40G光傳輸系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

1、2008年6月27日 16:33  泰爾網(wǎng)  作 者：黃成崔強(qiáng)40G光傳輸系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)    摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，對(duì)骨干傳輸網(wǎng)提出了更高的傳輸速率需求，在此背景下40Gbit/s傳輸系統(tǒng)逐步進(jìn)入了歷史舞臺(tái)。首先對(duì)40Gbit/s系統(tǒng)的應(yīng)用背景、采用的關(guān)鍵技術(shù)和所具備的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行論述；然后給出40G系統(tǒng)的商用方案，并對(duì)方案進(jìn)行對(duì)比分析。    1、背景    自90年代中期以來，網(wǎng)絡(luò)容量一直以每56年翻4倍的速度穩(wěn)步增長。從622M到2.5G，從2.5G到1

2、0G，光纖傳輸速率的每次飛躍過程用“道路曲折，前途光明”來形容最為貼切。近期，40G也將面臨類似向10G演進(jìn)時(shí)的微妙階段。目前普遍認(rèn)為，向40G邁進(jìn)的步伐明顯落后于容量增加的正常規(guī)律1，其中的原因有多方面，包括市場(chǎng)需求迫切程度、大容量10G波分復(fù)用技術(shù)的廣泛應(yīng)用、高速傳輸帶來的技術(shù)或成本難題以及電信泡沫的破裂等。同時(shí)，運(yùn)營商對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用更趨謹(jǐn)慎，對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和網(wǎng)絡(luò)容量的提升采取了亦步亦趨的做法，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)更加理性。    光通信市場(chǎng)在經(jīng)歷低谷之后，如今元?dú)庖鸦镜靡曰謴?fù)，并呈現(xiàn)良好的上升勢(shì)頭?；ヂ?lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)（尤其寬帶業(yè)務(wù)）的迅猛發(fā)展極大地拉動(dòng)了市場(chǎng)對(duì)帶寬的需求，加上3重

3、播放業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，使得運(yùn)營商有必要采用更高速率。因此，時(shí)隔幾年，沉寂了一段時(shí)間的40G系統(tǒng)再次進(jìn)入大家的視線，讓人們又一次充滿期待。    2、40Gbit/s傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)    40Gbit/s系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)要廣泛應(yīng)用電子學(xué)和光學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)。首先，需要將網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)低速顆粒復(fù)用為40Gbit/s信號(hào)，將其成幀；其次，選擇適合傳輸?shù)母袷竭M(jìn)行編碼，然后進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和調(diào)制；最后，將其發(fā)送到光纖上傳輸?shù)阶罱墓夥糯笳军c(diǎn)。完成這些工作需要解決許多關(guān)鍵技術(shù)問題，主要包括：IC材料技術(shù)、調(diào)制技術(shù)、提高光信噪比（OSNR）技術(shù)、色散補(bǔ)償技術(shù)、超級(jí)FEC等。

4、    （1）IC材料技術(shù)    40Gbit/s網(wǎng)絡(luò)隨著脈寬或脈沖間隔的變窄，信號(hào)抖動(dòng)和碼間干擾（ISI）對(duì)信號(hào)的影響也變得更差。為了保證高質(zhì)量的波形傳輸，就必須改善數(shù)字和模擬IC技術(shù)，以便高速、寬帶、低噪聲地對(duì)光波形進(jìn)行整形和再定時(shí)。另外，IC功能的改良和功耗的減少是縮減成本的必要途徑。    在40Gbit/s系統(tǒng)中很多芯片需要采用InP（銦磷）材料，但是InP材料制作比較困難，同時(shí)由于芯片尺寸太小，使得與光纖的耦合變得非常困難，插損大。    （2）調(diào)制技術(shù) 

5、;   目前主要有3種傳統(tǒng)光調(diào)制器：直接調(diào)制分布反饋半導(dǎo)體激光器（DFB-LD）、電吸收外部調(diào)制（EAM）、包括集成在DFB-LD芯片上的EAM和LiNbO3馬赫-曾德爾（MachZehnder）外部調(diào)制。這些調(diào)制器的應(yīng)用領(lǐng)域是由他們各自的帶寬、啁啾脈沖和波長相關(guān)性所決定的。前兩種方式不適合高速系統(tǒng)，LiNbO3調(diào)制可以生成高速、低啁啾的傳輸信號(hào)，而且特性與波長沒有關(guān)系，被認(rèn)為是40Gbit/sWDM傳輸系統(tǒng)的最佳選擇。    40G調(diào)制格式的選擇是一個(gè)難題。目前有多種方式，例如NRZ碼、差分相移鍵控RZ碼、光孤子、偽線性RZ、啁啾的RZ、全譜

6、RZ、雙二進(jìn)制等等。從最新的研究成果分析，差分相移鍵控RZ碼（DPSK）顯得最有希望，這種調(diào)制方式的頻譜寬度介于NRZ和RZ之間，比普通RZ碼的頻譜效率高，可以改進(jìn)色散容限、非線性容限和PMD容限，傳輸距離比普通RZ碼長。    （3）提高光信噪比技術(shù)    同10Gbit/sWDM系統(tǒng)相比較，40Gbit/s WDM系統(tǒng)有更多與光信噪比（OSNR）、色散、非線性作用、PMD等有關(guān)的尚待解決的問題。對(duì)于40 Gbit/s系統(tǒng)，為了要達(dá)到與10 Gbit/s系統(tǒng)相近的傳輸誤碼率，系統(tǒng)OSNR需提高68 dB。  &#

7、160; （4）色散補(bǔ)償技術(shù)從理論上看，色度色散代價(jià)和極化模色散代價(jià)都隨比特率的平方關(guān)系增長，因此40G的色散和PMD容限比10G降低了16倍，實(shí)現(xiàn)起來非常困難。由于小于100ps/nm色散容差很小，對(duì)于40Gbit/s的系統(tǒng)來說有可能會(huì)造成極其嚴(yán)重的限制，所以，從系統(tǒng)靈活設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)角度考慮，應(yīng)采用可變色散補(bǔ)償器（VDC）進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。40Gbit/s傳輸系統(tǒng)的另一個(gè)很嚴(yán)重的制約因素是偏振模色散（PMD），它是由纖心的不對(duì)稱以及內(nèi)、外壓力（如光纖的彎曲）所致。由于引入了雙折射，光纖中的兩個(gè)傳播偏振模經(jīng)歷了群時(shí)延的微分（DGD），這導(dǎo)致了脈沖的加寬，即產(chǎn)生碼間干擾（ISI）并表現(xiàn)為比特誤差率的上

