(yōu)點(diǎn)。

經(jīng)過測(cè)試和驗(yàn)證,烽火通信100G具有如下特點(diǎn):

①采用數(shù)字相干接收PM-QPSK調(diào)制技術(shù),支持50GHz通道間隔,可與現(xiàn)有WDM網(wǎng)絡(luò)兼容,可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)10G/40G系統(tǒng)的平滑升級(jí),系統(tǒng)擴(kuò)容簡(jiǎn)單方便。

②支持長(zhǎng)距離傳輸,無電中繼傳輸距離達(dá)3000km,網(wǎng)絡(luò)部署更靈活。

③單根光纖容量達(dá)9.6Tb/s,可提高光纖利用效率,緩解光線資源壓力,降低網(wǎng)絡(luò)成本。

④憑借優(yōu)異的電域補(bǔ)償算法消除了100G光信號(hào)在傳輸過程中CD/PMD限制(CD容限大于50000ps/nm,DGD容限大于100ps)。100G系統(tǒng)對(duì)光纖CD/PMD參數(shù)不敏感,線路上無需CD、PMD補(bǔ)償模塊,可以精簡(jiǎn)鏈路設(shè)計(jì),降低線路成本,減小DCM模塊引入的噪聲,提高線路傳輸性能,降低線路傳輸?shù)墓收下?,?jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)維護(hù)。

⑤采用13%開銷的SD-LDPC和7%開銷EFEC相結(jié)合的前向糾錯(cuò)編碼算法以較小的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度和處理時(shí)延獲得11.5dB的編碼增益,糾錯(cuò)極限達(dá)到2e-2,確保了網(wǎng)絡(luò)傳輸穩(wěn)定性和健壯性。

⑥具有極強(qiáng)的ROADM級(jí)聯(lián)穿透能力,23級(jí)ROADM級(jí)聯(lián)OSNR代價(jià)小于0.5dB。100G無需線路色散補(bǔ)償,具有超強(qiáng)的糾錯(cuò)能力,支持超長(zhǎng)距離傳輸,相對(duì)于10G/40G系統(tǒng)物理層受限較小,更適合ROADM光交叉調(diào)度。

⑦線路保護(hù)恢復(fù)倒換時(shí)間小于50ms,完全滿足電信級(jí)保護(hù)倒換要求。

⑧采用業(yè)界領(lǐng)先的40nm工藝ASIC芯片,集成度高,單盤典型功耗業(yè)界最低(160W)。

此次烽火通信繼中國(guó)移動(dòng)100G集采之后,在五大設(shè)備商異常激烈的競(jìng)爭(zhēng)中成功中標(biāo)聯(lián)通兩個(gè)100G試驗(yàn)網(wǎng)中的天津-濟(jì)南-鄭州干線,進(jìn)一步體現(xiàn)了烽火通信100G的技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)。

基于數(shù)字相干接收PM-QPSK調(diào)制的100G光傳輸技術(shù)在長(zhǎng)距離光傳輸技術(shù)史上具有里程碑意義,這不僅僅體現(xiàn)在100G光傳輸性能的巨大提升和建網(wǎng)運(yùn)維的顯著優(yōu)勢(shì)上,更是由于其為后續(xù)超100G傳輸技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。超100G光傳輸將繼承100G光傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想,采用偏振復(fù)用、多級(jí)調(diào)制提高頻譜效率,采用OFDM技術(shù)規(guī)避目前光電子器件帶寬和開關(guān)速度的限制,采用數(shù)字相干接收提高接收機(jī)靈敏度和信道均衡能力。然而,超100G光傳輸由于非線性效應(yīng)的限制,傳輸距離和頻譜效率之間的矛盾非常顯著,選擇更高級(jí)別的QAM調(diào)制提高頻譜效率和傳輸速率,其傳輸距離可能遠(yuǎn)低于目前100G系統(tǒng)。這決定了100G速率在長(zhǎng)距離光傳輸應(yīng)用上會(huì)占據(jù)一個(gè)比較長(zhǎng)的時(shí)間窗口,其大規(guī)模在網(wǎng)應(yīng)用時(shí)間保守估計(jì)在10年以上。

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