ICCSZ讯(编辑:Jane) 2020年1月8日,协同创新 光耀未来——新一代光传送网发展论坛2019年度大会(NGOF)在深圳盐田凯悦酒店成功举行。会上,中国电信股份有限公司研究院高级工程师张安旭发表了主题演讲《拓展C波段波分复用(WDM)系统技术白皮书》,通过此次白皮书的发布,张总介绍了NGOF对于拓展C波段波分复用技术的研究进展与规划。
为何需要扩展?
张安旭在演讲中介绍到,从需求的角度,根据OVUM的计算,2017年-2023年,全球数据流量高速增长,复合增长率为31%。到2023年,全球的总数据流量将达到300万PB,而光纤光缆铺设的速度较慢,只有接近10%。流量的增长和光纤光缆的部署速度有较大的差距,这对网络发展的速度带来较大影响,导致对单纤的容量需求越来越迫切。
如何提升光纤容量?
单纤容量=频谱效率×频谱带宽。过去通常通过频谱效率来提升单纤容量。频谱效率可以通过更高阶的调制格式或者更复杂的频谱整形方案或者更多维的复用手段。但是通过香农曲线可以看到,如果一直使用扩展频谱效率方式,系统的传输距离会相应的下降,扩展频谱效率将逐渐遇到瓶颈。白皮书观点认为:扩展波段是现阶段提升单纤容量的有效手段,而且在未来存在巨大的挖掘空间。因此,白皮书提出了扩展波段的四种技术方案。
扩展波段的技术方案:
1. C80:支持50GHz的间隔波长数为80,谱宽4THz,此方案目前已经建立标准。
2. C96: 在80波的基础上向短波长和长波长分别扩展一定的波长;C96的波长传输性能和传统的80的波长是接近的,没有很大的变化。传输容量可以提升20%。目前国内的运营商已经开始部署C96的方案。
3. 扩展C波段:目标是波长数从80波扩展到120波,频谱范围将从4THz拓展到6THz,目前还没有标准。
4. C+L波段:把L波段引入到传输中来,总共实现192个波长,其传输容量可以整体提升1倍,整个频谱带宽达到9.6THz。
王总将扩展C波段方案与C+L波段方案进行对比,结论的出,C+L波段方案的运维复杂度略有提升,成本相对更高,主要成本提升体现在光放大器和WSS等关键器件。综合来说,扩展C波段比C+L波段窄一些,但是在传输性能上,比C+L波段更好,运维复杂度和单比特成本更低,所以白皮书认为:在2×200G时代,扩展C波段是更好的选择。
系统层面 如何扩展?
系统层面,如何扩展?白皮书认为,扩展C波段要在当前的C80/C96系统频谱范围的基础上进行扩展,频谱范围选择应该使整个波长范围内系统性能最优。例如:考虑光放大器的性能,扩展C波段的频谱范围可以选择为1524-1572nm。实现技术细节不同,波长范围和通道分配也不完全一样,同时也建议产业界尽快启动相关的标准研究。
而扩展C波段DWDM系统与当前的C80/C96系统高度相似,从系统设计、开发和验证再到现网应用,都可以借鉴当前C80/C96系统的成熟经验,有效降低开发成本。
扩展波段后,涉及散射等非线性效应带来的变化,可以通过SRS效应补偿,优化光放组合配置,动态功率控制等手段进行改善。扩展后,关键器件如相干光模块、合分波器,光放大器,光滤波器,光监控信道等则需要重新定制或进一步改进优化。
光放大器是波分系统里面非常关键的器件,对于拓展后遇到的技术障碍,王总指出,1.可以通过光路结构、光电器件和控制算法等方面的改进和优化,例如采用多段放大方案,优化泵浦激光器的功率配比等方法,改善EDFA的性能。2.对增益光纤进行创新优化,增加新掺杂元素。可调激光器技术方面:可以通过将光栅改进为新型三级离散光栅结构,可以增大可调波长范围。波段范围拓展后,调制器也存在插损变大的问题,对于MZ调制器,可以通过优化MZ波导的PN结掺杂来降低调制损耗。同样,高性能宽谱宽WSS器件需要优化控制和校准算法来改善性能。
扩展C波段DWDM系统总结:
最后,张安旭在演讲总结道。对于扩展C波段DWDM系统,从关键部件的技术成熟度来分析,可以借鉴当前成熟的C波段产业链,有益于扩展C波段系统快速成熟商用。但关键器件需要优化,国产化需继续加强。在此,NGOF也希望产业链能保持开放共赢,良性循环,共同促进产业发展。
根据NGOF的工作计划,2020年将针对扩展C波段DWDM系统启动标准化工作,推动试点应用。2021年实现商业化部署,并提出了开始主要在骨干长距离场景应用,未来成本下降后,可以向城域应用发展的建议。