8、升。    （5）超級(jí)FEC技術(shù)2    這是一個(gè)相對(duì)比較古老的技術(shù)，從1984年面世，至今才開始形成大規(guī)模的應(yīng)用。隨著光速率達(dá)到40G，提高光信噪比的難度越來越大，成本和代價(jià)也越來越高，F(xiàn)EC就成為一個(gè)非常關(guān)鍵的實(shí)用技術(shù)。特別是對(duì)于40Gbit/s速率，采用帶外FEC已經(jīng)成為關(guān)鍵的使能技術(shù)之一，不僅可以使傳輸距離達(dá)到實(shí)用化要求，而且在一些短距離傳輸系統(tǒng)上，可以避免實(shí)施昂貴復(fù)雜的有源PMD補(bǔ)償。    3、40Gbit/s傳輸系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)    基于所采用的關(guān)鍵技術(shù)以及本身

9、的特性，40Gbit/s系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢(shì)：    （1）可以比較有效地使用傳輸頻帶，頻譜效率比較高。    （2）減少了OAM的成本、復(fù)雜性以及備件的數(shù)量。尤其在城域骨干網(wǎng)絡(luò)上，調(diào)度性、集成度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于4個(gè)10G系統(tǒng)，可以節(jié)省機(jī)房面積，減少設(shè)備堆疊，提高單節(jié)點(diǎn)設(shè)備的帶寬管理能力和調(diào)度能力。    （3）每比特的成本比其它的城域網(wǎng)的方案更加經(jīng)濟(jì)。    （4）通常單波長可以處理多個(gè)數(shù)據(jù)連接，核心網(wǎng)的功能將會(huì)大大地增強(qiáng)，40G將使業(yè)務(wù)得到更加高效和有保護(hù)的承載。 

10、60;  鑒于以上優(yōu)勢(shì)，40G將具有廣泛的應(yīng)用范圍。在商用模式具備后，40Gbit/s接口將會(huì)出現(xiàn)在DWDM系統(tǒng)、ADM設(shè)備、大容量帶寬管理設(shè)備及路由器上3，將為數(shù)據(jù)中心或網(wǎng)絡(luò)POP節(jié)點(diǎn)提供高速互聯(lián)的功能。因此，40G系統(tǒng)將會(huì)在城域骨干網(wǎng)以及長途干線網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛應(yīng)用。    4、40Gbit/s傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用方案    近年來隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和各類業(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)品開始出現(xiàn)。而在實(shí)際運(yùn)營網(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)?？梢灶A(yù)見

11、，核心路由器將會(huì)迎來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)備商也聲稱自己的產(chǎn)品支持40 Gbit/s速率。從研究的結(jié)論來看，只要選用合適的光纖（PMD系數(shù)在0.1 ps/km1/2以內(nèi)），目前信道間隔100 GHz、傳輸距離1000 km以內(nèi)的40 Gbit/s

12、 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)中開通若干個(gè)40 Gbit/s速率波長通道，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)上開通40 Gbit/s波長

13、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和濾波器件的波長穩(wěn)定性提出了更嚴(yán)格的要求，中心波長偏移超過0.02 nm就會(huì)帶來約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 W

14、DM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，所以稱為反向復(fù)用。低速IMUX技術(shù)的實(shí)現(xiàn)并不復(fù)雜，但是不能因此低估了高速IMUX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

15、輸?shù)闹С帧，F(xiàn)網(wǎng)中核心路由器之間一般直接通過WDM系統(tǒng)的波長信道相連接，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  

16、60; 4.1方案比較    綜上所述，徹底解決40Gbit/s信號(hào)的傳輸問題還有待時(shí)日，可能的解決方案發(fā)展路線如下所述：10/40Gbit/s混傳技術(shù)可以在一些滿足使用條件的線路上首先得到應(yīng)用，但是沒有規(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)傳輸問題的最終解決方案。    5、總結(jié) 

17、0;  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，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)    1YMeghan

18、Fuller.是什么在阻礙40G傳輸系統(tǒng)的發(fā)展.LightwaveChina，2007-3-28.    2袁建國，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.    4ChenDZ，WellbrockG，Penticost S J，et al.WorldS first 40 Gbps overlay on a field-deployed，10 Gbps，mix

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20、贏得了光通訊業(yè)界的高度興趣和市場(chǎng)的廣泛接受.本文旨在討論和比較幾種不同類型的40Gb/s和100Gb/s密集波分光通訊模塊的發(fā)展?fàn)顟B(tài)及市場(chǎng)應(yīng)用。     1.導(dǎo)言    為了緩解由于具有豐富的圖像內(nèi)容的以太網(wǎng)信息的快速增長對(duì)網(wǎng)絡(luò)容量的壓力，在過去的幾年里，部分一級(jí)運(yùn)營商已經(jīng)在他們的骨干網(wǎng)絡(luò)中部署了大量的40G 密集波分光傳輸系統(tǒng)。     40G 光系統(tǒng)之所以能得到廣泛應(yīng)用的主要原因有兩個(gè)：一是40G路由器之間的互連充分地提高了路由效率，另一個(gè)是經(jīng)濟(jì)有效的10G到40G波長的匯聚大大提高了光傳輸系統(tǒng)的頻譜

21、效率，有效地將現(xiàn)有的密集波分光傳輸系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的容量直接翻了四倍。 由于這兩點(diǎn)，更多的運(yùn)營商最近也已經(jīng)開始在他們的骨干網(wǎng)絡(luò)中部署40G光傳輸系統(tǒng)。此外，運(yùn)營商 也開始對(duì)在城域和區(qū)域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部署40G表達(dá)了越來越多的興趣。因此，基于標(biāo)準(zhǔn)化的40G和100G密集波分光通訊模塊也贏得了光通訊系統(tǒng)供應(yīng)商們的廣泛興趣和高度重視。所以, 最近以來，光器件供應(yīng)商們一直在努力發(fā)展各種多源化通用模塊以滿足系統(tǒng)集成商針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而有的需求。多源化通用模塊對(duì)系統(tǒng)集成商縮減開發(fā)周期提供了方便；同時(shí)也為降低40G，100G核心光電器件成本提供了平臺(tái)。     240G和100G通用光模

22、塊    40G密集波分通用光模塊的市場(chǎng)迄今為止主要限于1000公里以上的核心長途光網(wǎng)。因其較好的光信噪比和光非線性特性，差分相移鍵控 (DPSK) 調(diào)制編碼格式比較合適于這種應(yīng)用并成為供應(yīng)商們的主要選擇。為了滿足核心網(wǎng)絡(luò)的不同需求，幾種不同的差分相移鍵控模塊已投放市場(chǎng), 例如部分差分相移鍵控(P-DPSK) 和 自由光譜范圍(FSR) 可切換式差分相移鍵控模塊 (Switchable FSR DPSK)。不同模塊設(shè)計(jì)的主要的目的是對(duì)其在通路間隔為50GHz和100GHz的帶有不同類型和數(shù)目的的可重構(gòu)型光分插復(fù)用器(ROADM)的密集波分光傳輸系統(tǒng)中傳輸性能的優(yōu)化

