高速帶寬光傳輸技術(shù)發(fā)展分析

1、高速帶寬光傳輸技術(shù)發(fā)展分析摘要：高速帶寬光傳輸技術(shù)的發(fā)展速度之快讓業(yè)界也非常震驚。在短短幾年間，從最初的100kbit/s、10Mbit/s，到40Gbit/s一直到100Gbit/s甚至到超100Gbit/s。這個高速帶寬光傳輸技術(shù)的快速發(fā)展過程標(biāo)識著高速帶寬光傳輸技術(shù)迎來了一個嶄新的時代。關(guān)鍵詞：高速；復(fù)用；光傳輸1引言在全業(yè)務(wù)運(yùn)營的背景下，我國近從2010年到2011年兩年的時間里，平均每個月有超過150萬的用戶入網(wǎng)寬帶。在這種寬帶用戶快速增長的情況下，光纖接入能力也相應(yīng)的迅速增長，由最初的100kbit/s量級增長到10Mbit/s量級，接入能力增長了100倍左右。但是即便是這樣也面臨

2、著無法滿足用戶的增加和用戶對帶寬的要求提更等問題。因此，這些問題都迫使網(wǎng)絡(luò)的帶寬進(jìn)一步的增加【1】?，F(xiàn)在業(yè)界提出的40Gbit/s的高速寬帶光傳輸技術(shù)也在我國迅速的發(fā)展起來。經(jīng)過幾年的發(fā)展，我們在使得我國在40Gbit/s的高速寬帶光傳輸技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)取得了驕人的成績，接近了國際領(lǐng)先水平，成為推到高速寬帶光傳輸技術(shù)發(fā)展的主要國家之一。目前，40G的高速寬帶光傳輸技術(shù)已經(jīng)在商業(yè)上開始規(guī)模性的應(yīng)用。40G高速寬帶光傳輸技術(shù)的應(yīng)用可以初步解決當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)對容量的需求。下面我們就對高速帶寬光傳輸技術(shù)的發(fā)展情況進(jìn)行一下分析。2 40G的應(yīng)用情況高速帶寬光傳輸技術(shù)的核心是密集波分復(fù)用技術(shù)。40G技術(shù)從提出到成為

3、高速傳輸技術(shù)的主角大約只經(jīng)過了兩年的時間。到2010年的時候，40G就成為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主力軍。特別是在一級干線，幾乎都采用了40G的高速帶寬光傳輸技術(shù)來建設(shè)，在解決網(wǎng)絡(luò)帶寬需求方面，40G 高速帶寬光傳輸技術(shù)成為拓展傳輸容量的最主要的技術(shù)手段。40G 高速帶寬光傳輸技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，而且隨著40G 高速帶寬光傳輸技術(shù)在各個領(lǐng)域應(yīng)用的不斷拓展，40G 高速帶寬光傳輸技術(shù)的編碼方式也趨于歸一化和集中化，現(xiàn)在運(yùn)營商和設(shè)備商主要選擇的傳輸系統(tǒng)主要有PDPSK(部分差分移相鍵控)和RZ-DQPSK(四相相對相移鍵控)兩種【2】。PDPSK傳輸系統(tǒng)在OSNR(光信噪比)容限和非線性容限方面的優(yōu)勢是很明顯的，

4、但是它的DGD容限較小，這是PDPSK的最大不足。因此，PDPSK的主要應(yīng)用于光纜PMD指標(biāo)較好的環(huán)境下，最好是能在12*22dB的跨段以下。PDPSK的一個優(yōu)勢就是的成本較低。RZ-DQPSK傳輸系統(tǒng)在OSNR容限和非線性容限的性能是比較均衡的，RZ-DQPSK的DGD容限比RPPSK要大，它對光纖的PMD值要求很低，可以在16*22dB以下的應(yīng)用環(huán)境中進(jìn)行40G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。40G 高速帶寬光傳輸技術(shù)在發(fā)展的過程中也遇到了很多問題， 40G 高速帶寬光傳輸技術(shù)在發(fā)展過程中的最大的瓶頸是它的上游產(chǎn)業(yè)鏈的供貨能力、速度和價格和40G 高速帶寬光傳輸技術(shù)的發(fā)展速度比起來，還需近一步的發(fā)展。而且10

5、0G 高速帶寬光傳輸技術(shù)的發(fā)展也影響了40G的上游產(chǎn)業(yè)鏈。很多企業(yè)，如芯片企業(yè)、器件企業(yè)等把他們的的精力過多的放在100G上面，這頁就進(jìn)一步導(dǎo)致了40G技術(shù)配套的產(chǎn)業(yè)鏈的結(jié)構(gòu)不夠合理。我們國家的第一條商用40G高速帶寬光傳輸系統(tǒng)是中國電信開發(fā)的，該系統(tǒng)始建于2008，是從上海到無錫的8040G高速帶寬光傳輸系統(tǒng)，從這以后40G高速帶寬光傳輸技術(shù)在國內(nèi)的普及速度加快。其中的主力是中國電信和中國聯(lián)通兩大寬帶運(yùn)營商，在短短幾年里，40G高速帶寬光傳輸技術(shù)建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋了全國大部分省際干線和一些較大城市的城際干線。相對于2010年，在2011年，中國電信和中國聯(lián)通的40G 高速帶寬光傳輸技術(shù)系統(tǒng)的建設(shè)

