选择合适的技术部署40G WDM系统

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在大带宽数据业务的大力驱动下，路由器40G接口已经开始商用，40G波分复用（WDM）技术的难点逐步解决，近期人们讨论的技术焦点已经由40G WDM是否可商用演化为在实际网络中应该选择什么样的技术来部署40G WDM系统。
随着个别厂家40G路由器设备可提供彩色光接口，路由器和WDM系统采用彩色光口还是白光口对接成为业界关注的焦点,由于路由器采用彩光口与WDM系统对接时存在关键缺陷，因此路由器采用白光口和WDM进行对接依然是最佳组网方案。
另外，相对于以往的WDM技术，采用差异化的传输码型成为40G WDM系统的最显著特点,选择什么码型的WDM技术是业界关注的另一个话题。面对多种特征各异的40G调制编码格式，在综合考虑其他系统设计参数的基础上，应主要从传输距离、通路间隔、与10G系统的混传、成本与性能的平衡等方面进行选择。ODB作为成熟可行的技术，性价比高，适合短距离传送；DRZ是40波超长距离传输中性价比最好的技术；RZ-DQPSK是80波超长传送技术的发展方向。
彩光与白光之争
路由器采用彩光与WDM系统对接的优势是成本上省去了路由器和光转发单元的白光接口,由于光接口的主要成本在彩光口，采用这种方式的成本节省程度非常有限，但在网络的运行维护、组网层次等方面存在明显的缺陷。
首先，无法对WDM网络及光纤链路实施有效维护和管理，且与现有网络维护体制冲突。由于路由器和WDM系统一般是两个独立的厂商设备，如果在WDM侧不采用OTU进行故障定位和性能监视，一旦出现故障异常，路由器很难实施有效的故障定位;路由器要完成数据和传输设备的功能，但是这两类设备的维护体系不同，会造成故障定位方面的混乱和不一致、责任不清。
其次，无法保障WDM网络性能。WDM网络性能的保障通过OTU、色散补偿、光放大器自动功率调整等多种措施综合实现，一旦去掉OTU单元，采用不同厂家的彩色光口对接，难以进行统一的系统设计，网络性能很难保证。
最后，组网的可扩展性差。这种组网方式类似WDM网络中的集成式系统，需要针对不同的路由器彩光口进行系统设计，不同的彩色光口的码型、CD和PMD容限都可能不同，会造成彩色光口波长在已有的WDM系统上难以开通。
路由器采用白光口与WDM系统对接时回避了上述问题，同时也是网络中长期采用的开放式WDM系统的组网模式。因此，采用白光口进行对接是路由器与WDM互联的最佳选择，而路由器之间短距互联时可根据具体物理传输条件选择白光或彩光口。
调制编码格式比较
鉴于实际应用需求程度和设备成本等因素，现有10G WDM系统主要采用强度调制的NRZ编码格式。40G WDM系统最显著特点是采用差异化的码型，如基于强度调制的NRZ、DRZ、ODB、PSBT，基于相位调制的DPSK和DQPSK以及结合偏振复用的调制技术DP-QPSK等。
由于目前40G WDM系统有众多调制编码格式，在实际商用中如何选择合适的传输码型成为目前业界关注的问题。实际上，40G WDM系统调制编码格式具体选择比较复杂，其与整个40G系统设计的其他参数密切相关，如FEC增益、系统功率自动控制功能、可调精细色散补偿、接收机动态判决技术等等。因此，以下仅在其他设计参数假设一致的前提下讨论40G WDM系统调制编码选择时应着重考虑的方面。
第一，传输距离是决定码型选择的关键因素之一。在上述的几种典型码型中，若不考虑50GHz通路间隔的应用需求，NRZ可用于局内、短距和600km以内的长距;ODB/PSBT可用于640km以上的长距,DRZ具有超强的非线性抑制能力，可以支持1200km以上超长距,DQPSK波特率是20Gbaud/s，OSNR灵敏度高，也适合1200km以上超长距传输。
第二，通路间隔也是码型选择的主要条件。目前商用N×10Gbit/s系统通路间隔最小为50GHz，若考虑40G系统也支持50GHz通路间隔，那么实际应用时可选择ODB/PSBT、RZ-DQPSK和DP-QPSK等，其中RZ-DQPSK可以支持50GHz间隔超长距传输，是建设C波段80波系统的优选码型。
第三，与10G系统的混传也是目前40G码型选择时需要考虑的问题。40G与10G混传时，除了考虑传输距离和通路间隔等共性问题之外，还需考虑两种速率间不同调制格式之间的通道间干扰问题，目前公开的一些试验和仿真研究表明，在某些特定条件下强度调制和相位调制混传有一定的系统代价，DP-QPSK(相位调制)与10G NRZ(强度调制)混传系统在波长安排时须考虑该系统代价；而40G DRZ(强度调制)与10G系统(强度调制)混传的系统代价可以忽略。
第四，综合考虑调制编码格式的成本与性能的平衡。与NRZ相比，ODB/PSBT码型在发射机侧增加了预编码，相应成本有所提高，但支持50GHz通路间隔和高的色散容限；RZ-DPSK采用了二相位调制，除了在发射机侧增加预编码，接收机侧也需要采用相位解调，相应成本提高更多，但由于采用了相位调制、RZ脉冲和平衡接收，支持高的非线性容限和高的OSNR灵敏度，显著延长了传输距离；RZ-DQPSK采用了四相位调制，相应的调制和解调过程相对RZ-DPSK而言复杂性增大，成本进一步增加，由于波特率降低了一半（20Gbaud/s），相应的CD和PMD容限更大，但非线性效应容限由于相位噪声的影响提升幅度不大；DP-QPSK除了采用四相位调制之外，又采用了偏振复用技术，信号波特率降低到10Gbaud/s，相应的CD和PMD容限显著提升，但由于受相位噪声的影响较大，非线性容限明显降低；另外目前主要采用相干接收技术，光域处理速率较低，但电域处理速率较高，结构非常复杂，总体成本进一步提升。
因此，在具体应用时应根据实际的网络传输需求、系统其他参数的设计、实现成本等方面综合考虑以选择合适的调制编码格式。其中ODB/PSBT实现简单、成本低，是640km以上50GHz长距系统的最佳选择;DRZ编码非线性抑制能力强，比DPSK实现简单、成本低，是40波系统的最佳选择;DQPSK编码OSNR灵敏度高，PMD容限大，比DP-QPSK实现简单，在50GHz间隔超长距传输中性价比最高，是C波段80波系统的最佳选择。