23、。最近，又有一種最新型的連續(xù)優(yōu)化差分相移鍵控模塊 (CO-DPSK) 投放市場(chǎng)，迅速受到了系統(tǒng)集成商的高度重視。 和其他的差分相移鍵控模塊相比，它能在各種各樣的光網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)濾波的條件下提供實(shí)時(shí)和連續(xù)的傳輸性能的優(yōu)化。因此它不但能保持優(yōu)越的傳輸性能，而且還大大的簡化了帶有可重構(gòu)型光分插復(fù)用器的光傳輸系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理。連續(xù)優(yōu)化差分相移鍵控模塊在運(yùn)行中的實(shí)時(shí)優(yōu)化過程不需要對(duì)光網(wǎng)絡(luò)的等效的濾波器形狀，級(jí)聯(lián)的濾波器的數(shù)量和光傳輸通道的有效帶寬有預(yù)先的了解。不僅如此，它還能對(duì)光傳輸通道上的殘余色散，群時(shí)延紋波和非線性效應(yīng)等所引起的信號(hào)失真進(jìn)行部分補(bǔ)償。下圖顯示了CO-DPSK 同幾個(gè)不同光譜范圍 (FSR)

24、的其它類型DPSK模塊性能的模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較 (Bw表示基于二階高斯分布型 (SG2) 濾波器的光信道的有效帶寬; Exp表示對(duì)于不同的FSR的實(shí)驗(yàn)結(jié)果; 縱軸表示在設(shè)定誤碼率的情況下所需的光信噪比)。由圖可見, 當(dāng)正常的光傳輸通道的有效帶寬落在從25GHz到65GHz的范圍內(nèi),CO-DPSK的整體傳輸性能都比其他幾種不同的差分相移鍵控模塊有著顯著的優(yōu)越性。正因?yàn)槿绱?，連續(xù)優(yōu)化差分相移鍵控模塊 (CO-DPSK) 被認(rèn)為是一種非常適用于長途和區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的通用模塊。一般來說, 在這些網(wǎng)絡(luò)中,傳輸光纖的質(zhì)量一般也比較好, 不大容易存在光纖偏振模式色散(PMD) 數(shù)值過大的問題。 

25、60;    當(dāng)傳輸光路中的偏振模式色散 (PMD）超過DPSK模塊的PMD容限閥值時(shí)，, 光偏振模式色散補(bǔ)償器模塊（PMDC）可以和連續(xù)優(yōu)化差分相移鍵控模塊共同使用,解決(PMD) 的問題 。這種方式的最大好處是光偏振模式色散補(bǔ)償器模塊 (PMDC) 只需選擇性地部署在一小部分需要的光路上。對(duì)于長途骨干網(wǎng)絡(luò)和一些大區(qū)域網(wǎng)絡(luò)來說, 傳輸光纖的偏振模式色散 (PMD)過高的光路較少。因此, 相對(duì)于其它較為復(fù)雜的調(diào)制模式, 這種方式可以有效地節(jié)省網(wǎng)絡(luò)終端的成本。最近，光偏振模式色散補(bǔ)償器已經(jīng)作為獨(dú)立可插拔子卡模塊進(jìn)入市場(chǎng)，從而為系統(tǒng)供應(yīng)商把它集成到線路卡上提供了很大的

26、方便。這使得系統(tǒng)廠商能更廣泛和更快速在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中加以部署。事實(shí)上，北美的主要的一級(jí)運(yùn)營商已開始著手在長途骨干網(wǎng)中部署光偏振模式色散補(bǔ)償器。     最近，歸零型差分四相相移鍵控 （RZ-DQPSK）模塊也引起了業(yè)界的高度關(guān)注。其原因是它具有比DPSK 更高的內(nèi)在的偏振模式色散的容限. 它的平均差分群時(shí)延（DGD）一般可達(dá)7 到 8皮秒 (78ps) 的范圍。這樣 RZ-DQPSK便可以在一些 城域型和部分區(qū)域型網(wǎng)絡(luò)中甚至在小部分長途網(wǎng)絡(luò)中用于那些需要較高的PMD 容限的40G光纖線路。因?yàn)檫@些網(wǎng)絡(luò)中更有可能會(huì)有一些具有較高的偏振模式色散的光纖。但是RZ-DQPSK

27、模塊現(xiàn)在的關(guān)鍵問題之一是它的結(jié)構(gòu)，控制復(fù)雜, 制造成本因此相對(duì)地高。模快供應(yīng)商們正在從多方面進(jìn)行努力, 試圖引入更多的光學(xué)和電子集成 ，從而迅速降低模塊的成本。但是, 這可能需要一段時(shí)間業(yè)界的共同努力。 預(yù)計(jì)RZ-DQPSK模塊將可能開始在2010年底左右在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中得到一定數(shù)量的部署。     然而，當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)中光纖偏振模色散系數(shù)很大或光纖傳輸距離相當(dāng)長的的情況下, RZ-DQPSK本身仍不足以解決偏振模色散的問題。在這種情況下， 40G相干偏振復(fù)用四相相移鍵控相干模塊 (Coherent PM-QPSK) 便可以填補(bǔ)這方面的差距從而發(fā)揮非常重要的作用。40G

28、PM-QPSK模塊不僅可以提供高達(dá)30皮秒的平均差分群時(shí)延容限, 而且可以提供大范圍的光纖色散補(bǔ)償, 同時(shí)還具有2 到3dB 的背靠背光信噪比性能 (OSNR) 的提高。 因此它可以涵蓋運(yùn)營商在大多數(shù)的城域，區(qū)域和長途網(wǎng)絡(luò)中的需求和應(yīng)用。PM-QPSK可以支持無色散補(bǔ)償?shù)拈L途傳輸，簡化光放大器的結(jié)構(gòu)，減少噪聲, 進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)的成本。當(dāng)然，運(yùn)營商最終選用哪一種模塊,要由運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)需求, 部署的時(shí)間要求, 以及它的成本, 性能和供應(yīng)商的穩(wěn)定性, 等諸多因素決定。預(yù)計(jì)低成本的40G相干偏振復(fù)用四相相移鍵控通用模塊也將可能開始在2010年底左右在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中得到小數(shù)量的部署。  

29、0;  隨著40Gb/s的大規(guī)模部署的開始，業(yè)界又涌現(xiàn)出多種新型的100G/s調(diào)制編碼格式。面對(duì)眾多特征各異的傳輸碼型，在綜合考慮其他系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的基礎(chǔ)上，業(yè)界主要要從傳輸距離、通路間隔、與40Gb/s 和10Gb/s系統(tǒng)的兼容性、模塊成本與傳輸性能的平衡等方面進(jìn)行綜合選擇。通過業(yè)界一兩年來對(duì)于100Gb/s模塊的緊鑼密鼓的研究和開發(fā), 100G/s 的偏振復(fù)用四相相移鍵控相干模塊 (Coherent PM-QPSK) 正在變成業(yè)界的主要選擇。下圖顯示100G PM-QPSK和其他幾種100G調(diào)制格式對(duì)光學(xué)濾波效應(yīng)的容忍度.如圖所示 , 相比于其他各種形式的調(diào)制格式，100G PM-

