尚难商用 400G如何打破香农极限

　　ICCSZ讯    尽管业界对400G呼声甚高，但受制于技术尚不成熟，运营商对400G更多是停留在实验室和现网测试阶段。

　　“400G传输距离有限，意味着运营商需要在现网中引入更多的中继设备，导致成本大幅上升。因此，中国电信今年暂无计划在骨干网和城域网上引入400G。”中国电信北京研究院副院长张成良在接受《通信产业报》(网)采访时表示。

　　正如摩尔定律已经在半导体行业开始失效，芯片性能提升趋缓一样，由于光纤的传输容量已经逼近信道的香农极限，如果进一步增加频谱效率意味着更高的信噪比要求，直接导致400G系统的技术实现难度大大增加和成本快速上升。

　　“突破香农极限的理论，光网络产业界尚需要时间去研究。”张成良表示。

　　双载波成优选方案

　　目前，包括华为、阿朗、中兴和烽火通信在内的厂商都推出了400G OTN解决方案，并且携手多家运营商进行了实验室和验证测试，以验证和改善400G方案的性能。

　　从厂商推出的解决方案来看，400G光传输网络主要通过四载波、双载波和单载波三种方式实现，三种方案各有优劣势。

　　其中四载波通过四个载波的100G PDM-QPSK方式来构建400G超级波道，基于100G已经规模商用，这种方案技术成熟、成本低、跨距长，能够满足运营商的长距离传输需求。

　　不过，这种方案只有在引入频谱压缩技术提高频谱效率，并通过芯片升级解决集成度和功耗问题的前提下才有意义。“否则，以目前的100G芯片搭建出来的400G系统其本质还是100G系统。”张成良表示。

　　双载波方案则是通过两个载波的200G PDM-16QAM方式来构建400G超级波道。这种方案的好处是将频谱效率提升165%以上，系统集成度较高，体积小、功耗低;劣势是跨距短，只能达到500km，无法适用长距离传输场景。

　　单载波则是通过一个载波的400G PDM-32QAM方式来构建400G超级波道。这似乎是最正宗的400G解决方案，不过，上海贝尔专家向记者指出，由于香农定理的限制，其技术实现难度大、成本高、跨距小于200km，如果没有大的技术突破，在长途传输中的应用前景并不乐观。

　　“从全球范围来看，目前，双载波400G成为业界普遍看好的方案，可以考虑在城域网率先应用。”张成良告诉记者。

　　标准有待统一

　　困扰400G传输的还有标准问题。

　　2013年3月，IEEE正式开启了400GE的标准化进程。IEEE给出时间表，预计今年发布400GE初稿，2016年-2017年发布正式的400GE标准。一般来说，传输标准会在以太网标准出来后才有定论，因此400G传输标准还有相当的一段路要走。

　　在标准未出炉之际，400G传输产业将再次经历乱战现象。

　　上海贝尔专家向记者回忆，40G时代，由于技术标准未统一，多种技术制式并存导致了互通性差、成本高、商用化进程慢。100G技术在标准化前也经历过标准之争，最终阿尔卡特朗讯所倡导的PDM-QPSK调制方式和相干接收技术以优良的性能统一了标准。

　　同样，对于超100G的标准，不可避免的也存在着标准之争。“从40G的前车之鉴可以看出，没有统一的标准，400G将可能会重蹈40G的覆辙。”上述上贝专家向记者表示。

　　与此同时，上海贝尔专家指出，在400G技术上，超高速光电数字信号处理及芯片的实现仍然是最大的挑战。目前，只有阿朗和Ciena两家厂商能够提供400G超高速传输芯片。

　　上述专家告诉记者，从100G时代起，超高速数字信号处理芯片较以往的研发难度大大增加，因此到目前规模商用为止，真正掌握这项技术的设备厂商依然很少。贝尔实验室从2005年就成功实现了100G的演示，但是到了2010年才开始提供100G的DSP芯片，其技术难度从研发的时间长度中也可见一斑。

　　受到数据流量迅猛增长的驱动，从10G到40G，再到100G，业界实现更高速率光网络商用的时间跨度越来越短。

　　因此，可以预计，一旦400G相关技术问题解决，它就会很快走向商用。