40 Gbit/s光傳輸系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用方案

　　4、40Gbit/s傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用方案

　　 近年來(lái)隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和各類(lèi)業(yè)務(wù)的不斷興起，對(duì)路由器（尤其是核心路由器）的容量需求不斷提高，單機(jī)640Gbit/s容量的產(chǎn)品開(kāi)始出現(xiàn)。而在實(shí)際運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)中，個(gè)別核心節(jié)點(diǎn)的容量需求已達(dá)Tbit/s量級(jí)。可以預(yù)見(jiàn)，核心路由器將會(huì)迎來(lái)40G端口時(shí)代。根據(jù)試驗(yàn)情況，40G系統(tǒng)主要有3種應(yīng)用模式。

　　（1）新建N×40Gbit/sWDM傳輸網(wǎng)絡(luò)

    支持40Gbit/s路由器的最佳傳輸方案是40Gbit/sWDM傳輸技術(shù)。目前在40 Gbit/s WDM技術(shù)方面領(lǐng)先的是兩個(gè)新興公司：Mintera和StrataLight，一些傳統(tǒng)設(shè)備商也聲稱(chēng)自己的產(chǎn)品支持40 Gbit/s速率。從研究的結(jié)論來(lái)看，只要選用合適的光纖（PMD系數(shù)在0.1 ps/km1/2以?xún)?nèi)），目前信道間隔100 GHz、傳輸距離1000 km以?xún)?nèi)的40 Gbit/s WDM傳輸技術(shù)已經(jīng)成熟，如果光纖損耗和跨距合適，可以不使用拉曼放大器。

　　（2）10/40Gbit/s混傳

　　為了支持40Gbit/s信號(hào)在現(xiàn)網(wǎng)中的傳輸，最可行的方案是在現(xiàn)有10Gbit/sWDM系統(tǒng)中開(kāi)通若干個(gè)40 Gbit/s速率波長(zhǎng)通道，即10/40 G混傳技術(shù)[4]。

　　10/40G混傳技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)是50GHz間隔的40Gbit/s信號(hào)傳輸。由于近幾年新建了大量50 GHz間隔（C波段80波）的10 Gbit/s WDM系統(tǒng)，混傳模式的應(yīng)用必然要求在這些系統(tǒng)上開(kāi)通40 Gbit/s波長(zhǎng)信道。因?yàn)?0 GHz間隔的40 Gbit/s WDM系統(tǒng)頻譜利用率高達(dá)80%，濾波效應(yīng)、非線(xiàn)性效應(yīng)等不利因素的影響將極大限制系統(tǒng)傳輸性能。研究表明，采用CSRZ碼型，50 GHz間隔系統(tǒng)中40 Gbit/s信號(hào)的ONSR容限比100 GHz間隔系統(tǒng)中要高約2 dB；而且對(duì)OTU和濾波器件的波長(zhǎng)穩(wěn)定性提出了更嚴(yán)格的要求，中心波長(zhǎng)偏移超過(guò)0.02 nm就會(huì)帶來(lái)約1 dB的濾波代價(jià)。

　　（3）4×10Gbit/s反向復(fù)用技術(shù)

　　40Gbit/sWDM傳輸系統(tǒng)在技術(shù)實(shí)現(xiàn)還是成本因素都存在較多的限制，而反向復(fù)用（IMUX）技術(shù)另辟捷徑，可以在10Gbit/s WDM系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)40 Gbit/s信號(hào)的傳輸。

　　反向復(fù)用指的是在發(fā)送端將一路高速率信號(hào)解復(fù)用成為若干路低速率信號(hào)，經(jīng)過(guò)低速率的傳輸系統(tǒng)的傳輸后，在接收端將多路低速率信號(hào)復(fù)用成一路高速率信號(hào)。這與常用的復(fù)用技術(shù)正好相反，所以稱(chēng)為反向復(fù)用。低速I(mǎi)MUX技術(shù)的實(shí)現(xiàn)并不復(fù)雜，但是不能因此低估了高速I(mǎi)MUX技術(shù)的實(shí)現(xiàn)難度，實(shí)際上目前40Gbit/sIMUX技術(shù)的實(shí)現(xiàn)難度甚至大于40Gbit/s WDM技術(shù)。