30、QPSK相干調(diào)制 (帶有空心圓點(diǎn)的曲線) 有著其特別和顯著的優(yōu)越性 (50RZ 表示50%歸零碼型; DPSK 表示非相干差分相移鍵控; Bo表示光信道有效帶寬)。像40G PM-QPSK 一樣, 100G PM-QPSK模塊不僅可以提供高達(dá)30皮秒的平均差分群時(shí)延容限, 而且可以提供大范圍的光纖色散補(bǔ)償, 和直接的非相干檢測(cè)模塊相比, 它同時(shí)還具有源于相干檢測(cè)的2dB 到3dB 的背靠背光信噪比性能 (OSNR) 的提高。 因此它可以涵蓋運(yùn)營商在絕大多數(shù)的城域，區(qū)域, 長途 和超長途網(wǎng)絡(luò)中的需求和應(yīng)用。100G PM-QPSK還可以支持無色散補(bǔ)償?shù)某L途傳輸, 進(jìn)一步大幅度地降低網(wǎng)絡(luò)的成本。

31、在加上業(yè)界近來涌現(xiàn)出來的軟判決型前向糾錯(cuò)技術(shù) (SD-FEC) 和其實(shí)現(xiàn)方法的日趨成熟, 又有可能進(jìn)一步大幅度地提高100G PM-QPSK 相干模塊的傳輸性能, 使得它能在實(shí)際的超長途傳輸范圍內(nèi)盡量減少中繼, 甚至可以直接用于跨洋海底光纜的光信道的傳輸, 從而使得 100G PM-QPSK 模塊具有非常優(yōu)越的整體性能, 十分40G光模塊技術(shù)是什么在阻礙40G傳輸技術(shù)的發(fā)展？Meghan Fuller  2007-03-28 02:27:40  光波通信2007年2/3月   業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，盡管隨著比特率的增長，器件的物理性能呈指數(shù)下

32、降，但由于先進(jìn)的模塊方案和其它一些技術(shù)進(jìn)步，40G傳輸目前在技術(shù)上已經(jīng)可行了。目前大規(guī)模推廣的障礙仍是經(jīng)濟(jì)上的，但也有人認(rèn)為現(xiàn)在可能已經(jīng)有了轉(zhuǎn)機(jī)。到1990年代中期，網(wǎng)絡(luò)容量一直以每5到6年翻4倍的速度穩(wěn)步增長。大家普遍認(rèn)為，向40G邁進(jìn)的步伐顯然落后于這一正常規(guī)律，其中的部分原因也許是高速傳輸帶來的技術(shù)難題，以及電信泡沫的破裂，ADVA光網(wǎng)絡(luò)公司（）的業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Per Hansen說。同時(shí)他也指出，波分復(fù)用技術(shù)被廣泛應(yīng)用，是“減緩40G發(fā)展”的一個(gè)因素。然而，據(jù)部分運(yùn)營商報(bào)道的每年高達(dá)75%到125%的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長率，加上三重業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，使得運(yùn)營商有必要采用更高速率。在一個(gè)由EXFO公司（

33、）贊助的、題為40G：高速度，新挑戰(zhàn)的網(wǎng)上研討會(huì)中，資深產(chǎn)品經(jīng)理Francis Audet指出，高帶寬應(yīng)用的出現(xiàn)對(duì)核心網(wǎng)帶寬的需求比任何一個(gè)來自于邊緣網(wǎng)絡(luò)的單個(gè)信號(hào)引發(fā)的需求都大。他說，由于存在這一關(guān)鍵的驅(qū)動(dòng)力，目前那些一級(jí)運(yùn)營商正在關(guān)注40G，只是還沒有解決商業(yè)模式問題，導(dǎo)致了一些猶豫?！拔也徽J(rèn)為只因?yàn)樗？峋陀腥嗽敢馔顿Y在40G上，”Mintera公司（）的產(chǎn)品營銷副總裁Niall Robinson說，“他們?cè)敢獍彦X花在40G上，是因?yàn)槟芄?jié)省他們的網(wǎng)絡(luò)投資。”“40G光發(fā)射機(jī)的價(jià)格是10G光發(fā)射機(jī)的2到2.5倍，而運(yùn)營商們正在試圖以減半的成本得到加倍的比特率”，Verizon Busines

34、s公司的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)總監(jiān)Glenn Wellbrock表示同意?！暗藗?yōu)榇诉€需經(jīng)過艱苦的努力?！睆?.5G到10G的跳躍比向40G跳越要容易，Wellbrock解釋說。“剛開始時(shí)，我們所做的只不過是把光開通和關(guān)斷，但從2.5G到10G則經(jīng)過了大量的改進(jìn)工作我們第一次需要考慮PMD（偏振模色散）一類的問題但我們并沒有改變發(fā)送和接收器的結(jié)構(gòu)，”他說。“我們一直采用直接調(diào)制的方法，但是對(duì)于40G，直接調(diào)制無法滿足工作要求?！痹?0G系統(tǒng)中，激光器要以4倍于10G的速率進(jìn)行調(diào)制，Audet指出，這帶來了最主要的挑戰(zhàn)。加快調(diào)制速率提高了激光器的光譜響應(yīng)速度，這導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中所有復(fù)用器、解復(fù)用器以及濾波器都

35、必須擴(kuò)大4倍?！皵U(kuò)大4倍意味著對(duì)你的系統(tǒng)引入4倍的噪聲，”Audet說?！皩?duì)于同樣的功率，光OSNR（光信噪比）將下降大約6dB，這是限制40G系統(tǒng)發(fā)展的重大問題之一。”接收機(jī)靈敏度與比特率成指數(shù)關(guān)系。采用傳統(tǒng)的非歸零碼（NRZ）調(diào)制，40G時(shí)的色散（CD）比10G時(shí)惡化16倍，PMD惡化4倍，因此將大幅減少傳輸距離?！盀榱说玫胶玫?0G傳輸系統(tǒng)”，Audet說，“我們還需要找尋比NRZ更好的編碼方式以解決OSNR、CD和PMD等問題。”另外，北電（）的光產(chǎn)品和解決方案營銷總監(jiān)Kevin Drury補(bǔ)充說，新出現(xiàn)的色散問題要求增加色散補(bǔ)償模塊（DCM）和放大器，這在增加鏈路預(yù)算的同時(shí)增加了40

