100G传输商用化需攻克四大技术

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光通信最重要的特点就是具有几乎用不尽的带宽资源。随着信息社会的发展，人们对信息服务的需求量与日俱增。根据中国电信预测，在未来5年内，带宽将以每年50%以上的速度增长，到2010年，干线带宽流量将达到50Tbps以上。100GbpsWDM系统是一个重要方向。超宽带时代，承载网的核心层及骨干层面临着越来越大的带宽增长压力。当以10G传输技术为基础的承载网带宽耗尽时，网络平滑升级至40G、100G是最经济的提升网络容量的方法。因此，在承载网的核心层及骨干层实现100G传输将成为必然。随着100GE路由器接口标准化的完成，100G的长途传输也进入了议事日程。与40GbpsWDM系统相比，100G传输的商用化需要解决四大关键技术：100G线路传输技术、100GE接口技术、100GE封装映射技术和100G关键器件技术。
100G线路传输技术
现有100G线路传输技术主要有两种方案：多波传输方案和单波传输方案。在100G多波传输方案中，100G信号反向复用为多波长的10Gbps和40GbpsOTU2、OTU3信号。这种方案不会对现有的10G或40G光传送网络产生影响，并可以在现有的器件技术下实现，因而是现阶段可实现的方案。但这种方案的波长利用率较低，也存在波长管理及多个波长间时延差的控制问题，所以这种方案不是100G线路传输技术的最终商用方案。
100G单波传输方案可做到“一个业务，一个波长”,可以简化网络的管理。从器件发展及降低OPEX的角度来看，该方案是未来发展的方向。业界所讨论的100G传输基本上是讨论100Gbps单波的长途传输。由于波特率的提升，100G单波传输信号所受到的各种物理损伤较为严重。业界研究了新的码型以降低物理损伤对100G信号的影响。
40G速率提高到100G,光信噪比OSNR需要增加4dB左右，为了降低光信噪比OSNR的要求，在现有的光网络上传输单波100G信号，需要采用特殊的调制技术来降低波特率。例如PDM-DQPSK由于采用了偏振态、相位的双重调制，就可以把100Gbps的信号速率降低到25G波特率，从而保证在50GHz间隔的波长区传输。为更好地提高接收灵敏度，有时需要采用相干电处理的技术，也就是采用电处理来解决光波长的相干接收。目前，100GWDM的调制技术有多项选择。从现在的发展情况看，业内相信PDM-（D）QPSK会是一个不错的选择，可以实现50GHz的间隔和1000公里以上的无电中继传输，相干光检测可以极大程度地提高色散容限和PMD容限。缺点是发射机光学结构复杂，相位调制效应容限低，另外需要复杂的DSP处理，用于后处理的高速DAC和ASIC芯片目前较少。目前，该方向的研究还处于实验室阶段。
从系统来看，考虑到100GHz的速率只比40GHz提高2.5倍，在C波段传输的波长数目应该保持与现在的WDM系统相同，因此100GHzWDM系统应该基于50GHz间隔，以提高系统容量。
100GE接口技术
100GE接口技术要解决100GE物理端口的高可靠性，并支持完善的监控和保护功能。100GE物理接口主要有三种：10×10G短距离（100m）互联的MMFLAN接口；4×25G中短距离（3km、10km、40km）互联的SMFLAN接口；10G铜线铜缆接口。
在接口架构方案上，100GE接口架构目前有MLD&CAUI、APL和PBL三种方案。VL&CTBI、APL、PBL方案分别根据不同的应用需求而提出。这些方案将会于近年内在IEEE进行广泛讨论，并最终给出最佳方案。
100GE封装映射技术
100GE适配到OTN时，可映射到OTU4中，也可反向复用到OTU2/3之中。根据100GE接口的具体实现形式，存在多条封装映射路径。第一，100GE串行信号映射到ODU4。ODU4、OTU4的具体速率正在讨论中，有130Gbps和112Gbps两种选择。由于ODU4/OTU4的速率目前还没有最终形成标准，因此将100GE映射到ODU4的方案还没有最终确定。第二，100GE串行信号反向复用到ODU2e、ODU2、ODU3。其主要有O－DU2e-10v反向复用和ODU2-11v或ODU3-3v反向复用两种方案。ITU-TQ11已经明确将对这两种封装映射路径进行标准化。采用GMP映射方法在技术上可以实现，但标准还不成熟。第三，100GE信号反向复用到10×10G或4×25G。这种方案将高速串行的100GE信号反向复用为10G或25G低速并行的信号。目前，ITU正在讨论承载Multi-lane100GE的问题，主要有Multi-lanePCS层汇聚再映射到OTN,以及比特透明独立映射两种解决方案。
100G关键器件技术
业界初步估计100G关键器件将于2010年左右开始生产，于2011年~2012年开始规模商用。其中光模块和高速DSP影响最大。只有高速光模块才能实现100Gbps速率的调制。DSP则对于相干电接收至关重要，只有在100G高速率数字处理技术取得突破时，才能实现软判决、相干电接收的复杂电处理，从而提高接收灵敏度，加大100G的传输距离。
发布者：小宇