100G设备技术的现状与未来发展趋势

  未来较长时期,有线和无线宽带接入用户还会持续快速增长,而HDTV、3DTV、物联网、云计算等宽带应用不断涌现,单用户带宽需求还会成倍增加,传输带宽还会持续增长,运营商面临带宽增量不增收的局面,因此未来骨干网还会长期面临巨大的传输压力,100G DWDM大容量传输是缓解运营商传输压力的有效手段。

  100G的源头是100GE业务,2010年中IEEE802.3ba对100GE完成了规范,而ITU-T在2009年底就为100GE业务承载定义了OTU4,同时OIF规范了业务的100G 长距模块的实现以及100G互连互通接口规范,随着100G相关标准的相继发布,2011年国际主流设备商先后推出了100G DWDM骨干传输解决方案。为了解决干线传输带宽压力,全球领先运营商积极推进100G商用化进程。2011年中国电信启动了100G DWDM设备研究性测试,在此基础上完成了国内100G DWDM设备技术要求(标准),中国移动近期正在进行100G DWDM设备的测试,预计今年中国电信和中国移动都会启动100G DWDM现网部署,100G商用大幕即将开启。本文将回顾100G设备技术的现状,探讨100G设备技术未来的发展趋势。

  100G设备技术现状

  标准滞后等原因造成了40G解决方案众多,严重影响到了40G产品链的健康发展。而得益于IEEE、ITU-T、OIF等标准组织几乎同步推进并发布100G相关标准,100G市场被业界一致看好,普遍认为100G是一个具有10年以上长寿命的产品。

  调制技术众家归一

  100G光调制方式选择了偏振复用-正交相移键控(简称PM-QPSK,或DP-QPSK等),图1为100G发送机侧原理框图。把100G业务速率封装进ODU4,加上高效的纠错编解码后线路速率约为30G波特率,从而支持50GHz通道间隔。100G采用相干光接收技术,其原理框图如图2所示。由于采用了统一的光调制解调方案,促进了100G产业链的成熟和100G的规模部署。

  支持长距离大容量传输

  100G采用了革命性的光相干接收技术以及复杂的电处理技术,其传输性能有了巨大提升。光接收机色度色散(CD)容限达50000ps/nm、偏振模色散(PMD)容限超过90ns,可以省去光纤线路的色散补偿单元,工程部署中几乎可以不考虑光纤的色度色散和偏振模色散问题,而CD和PMD是目前大规模商用的10G尤其是40G DWDM长距离传输系统的一个关键限制因素,因此100G DWDM设备可以简化工程设计和运营维护。

  在10G/40G DWDM系统采用约7%冗余的硬判决纠错编解码(HD-FEC),商用的纠错能力极限约在4E-3,采用约20%冗余的HD-FEC,纠错能力极限可达8E-3。全球领先设备商的100G DWDM系统采用了先进的具有软判决功能的前向纠错(SD-FEC)技术,纠错能力接近2E-2,比目前常用的7%冗余的HD-FEC几乎好了一个数量级,系统OSNR容限提高2dB左右,对应传输能力增加约60%,无电中继传输距离达到1500km(20×22dB)以上,传输能力接近10G DWDM系统。

  100G设备技术演进趋势

  宽带运营商为了解决骨干传输带宽压力,正积极推进100G设备的商用测试和布点,积累100G设备规模商用的经验,目前100G设备可以基本满足商用部署要求,但在传输能力、设备功耗、设备运维能力等方面还有进一步提升的空间。

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