36、G系統(tǒng)的成本，而40G系統(tǒng)的成本要被控制在10G系統(tǒng)的2至2.5倍以內(nèi)。轉(zhuǎn)機(jī)據(jù)Hansen說，目前40G系統(tǒng)已經(jīng)開始用于骨干網(wǎng)，這樣的技術(shù)更加經(jīng)濟(jì)高效?！坝捎诖罅啃盘?hào)被匯聚進(jìn)入骨干網(wǎng)，因此成本可以更多地分?jǐn)偅彼忉屨f。“在網(wǎng)絡(luò)的骨干部分，一般情況下花更多的錢可以得到更多的帶寬。而向邊緣網(wǎng)絡(luò)推進(jìn)的速度則要取決于經(jīng)濟(jì)效益提高的速度。”那就是說，Hansen解釋道，可能存在某些場(chǎng)合使運(yùn)營商會(huì)因?yàn)槟撤N特定的應(yīng)用需要在10G系統(tǒng)更便宜的情況下寧愿意選擇40G系統(tǒng)。比如，運(yùn)營商已經(jīng)有一臺(tái)配置了40G接口的路由器，更換接口會(huì)增加額外的成本，這樣，就要采用40G而不是10G系統(tǒng)?；蛘?，他說，也許在有些地方挖

37、掘街道鋪設(shè)光纖“是很困難的事，（運(yùn)營商）寧愿一次付出更高的成本來獲得更多的帶寬?！盡intera的人們則從不同的角度來看待這一問題。他們說，與其比較40G和10G系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)差別，還不如比較4波長10G系統(tǒng)與40G系統(tǒng)的成本。4波長10G系統(tǒng)已經(jīng)被一些運(yùn)營商所使用?！爱?dāng)被問到這個(gè)問題時(shí)，人們總像比較桔子和蘋果一樣，拿出最便宜的、只能傳輸幾十公里的10G模塊來作為與40G比較的價(jià)格基準(zhǔn)?！盡intera的CEO Terry Unter解釋說。他的觀點(diǎn)是，目前用于長距離和超長距離傳輸?shù)募夹g(shù)將產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，40G器件的價(jià)格下降速度將比現(xiàn)在的10G器件的還要快?！拔覀儸F(xiàn)在正在制造未來12到18個(gè)月內(nèi)

38、投入使用的產(chǎn)品，它們?cè)诔墒斓某怯蚓W(wǎng)或城域核心網(wǎng)中更具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，”他補(bǔ)充說。近來開發(fā)的先進(jìn)的調(diào)制方案也有助于加速40G系統(tǒng)的應(yīng)用。在為減輕高比特率造成的色散問題而開發(fā)的調(diào)制方案中，差分相移鍵控（DPSK）顯得最有希望，Audet說。在這種方案中，幅度和相位同時(shí)被調(diào)制，得到的平均功率比其它方案高3dB?！坝捎?0G系統(tǒng)有6dB的代價(jià)，一種調(diào)制方案能提供免費(fèi)的3dB是非常令人感興趣的”。DPSK在CD和PMD方面的性能也很優(yōu)越。而且，它的光譜效率比傳統(tǒng)的NRZ調(diào)制要寬2.5倍，使得DPSK調(diào)制信號(hào)可以采用50-GHz波分復(fù)用信道間隔。“我們可以在同一根光纖上同時(shí)傳輸50-GHz間隔的10G和40G

39、信號(hào)”Audet說。對(duì)這種新調(diào)制技術(shù)的能力不能過高估計(jì)，Unter補(bǔ)充道，那些公司在模塊里同時(shí)使用了新的調(diào)制方法和“智能的色散補(bǔ)償”來實(shí)現(xiàn)50GHz信道間隔?！斑@是40G領(lǐng)域的獨(dú)特的領(lǐng)先技術(shù)?！彼f。“從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度看，公司只有讓40G設(shè)備能夠在原本為10G系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施上運(yùn)行，服務(wù)提供商們才能接受，”他報(bào)告說?！澳壳拔覀兠媾R的挑戰(zhàn)是提供經(jīng)濟(jì)可行的解決方案，該方案要遵守10G系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)則并且可以在10G基礎(chǔ)設(shè)施上運(yùn)行，這樣服務(wù)提供商在已有的為10G系統(tǒng)部署的基礎(chǔ)設(shè)施上不必再投資升級(jí)放大器、光纖和色散補(bǔ)償?shù)仍O(shè)備就可以增加40G服務(wù)?！盠evel 3公司首席設(shè)計(jì)師Joe Lawrence表示

40、，目前的價(jià)格還是太高了，但是他懷疑其中有多少是由上述技術(shù)障礙帶來的。他斷言，“10G以太網(wǎng)的吸引力不是來自于技術(shù)而來自于量大。一種芯片一旦投產(chǎn)了，它的發(fā)貨量就不是數(shù)以千計(jì)而是數(shù)以百萬計(jì)。”Infinera（）負(fù)責(zé)技術(shù)營銷和業(yè)務(wù)發(fā)展的副總裁Serge Melle同意上述說法。他說，路由器端口到40G波分復(fù)用系統(tǒng)的連接費(fèi)用還是太高?！澳壳?，40G光器件的價(jià)格還沒有降到能被普遍接受，從而在經(jīng)濟(jì)上具有吸引力來替換已有的器件，”他說，40G的光器件仍舊比10G的貴6到7倍。為了解決問題，Infinera已經(jīng)聯(lián)合了其它8家供應(yīng)商建立一個(gè)X40多源協(xié)議組織（MSA），開發(fā)一種多速率的40G光收發(fā)器，預(yù)計(jì)只比

41、相應(yīng)的10G模塊貴2.5倍。根據(jù)Infinera的Vijay Vusirikala的說法，MSA的主要目標(biāo)是引入可插拔功能和減少功耗?！拔覀兿Ｍ@能成為40G接口被更廣泛采用的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，”他聲稱。即使產(chǎn)量能驅(qū)動(dòng)40G器件的價(jià)格下降，對(duì)于一些運(yùn)營商，包括Level 3，仍然是個(gè)有爭論的問題。Lawrence報(bào)告說，Level 3已經(jīng)在城市間的骨干傳輸線路采用8（波長）x10G”以上的速率。運(yùn)營商們還會(huì)保持對(duì)最近成立的IEEE 802.3高速研究組（HSSG）的關(guān)注，該研究組的任務(wù)是評(píng)估對(duì)更高比特率的需求，包括目前領(lǐng)先的100G以太網(wǎng)?！拔覀冋J(rèn)為，對(duì)于我們的現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施，100G以太網(wǎng)是更合適的解決

42、方案，但是那并不表示我們認(rèn)為40G就不再有用，”他解釋說。“我們也有一些客戶可能需要40G，所以我不會(huì)說40G是我們不支持的東西。我們只是不認(rèn)為那是最經(jīng)濟(jì)的方案?！?40G：海量之美北電展出 40G全光網(wǎng)2007年11月2日 16:12  CCTIME飛象網(wǎng)  CCTIME訊針對(duì)通信行業(yè)的轉(zhuǎn)型和網(wǎng)絡(luò)融合的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)下一代傳輸網(wǎng)而言，在干線網(wǎng)及城域核心網(wǎng)部署 40G DWDM系統(tǒng)成為必然的選擇，是大勢(shì)所趨?？梢灶A(yù)見，在未來幾年， 40G DWDM 系統(tǒng)的規(guī)模部署和商用將會(huì)在全球范圍內(nèi)啟動(dòng)。那么對(duì)于電信運(yùn)營商，40G 系統(tǒng)的價(jià)值到底在什么地方呢？我們知道，