6、量均有所增長。我國成為全球40G 高速帶寬光傳輸設(shè)備的主要市場，也成為全球50G 高速帶寬光傳輸技術(shù)的和重要增長源泉。2 100G的發(fā)展趨勢當(dāng)40G 高速帶寬光傳輸技術(shù)正在大規(guī)模的投入商用的時候，100G高速帶寬光傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)在2010年6月獲得通過，人們不得不把焦點(diǎn)從40G高速帶寬光傳輸技術(shù)轉(zhuǎn)到100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)上來，這說明如今是一個數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)爆炸式增長的年代，新一代的高速帶寬光傳輸技術(shù)的推出的速度越來越快。很快，100G高速帶寬光傳輸技術(shù)就成為業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)。40G 高速帶寬光傳輸技術(shù)剛剛在過去幾年里成為高速寬帶光傳輸技術(shù)發(fā)展的主角，但是僅僅幾年后，也就是在剛剛過去的2011年，10

7、0G 高速帶寬光傳輸技術(shù)就開始撼動40G高速帶寬光傳輸技術(shù)的主角地位。到現(xiàn)在為止，100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)并沒有完全替代40G 高速帶寬光傳輸技術(shù)成為高速帶寬傳輸技術(shù)的主導(dǎo)，但是它的發(fā)展速度卻比40G 高速帶寬光傳輸技術(shù)的發(fā)展速度快了很多，而且業(yè)界明顯對100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)的感興趣程度要大于40G 高速帶寬光傳輸技術(shù)傳輸技術(shù)，對100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)的期望值也很高【3】。2012年，100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)傳輸技術(shù)發(fā)展進(jìn)程明顯加快。2012年，業(yè)界會對100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)傳輸技術(shù)的成熟度、性能、成本等因素進(jìn)行全方位檢驗(yàn)，這些驗(yàn)證的結(jié)果將成為未來幾年100G高速帶寬

8、傳輸技術(shù)商用化的依據(jù)。骨干路由器100G高速接口設(shè)備的發(fā)展將會推動100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)傳輸系統(tǒng)的發(fā)展。2010年年中IEEE制定了100GE接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之后，主要路由器設(shè)備廠商就緊接著推出了支持100G接口的核心路由和線卡。中國電信等運(yùn)營商也隨后開始了對這些100G路由器及線卡等設(shè)備的研究，并開始在某一個小范圍內(nèi)試運(yùn)行這些設(shè)備。隨著各大運(yùn)營商對100G的試運(yùn)行的成功，100G傳輸應(yīng)用的應(yīng)用條件逐漸成熟。中國電信于2011年底率先啟動100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)傳輸設(shè)備及系統(tǒng)測試工作，測試了國內(nèi)市場的主流廠商的100G的傳輸設(shè)備。中國聯(lián)通、中國移動也會再不久繼中國電信后陸續(xù)發(fā)布評估測試計(jì)

9、劃。在此基礎(chǔ)上，我國預(yù)計(jì)會再2012年底完成100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)傳輸系統(tǒng)和設(shè)備的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)化工作的完成為未來100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)傳輸系統(tǒng)規(guī)模應(yīng)用的打下基礎(chǔ)?，F(xiàn)在100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)尚出去開始階段，沒有規(guī)模應(yīng)用，因此100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)的相關(guān)設(shè)備的成本還是比較高的，目前100G 高速帶寬光傳輸設(shè)備的單位比特傳輸成本比40G 高速帶寬光傳輸技術(shù)設(shè)備的單位傳輸成本要高，但是其路由器100G的接口成本比40G 的接口成本卻要低很多。綜合考慮100G和40G的傳輸設(shè)備和路由器接口成本，二者總的成本是相當(dāng)?shù)?。從技術(shù)角度分析，100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)相對于40G

10、高速帶寬光傳輸技術(shù)減少了色散補(bǔ)償器等光器件的應(yīng)用，這樣成本就會明顯降低，因此隨著100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)的發(fā)展，100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)的單位比特傳輸成本會很快低于40G 高速帶寬光傳輸技術(shù)。綜上所述，隨著100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)的設(shè)備和路由器接口技術(shù)的成熟和成本的降低，100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)將會在2012年迎來一個商用化的元年。但是現(xiàn)在還不能確定100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)的發(fā)展的速度，因?yàn)橛绊?00G 高速帶寬光傳輸技術(shù)發(fā)展速度的因素太多。其中成文因素是個決定性因素。3超100G的方案的提出隨著信息技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不端增大，100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)絕不會成為高速

11、帶寬光傳輸技術(shù)的終點(diǎn)，實(shí)際上，就在現(xiàn)在，100G 高速帶寬光傳輸技術(shù)還沒有規(guī)模化應(yīng)用的時候，單波400G乃至1T的研究已經(jīng)處在實(shí)驗(yàn)階段。由于速率的增加，對信號的調(diào)制難度更大，需要運(yùn)用更加先進(jìn)的調(diào)制碼型來實(shí)現(xiàn)，400G和1T可能會采用的調(diào)制格式有偏振復(fù)用、OFDM(正交頻分復(fù)用)、QAM(正交幅度調(diào)制)等。更快速的傳輸技術(shù)對于信號譜寬的要求增加，400G的信號譜寬將達(dá)到75150GHz，而1T的譜寬預(yù)計(jì)將不小于150GHz，由于譜寬的限制，C波段的波長數(shù)將受到限制。下一步研究的方向就是如何開發(fā)出更高級的調(diào)制格式或是使用更寬的光纖低損耗窗口來使速率達(dá)到更高的水平。4小結(jié)隨著信息社會的發(fā)展，從40G、100G乃至將來的400G和1T都會有滿足不了需求的時候。依據(jù)寬帶用戶發(fā)展的趨勢預(yù)測，在未來5年，帶寬增長的速度會以每年50%-60%增長。截止到2010年，干線