100G光传送技术新进展

　　   伴随着2004年左右路由器40Gb/s POS接口的推出和传送网络带宽的持续增长，40Gb/s技术已经逐步成熟并走向规模商用，前两年国内运营商在传送网上开展了不同规模的试验和小规模商用，从2010年开始，中国电信和中国联通等运营商相继在干线网络上大规模引入40Gb/s WDM系统，标志着基于40Gb/s的 WDM系统已经逐步进入规模商用阶段。随着100GE标准的确立，100Gb/s的高速传输技术成为业界关注的下一个高速速率平台。

　　1. 100G有关标准已经确立

　　100G技术的相关标准在IEEE、ITU-T和OIF等进行开发。IEEE主要定义高速以太网的相关规范，也就是100G的客户信号的相关要求，100GE的标准已经于2010年6月17日正式通过， 100GE的信号速率为103.125 Gbit/s ± 100 ppm，需要满足10 x 10G信号在屏蔽铜缆上至少传输7 m，在多模光纤上至少传输100 m ；4 x 25G信号在单模光纤上至少传输10 km和至少传输40 km这两种传输距离的需求。ITU-T作为传送领域一直以来较为强势的标准组织，它定义了OTU4的速率为111 809 973.568 kbit/s，ODU4的速率为104 794 445.815 kbit/s，保证了未来100GE作为客户信号映射进OTN的兼容性，同时开展了相关光波分传输接口和FEC等方面的研究工作；OIF规范相关的电接口，对于IEEE采用何种电接口的方式进行内部传送有较大影响，同时它也开展了针对DP-QPSK码型的100G长距传输研究；从某种角度来说，它也对ITU-T开展的相关长距传输标准研究造成了一定的挑战。

　　2. 100G传输现网试验方兴未艾

　　针对100Gb/s的长距传输需求来看，主要是未来可能的100GE或者相应的POS接口的出现，100GE的标准化已经完成。针对100G的长距传输，从2004年左右，很多设备制造商已经开始跟踪和研发，国内外很多厂家都宣称有100G WDM的解决方案，近年来全球各大运营商也对此表现出极大的兴趣，开展了各种现场试验，表1所示为今年部分现网试验的案例。

　　3. 100G长距传输关键技术尚待完善

　　从调制格式和复用方式来看，100Gb/s除了基于偏振复用结合多相位调制的调制方式，如偏振复用－(差分)四相相移键控(PDM-(D)QPSK)之外，还包括多级相位和幅度调制的调制码型，如8 /16相相移键控(8PSK/16PSK)，16/32/64级正交幅度调制(16QAM/32QAM/64QAM)等，以及基于低速子波复用的正交频分复用(OFDM)等。从调制编码解调来看，目前主要可采用直接解调和相干解调两种方式，其中相干解调主要采用数字信号处理(DSP)技术来实现，显著降低了相干通信中对于激光器特性的要求。综合考虑系统性能要求、实现复杂性和性价比等多种因素，对于100Gb/s传输商用设备，业界一般看好的长距传输码型为采用相干接收的PDM-QPSK。另外，由于目前模数转换器(ADC)和DSP芯片等处理技术水平的限制，几乎所有高速电信号处理芯片都没有商用解决方案，目前基于100Gb/s信号的实时相干接收处理等尚待技术突破，这是100G WDM系统走向商用的最大技术瓶颈。

　　从OSNR容限来看，对于相同的调制格式，100Gb/s相对于40Gb/s的OSNR容限要求要提升4dB左右，这对于系统研发挑战性很大，目前采用不同调制格式的OSNR容限差异较大，但相同的调制格式采用相干接收后可显著提升OSNR容限1～2dB以上，但是在OSNR上要实现100G WDM系统 1000公里以上的传输，还需要在FEC 方案、相干接收、软判决等方面有更多的增益，才能满足OSNR的要求。

　　4. 100G WDM传输规模商用尚待时日

　　随着100GE标准在今年正式确定，100G WDM长距传输的需求后续会逐步出现，主要解决100G信号在省际和省内干线层面的1000公里以内甚至更长的传输需求。但是在干线网络上，由于目前基于40Gb/s速率的路由器和传输系统已经大规模部署，部分解决了端口容量和端口数量的问题，预计基于100Gb/s的长距传送在近2～3年内将不是主要需求，相信在这个时间窗口内100G长距传输技术存在的主要技术瓶颈也会逐步攻克，并迎来容量大幅提高的100G WDM时代的来临。

　　作者简介： 张海懿

          工业和信息化部电信研究院通信标准研究所传送与接入研究部主任，中国通信标准化协会传送网工作组副组长，高级工程师。长期从事光传输系统、WDM系统、SDH系统、MSTP、自动交换光网络以及电信传送网络体制标准、运营商的技术咨询等方面的研究工作，具有丰富的主持大型网络设备技术选型评估和现网验收测试经验。已发表技术文章数十篇，曾获国家科技进步二等奖，中国通信标准化协会科学技术一等奖和二等奖。目前主要从事OTN和PTN等光传送网技术和标准研究。

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