43、在原有光傳輸系統(tǒng)上增加10G 信道的數(shù)量或者新增一套新的10G DWDM系統(tǒng)，不但實(shí)施時(shí)間長，而且會(huì)影響到既有網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。更為關(guān)鍵的是，這種量的積累并不會(huì)給網(wǎng)絡(luò)性能帶來什么質(zhì)的變化，卻會(huì)徒然增加運(yùn)營維護(hù)成本。另外，擴(kuò)展信道帶寬背后有一個(gè)很簡單的邏輯：如果能夠在每個(gè)波長中包含多個(gè)數(shù)據(jù)連接，核心網(wǎng)絡(luò)的性能將大大提高。因此，隨著 10G路由交換接口的普及，核心傳輸接口向 40G轉(zhuǎn)移就變得非常重要。還有，40G 系統(tǒng)設(shè)備體積只有同等傳輸容量的10G 設(shè)備的一半，功耗最高可降低一半。這兩點(diǎn)看似平常，但對(duì)于電信運(yùn)營商來說可是“呵護(hù)體貼”之處。 目前，互聯(lián)網(wǎng)視頻應(yīng)用和IPTV 業(yè)務(wù)的風(fēng)起云涌給電信運(yùn)營商

44、的長途骨干傳輸能力帶來前所未有的挑戰(zhàn)。另外，40G 的路由交換端口已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，而廣域網(wǎng)端卻缺少相應(yīng)的40G傳輸端口與之匹配，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。因此，市場(chǎng)對(duì) 40G光傳輸系統(tǒng)的需求凸顯。 關(guān)注并致力于滿足客戶需求的北電在2007 年北京國際通信展上首次揭開了其40G 系統(tǒng)產(chǎn)品的神秘面紗。我們知道，相比10G 系統(tǒng)，40G系統(tǒng)對(duì)電子學(xué)和光學(xué)領(lǐng)域技術(shù)的要求都接近極限。比如，脈沖間隔降低為 1/4、色度色散容限降低為 1/16 、極化模色散容限降低為 1/4以及信噪比余量降低6 dB。在這一極限的挑戰(zhàn)下拿出可供電信運(yùn)營商規(guī)模商用的產(chǎn)品方案是對(duì)業(yè)界能力的一個(gè)大考驗(yàn)。光傳輸領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)者北電憑借自己的智慧和

45、經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過多年的刻苦研發(fā)，終于實(shí)現(xiàn)了革命性的技術(shù)突破：突破色度色散對(duì)傳輸距離的限制，色度色散容限高達(dá) 2500公里；突破極化摸色散對(duì)40G傳輸?shù)闹萍s，極化摸容限遠(yuǎn)高于10G波分系統(tǒng)。需要特別指出的是北電新一代調(diào)制技術(shù) (NGM) 。該技術(shù)的帶來的價(jià)值是：不需色散補(bǔ)償模塊，減少由此產(chǎn)生的信號(hào)噪聲，非線性代價(jià)；降低運(yùn)維復(fù)雜性，減少運(yùn)維成本；實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在線擴(kuò)容，提高傳輸速率和容量，實(shí)現(xiàn)超長距傳輸；奠定了全光網(wǎng)基礎(chǔ)?；贜GM 技術(shù)的北電的40G系統(tǒng)能夠基于電信運(yùn)營原有 10G系統(tǒng)，在不需要色度色散補(bǔ)償模塊、不需要極化摸色散補(bǔ)償模塊以及不需要更換光纖的條件下為運(yùn)營商提供大容量、長距離、低成本、易維護(hù)的下

46、一代海量傳輸系統(tǒng)。此外，北電的 40G系統(tǒng)與 10G波分系統(tǒng)具有完全相同的傳輸距離（無中繼傳輸距離高達(dá) 2000多公里），這便意味著它們具有同樣的光放站設(shè)置和同樣的中繼站設(shè)置。所有這些目的只有一個(gè)，那就是最大程度降低運(yùn)營商的建網(wǎng)和維護(hù)成本，確保電信運(yùn)營商 DWDM系統(tǒng)的平滑演進(jìn)，降低風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)投資。在10G系統(tǒng)時(shí)代，北電曾經(jīng)笑傲群雄。我們也有理由相信，憑借濃縮北電人百年創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)的40G DWDM系統(tǒng)，北電也將會(huì)制勝40G 時(shí)代。40G DWDM技術(shù)及應(yīng)用(2008-12-01 16:51:36)寬帶業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，催生了核心路由器40G業(yè)務(wù)端口的出現(xiàn)，迫切需要解決40G的傳輸問題。在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)

47、達(dá)的珠三角、長三角、環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)帶城域網(wǎng)核心節(jié)點(diǎn)之間已經(jīng)采用了并行多個(gè)10G端口的捆綁方式，但這種方式給運(yùn)維、管理帶來了難度，開銷龐大、端口效率不高，電信運(yùn)營商的數(shù)據(jù)部門有較強(qiáng)的配置40G數(shù)據(jù)端口的意愿，40G應(yīng)用已迫在眉睫。而40G傳輸面臨一系列關(guān)鍵技術(shù)的突破以及工程應(yīng)用問題的解決。本文點(diǎn)評(píng)了40G的核心技術(shù)，簡要分析了40G工程應(yīng)用中需要關(guān)注的問題。 一、40G DWDM關(guān)鍵技術(shù) 在10G超長傳輸技術(shù)基礎(chǔ)上，40G要走向?qū)嵱眠€需新的技術(shù)突破，主要有新型光調(diào)制技術(shù)、動(dòng)態(tài)色散補(bǔ)償技術(shù)以及偏振模式色散補(bǔ)償?shù)取?1. 碼型調(diào)制技術(shù) 40G要走向?qū)嵱没滦凸庹{(diào)制格式是關(guān)鍵。筆者認(rèn)為目前以及未來幾年可

48、以預(yù)見并可望實(shí)用的光調(diào)制碼型有：NRZ、ODB、DPSK、DQPSK/RZ-DQPSK以及PM-QPSK。 非歸零（NRZ）碼型用高光功率表示“1”碼，接近于零的低光功率表示“0”碼，相連的“1”碼之間光功率保持高水平。NRZ可以采用EA或MZ做光調(diào)制器，光發(fā)送和接收單元都比較簡單。但在40Gbps系統(tǒng)中，NRZ的OSNR容限以及傳輸?shù)姆蔷€性限制了系統(tǒng)的波長間隔和無電中繼傳輸距離，其僅適用于作為40G客戶側(cè)接口或100GHz波長間隔的城域傳輸接口。 光雙二進(jìn)制（ODB）碼型是三電平光調(diào)制格式，用接近于零的低光功率表示“0”碼，用高光功率表示“1”碼，但相鄰“1”碼相位可能相差，從而有效壓縮了光