　　40Gbit/sIMUX技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是不需要對(duì)現(xiàn)有10Gbit/s WDM系統(tǒng)進(jìn)行任何改造，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)40 Gbit/s業(yè)務(wù)傳輸?shù)闹С帧，F(xiàn)網(wǎng)中核心路由器之間一般直接通過(guò)WDM系統(tǒng)的波長(zhǎng)信道相連接，在這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，40 Gbit/s IMUX可以如圖1所示在兩個(gè)位置實(shí)現(xiàn)：第一個(gè)位置是路由器接口，即路由器接口板對(duì)內(nèi)（核心路由模塊）提供40 Gbit/s接口，對(duì)外提供4個(gè)10 Gbit/s接口，IMUX功能在路由器接口板上實(shí)現(xiàn)；第二個(gè)位置是WDM設(shè)備業(yè)務(wù)側(cè)接口，即OTU業(yè)務(wù)側(cè)提供一個(gè)40 Gbit/s接口完成與路由器40 Gbit/s接口的對(duì)接，波分側(cè)用4個(gè)10 Gbit/s接口進(jìn)行傳輸，IMUX功能在WDM設(shè)備OTU板上實(shí)現(xiàn)。

 圖1兩種IMUX方式示意圖

　　4.1方案比較

　　綜上所述，徹底解決40Gbit/s信號(hào)的傳輸問(wèn)題還有待時(shí)日，可能的解決方案發(fā)展路線(xiàn)如下所述：10/40Gbit/s混傳技術(shù)可以在一些滿(mǎn)足使用條件的線(xiàn)路上首先得到應(yīng)用，但是沒(méi)有規(guī)模效應(yīng)。40Gbit/s IMUX技術(shù)一旦成熟，可以基于現(xiàn)有10 Gbit/s WDM系統(tǒng)，提供限制條件更為寬松的40 Gbit/s信號(hào)傳輸解決方案。但是40 Gbit/s IMUX只是一種過(guò)渡技術(shù)，形成規(guī)模效應(yīng)的40 Gbit/s WDM系統(tǒng)將是解決40 Gbit/s信號(hào)傳輸問(wèn)題的最終解決方案。

　　5、總結(jié)

　　下一代網(wǎng)絡(luò)的顯著特征之一就是網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)性，下一代光傳輸設(shè)備必須充分考慮到對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的支持；雖然2.5G和10G是目前網(wǎng)絡(luò)中最常用的接口，但隨著帶寬需求的進(jìn)一步增加，40Gbit/s技術(shù)將是下一代通信網(wǎng)最關(guān)鍵的技術(shù)，傳輸網(wǎng)向著40Gbit/s邁進(jìn)是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢(shì)[4]。盡管40Gbit/s暫時(shí)面臨一系列技術(shù)上的困難，但目前這些困難都已經(jīng)有了或即將有相應(yīng)的解決方案，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，40 Gbit/s系統(tǒng)必將登上傳輸領(lǐng)域的舞臺(tái)，成為今后幾年骨干網(wǎng)和城域核心網(wǎng)中最重要的傳輸接口之一。

　　參考文獻(xiàn)

　　1 YMeghanFuller.是什么在阻礙40G傳輸系統(tǒng)的發(fā)展.LightwaveChina，2007-3-28.

　　2 袁建國(guó)，葉文偉，毛幼菊.光通信系統(tǒng)中一種新穎的級(jí)聯(lián)碼型[J].光電工程，2007（4）.

　　3 李俊杰支持40Gbit/s路由器的傳輸技術(shù)研究.電信科學(xué)，2007Vol.23No.1 P25-28.

　　4 ChenDZ，WellbrockG，Penticost S J，et al.World‘S first 40 Gbps overlay on a field-deployed，10 Gbps，mixed-fiber，1200 km，ultra long-haul system.In：OFC2005，OTuH4，Anaheim，CA，March 2006.

　　5 張成良.淺析40G光傳輸系統(tǒng)的商用價(jià)值.通信產(chǎn)業(yè)報(bào)。2007.