100G技术、标准及应用研究

  移动通信网讯,移动互联网、云计算、物联网等未来潜在高带宽应用驱动超高速光传输技术快速发展。借助于40Gb/s技术发展的经验教训和研究基础,业界最终倾向于100Gb/s选择偏振复用、QPSK调制码型、基于DSP的相干技术等关键技术,结束了40Gb/s时代多国演义局面,在主导技术路线上趋于统一。本文主要介绍了100Gb/s技术、设备和标准最新进展,同时对未来100G应用策略提出了相应建议。

  1 概述

  随着云计算、物联网、新型互联网等未来宽带传送需求的强力驱动,100Gb/s已经逐渐从幕后的技术研究走向了商用前台,尤其是最近两年国内发展更为迅速。从2011年年底开始,中国电信、中国移动、中国联通三大运营商依次开展并整体上完成了100Gb/s技术首次实验室规模测试验证,其间华为、中兴、烽火、上海贝尔、诺西等公司参与了100Gb/s传输设备的测试,Cisco、Juniper、华为、上海贝尔等参与了路由器设备的测试,中国移动与工信部电信研究院合作更是进行了路由器和传输设备的100Gb/s现网试点测试,这些测试验证为100Gb/s设备在商用前功能、性能、稳定性等评估奠定了坚实基础。从100Gb/s标准化进展来看,国内标准化组织中国通信标准化协会(CCSA)、国际电信联盟(ITU-T)、国际电气电子工程师学会(IEEE)、光互联论坛(OIF)等均得了明显进展。100Gb/s技术和标准最新进展进一步推动了100Gb/s技术步入商用化的进程,如何合理部署100Gb/s成为业界关注的焦点。本文将在介绍100Gb/s关键技术、设备及应用现状、标准化进展的最新信息基础上,对于未来如何合理部署100Gb/s技术提出相应建议。

  2 100G关键技术

  和40Gb/s技术类似,除了支持现有通路间隔(如100GHz、50GHz)和尽量提高频谱利用率之外,100Gb/s的关键技术主要体现在调制编码与复用、色度色散容限、偏振模色散容限、OSNR容限、非线性效应容限、FEC等多个方面。

  (1)调制编码与复用

  从实现方式上来看,100Gb/s的调制格式和复用方式相对40Gb/s而言类型更为丰富,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,还包括更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。这些编码同时也可以和偏振复用技术结合,组合类型非常丰富。另外,从调制编码的解调来看,目前主要可采用两种方式,直接解调和相干解调,其中相干解调主要采用数字信号处理(DSP)技术来实现,这就显著降低了相干通信中对于激光器特性的要求。


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