49、譜寬度。ODB有多種實(shí)現(xiàn)方案，業(yè)界關(guān)注較多的有2種： 相位整形光雙二進(jìn)制（PSBT）碼型，采用5階Bessel低通濾波器實(shí)現(xiàn)2電平到3電平變換，這樣奇數(shù)個(gè)“0”兩邊的“1”相位相差，偶數(shù)個(gè)“0” 兩邊的“1”相位相同。其優(yōu)勢(shì)為頻譜帶寬窄，色散容限高，能適用于50G波長間隔的DWDM系統(tǒng)。劣勢(shì)是眼圖不好，OSNR容限接近NRZ碼型。 傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)（AMI）碼型，“0”碼用零電平表示，相鄰“1”碼交替用“1”和“1”，即相鄰“1”碼相位相差為，并且對(duì)“1”進(jìn)行了歸零。優(yōu)勢(shì)是用于100GHz間隔系統(tǒng)可以顯示歸零碼對(duì)OSNR明顯的改善效果，較PSBT會(huì)有2dB左右改善。其劣勢(shì)是光通道帶寬不能太窄，只能

50、用于100GHz間隔以上DWDM系統(tǒng)。 差分相移鍵控（DPSK）碼型是將數(shù)據(jù)承載于臨近光脈沖的差分相位上，即前后兩個(gè)信號(hào)脈沖的光載波相位相同則表示是數(shù)字碼“1”，相反則表示是數(shù)字碼“0”。DPSK的頻譜能量集中，頻譜效率高，可以改進(jìn)色散容限、非線性容限。DPSK光接收端需要光解調(diào)器，采用平衡檢測(cè)OSNR容限可以比NRZ改進(jìn)約3dB。特別是光解調(diào)器的兩臂設(shè)置合適的延時(shí)量，可以以較小的光通道濾波損傷達(dá)到支持50GHz波長間隔DWDM系統(tǒng)的能力，因此DPSK是目前技術(shù)成熟、性價(jià)比最好的支持50GHz波長間隔的骨干網(wǎng)DWDM系統(tǒng)解決方案，用于100GHz波長間隔系統(tǒng)更有優(yōu)勢(shì)。 差分正交相移鍵控DQPS

51、K碼型實(shí)際上是兩路DPSK調(diào)制信號(hào)相差半個(gè)時(shí)鐘周期疊加。DQPSK的頻譜帶寬只有DPSK的一半，可以很好地支持50GHz間隔的40Gbps DWDM傳輸，擁有良好的PMD和色散容限。目前研究較多的是RZ-DQPSK，它結(jié)合了RZ和DQPSK的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的非線性抑制能力和高的色散與PMD容限。但實(shí)現(xiàn)方案比較復(fù)雜，目前集成度低是其商用的主要障礙，性能上與10G NRZ混傳可能會(huì)受到嚴(yán)重?fù)p傷。 偏振復(fù)用正交相移鍵控PM-QPSK碼型實(shí)際上是兩路偏振態(tài)正交的QPSK調(diào)制信號(hào)疊加，這樣其單個(gè)調(diào)制信號(hào)的速率就變成了10G bps。因此在性能上是與目前10G DWDM系統(tǒng)最接近的一種40G調(diào)制格式，但其

52、實(shí)現(xiàn)方案在現(xiàn)有技術(shù)水平下過于復(fù)雜，集成度低，特別是工程中的可用性需要驗(yàn)證。 2. 動(dòng)態(tài)色散補(bǔ)償（TDC）技術(shù) TDC技術(shù)是目前40G較成熟的光調(diào)制格式，色散容限都在±200ps/nm之內(nèi)，考慮到色散補(bǔ)償模塊補(bǔ)償精度及色散斜率補(bǔ)償與光纖的失配、環(huán)境溫度變化對(duì)色散的影響以及線路維護(hù)可能造成色散變化等，40G長距離傳輸系統(tǒng)動(dòng)態(tài)色散補(bǔ)償是必配的。 動(dòng)態(tài)色散補(bǔ)償技術(shù)長遠(yuǎn)來說，我們看好電色散補(bǔ)償（EDC）方法。但目前光的色散補(bǔ)償技術(shù)較成熟，主要有光纖啁啾Bragg光柵（FBG）技術(shù)、GT Etlon標(biāo)準(zhǔn)具技術(shù)、虛成像相移陣列技術(shù)等實(shí)現(xiàn)方式，光纖光柵（FBG）相比較而言最成熟。 動(dòng)態(tài)色散補(bǔ)償應(yīng)自動(dòng)

53、優(yōu)化色散補(bǔ)償量，而整個(gè)鏈路的殘余色散量無法在線監(jiān)測(cè)，目前基本依據(jù)接收點(diǎn)糾錯(cuò)前的誤碼率來閉環(huán)調(diào)整，而誤碼引起的原因很多，所以必須采用有效的優(yōu)化控制算法。 3. 偏振模色散補(bǔ)償（PMD）技術(shù) 光纖鏈路PMD主要影響因素是光纖、色散補(bǔ)償模塊和光放大器，其他器件數(shù)量少，對(duì)鏈路PMD影響較小。較成熟的40G光調(diào)制格式，如按器件/模塊廠商提供的典型參數(shù)設(shè)計(jì)，無PMD補(bǔ)償時(shí)傳輸距離500km可能就是一個(gè)坎。 目前關(guān)于PMD補(bǔ)償系統(tǒng)的研究在光域、電域和光電域結(jié)合等多個(gè)方面同時(shí)展開。主要依賴測(cè)得的偏振度（DOP）、電域特定信號(hào)譜功率、電域全部信號(hào)譜功率、誤碼率（BER）、眼圖監(jiān)控信號(hào)以及電域中的橫向?yàn)V波器和閾值

54、電流技術(shù)等來調(diào)節(jié)PMD補(bǔ)償量。但目前能應(yīng)用于實(shí)際工程的PMD補(bǔ)償器極少，而且效果需要工程檢驗(yàn)。 二、工程應(yīng)用應(yīng)關(guān)注的問題 40G DWDM系統(tǒng)與10G DWDM系統(tǒng)相比，在工程應(yīng)用中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下問題： 1. 系統(tǒng)的PMD問題 40G系統(tǒng)的PMD不但要關(guān)注光纜，還要考慮站點(diǎn)內(nèi)大量的摻鉺光纖放大器（EDFA）和色散補(bǔ)償光纖（DCF）。而光纜的PMD與光纖質(zhì)量、成纜工藝水平、施工維護(hù)水平等密切相關(guān)，必須依賴實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，理論假設(shè)或按標(biāo)準(zhǔn)給的參數(shù)對(duì)工程設(shè)計(jì)沒有太多實(shí)用意義。 PMD具有統(tǒng)計(jì)特性，最大群時(shí)延（DGD）超過容限并不意味著系統(tǒng)就會(huì)癱瘓，只是表示短期（如每年2分鐘）PMD引起的代價(jià)可能會(huì)大于1d

55、B，會(huì)占有系統(tǒng)的裕量。 2. 40G與10G混傳問題 10G NRZ與40 GDPSK/DQPSK混傳時(shí)，鄰近10G NRZ比特序列導(dǎo)致的幅度隨機(jī)起伏會(huì)引起DPSK、DQPSK的相位隨機(jī)變化，從而對(duì)40Gbps的DPSK、DQPSK帶來比純40Gbps系統(tǒng)更大的傳輸損傷。由于DPSK是兩相位，DQPSK是四相位，這種XPM導(dǎo)致的相位擾動(dòng)對(duì)DQPSK可能是致命的。所以在工程設(shè)計(jì)中，建議10G與40G波長最好不要間插配置，建議分別配置在相鄰的波帶。 3. 40G客戶側(cè)接口問題 目前40G客戶側(cè)接口通常配置1550nm波長的40G NRZ接口，對(duì)G.652光纖客戶側(cè)色散容限只有2km，對(duì)G.655光

56、纖客戶側(cè)色散容限接近10km，因此數(shù)據(jù)中心與傳輸機(jī)房之間的40G接口必須考慮其色散限制。有以下解決思路： （1）配置1310nm波長的客戶側(cè)接口，ITU-T最新已建議將波長限制在G.652光纖零色散波長附近的13071317nm，色散受限距離可望達(dá)40km； （2）配置1550nm波長的40G PSBT接口，G.652可達(dá)10km，G.655光纖接近40km。 4. 40G業(yè)務(wù)保護(hù)問題 40G DWDM系統(tǒng)相比10G系統(tǒng)每個(gè)波長通道上增加了多個(gè)動(dòng)態(tài)調(diào)整的部件，如動(dòng)態(tài)色散補(bǔ)償、DPSK解調(diào)器的相位鎖定、可能需配置的PMD補(bǔ)償模塊等，這些參數(shù)的調(diào)整需要糾錯(cuò)前的誤碼率，并且會(huì)互相影響，需要多重循環(huán)才

57、能完成一次優(yōu)化，與50ms保護(hù)倒換時(shí)間相差很遠(yuǎn)。目前40G只支持客戶側(cè)的1+1保護(hù)。40G光模塊新協(xié)議問世 九大廠商已加盟九家網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、光模塊、半導(dǎo)體和連接器企業(yè)日前宣布成立X40多源協(xié)議（MSA）集團(tuán)，該組織成立的目標(biāo)是研制一種支持40G鏈路的新型、集成化、數(shù)字診斷式、多速率光收發(fā)器，可應(yīng)用到電信（SONET/SDH 和G.709）和數(shù)據(jù)通信（分組交換）市場(chǎng)。X40 MSA集團(tuán)成員包括了Aeluros公司、Broadcom 公司、Emcore公司、Finisar、Infinera、 Juniper Networks、MergeOptics GmbH、Tyco電工以及Vitesse 半導(dǎo)體公

58、司。X40 MSA希望能夠幫助設(shè)備制造商增加端口密度和系統(tǒng)數(shù)據(jù)吞吐量，延長鏈路距離，減少功耗，降低每Gbps成本（相比現(xiàn)有的40 G系統(tǒng)）。這些熱插拔模塊采用了跟XENPAK類似的模式，集成了4個(gè)發(fā)射和4個(gè)接收通道，然后再將這些通道復(fù)用到一個(gè)單光纖對(duì)上。該模塊每通道支持速率范圍從9.953 Gbits/sec到11.1 Gbits/sec，最終總的數(shù)據(jù)輸出速率達(dá)到了39.8 Gbits/sec到 44.4 Gbits/sec。這些X40模塊與主板之間的電接口采用了SFF-INF-8077i.定義的XFI接口。X40 MSA 集團(tuán)主席兼Infinera首席技術(shù)官Drew Perkins表示，X4

59、0模塊將10G器件的成本點(diǎn)和成熟經(jīng)驗(yàn)帶進(jìn)了40G的世界，從而使40G網(wǎng)絡(luò)變得更加經(jīng)濟(jì)。最初的X40物理層接口將被定義來滿足短距離城域接入網(wǎng)絡(luò)（如10公里）的需求。目前市場(chǎng)上的40-G模塊采用的300-pin MSA協(xié)議，通常傳輸距離限制在2公里以內(nèi)，這需要進(jìn)行色度色散補(bǔ)償。X40采用了40個(gè)非制冷的CWDM波長（在1310 nm附近），每個(gè)通道可承載10Gbps的數(shù)據(jù)，每個(gè)通道傳輸距離可達(dá)到跟10GBASE-LR接口相同的10公里，另外X40模塊也采用數(shù)字診斷技術(shù)來監(jiān)測(cè)鏈路性能。責(zé)任編輯: 炊煙(TEL:（010）68476636-8006)Finisar（納斯達(dá)克：FNSR）、Opnext（

60、納斯達(dá)克：OPXT）和住友電工旗下Excelight通信公司在OFC上宣布達(dá)成了一項(xiàng)光收發(fā)模塊多源協(xié)議（MSA）。該項(xiàng)CFP多源協(xié)議（MSA）是為了定義一種熱插拔光收發(fā)模塊的封裝規(guī)格，以推動(dòng)40Gb/s和100Gb/s應(yīng)用，包括下一代高速以太網(wǎng)應(yīng)用（40GbE和100GbE）?？刹灏蜟FP收發(fā)模塊可支持組成骨干網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信和電信網(wǎng)絡(luò)的超高帶寬需求。業(yè)內(nèi)分析師表示，由于高質(zhì)量視頻業(yè)務(wù)（如視頻點(diǎn)播、IPTV等）和高速高容量接入網(wǎng)（FTTx和WiFi）建設(shè)的推動(dòng)，到2012年，IP流量以每兩年增長一倍的速度增長，從而將造成核心網(wǎng)帶寬不足。為滿足帶寬需求，運(yùn)營商已經(jīng)計(jì)劃部署下一代高速網(wǎng)絡(luò)。IEEEP802.3ba專門小組目前也正積極制訂40Gb/s和100Gb/s以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。另外，除了現(xiàn)有的40Gb/s電信標(biāo)準(zhǔn)，OIF和ITU-T也正致力于標(biāo)準(zhǔn)化100Gb以太網(wǎng)長途傳輸中的SDH/OTN電信接口。遵循CFP多源協(xié)議（MSA）的可插拔收發(fā)模塊將被應(yīng)用于40Gb/s和100Gb/s接口。CFA多源協(xié)議（MSA）主要是定義以相同封裝支持多種應(yīng)用的模塊規(guī)格。這些應(yīng)用包括多種協(xié)議（如40GbE、100GbE、OC-768/STM-256和OTU3等）、不同媒體類型（如多模和單模）以及不同連接距離。CFA多源協(xié)議利用許多創(chuàng)新特色設(shè)計(jì)，如高級(jí)溫度管理（advan