与10G兼容最重要

【前言】与10G兼容最重要由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。由于40G等高速传输对OSNR、色散、非线性等方面的要求相当严格，传统的用于10G以下速率的NRZ码型在实现40G长距传输时将导致信号严重失真的结果，业界各方均在探索更加适宜40G系统传输的调制码型。目前结合多种调制方式的新型调制码型，如PSBT/ODB、RZ-AMI、DPSK、DQPSK...

40G厂商逐鹿传输网升级扩容。技术上，传统的用于10g以下速率的NRZ码型在实现40G长距传输时将导致信号严重失真的结果，业界各方均在探索更加适宜40G系统传输的调制码型。市场上，厂商需要对各种40G技术的经济性能的综合分析，推出最适合市场需求的解决方案。40G传输将如何将商用进行到底？

光通信栏目特邀上海贝尔阿尔卡特光网络事业部技术总监倪斌，北电有线网市场部中国区总监吴海亮，华为WDM产品管理部部长方光祥和烽火通信技术总监高鹏，就40G技术和市场推广等产业问题展开深入讨论。

复杂调制技术的引入和色散补偿的应用是40G的亮点，也让解决方案根据具体应用环境产生了明显差异化。

目前，40G方案主要应用领域在哪里？不同场合适用的调制方式有哪些？不同调制方式的特点是什么？成熟度如何？

倪斌：经过多年的应用测试，40G光网络技术目前进入了市场成长期。全球各大运营商均开始进行40G数据设备和WDM系统的部署，其主要应用场景为各大区之间的超级核心路由器和超级计算机互连，以解除容量瓶颈，在城域、骨干网中均有应用需求。

由于40G等高速传输对OSNR、色散、非线性等方面的要求相当严格，传统的用于10G以下速率的NRZ码型在实现40G长距传输时将导致信号严重失真的结果，业界各方均在探索更加适宜40G系统传输的调制码型。目前结合多种调制方式的新型调制码型，如PSBT/ODB、RZ-AMI、DPSK、DQPSK等正以其优异的性能成为40GbpsWDM系统的主要码型，应用较为成熟。PSBT/OBD技术具有色散容限高、频谱带宽窄、成本低等特点，但OSNR和非线性容限较低，适用于中短距40G传输；RZ-AMI实现简单、非线性容限较好；DPSK调制码型在抗噪声性能、信道频带利用率、接收机灵敏度等方面有较高的优越性，但频谱较宽，因而多应用到长距传输应用中。阿尔卡特朗讯的40G解决方案采用PSBT和改进型DPSK编码方式，分别针对不同的应用场景，能够为运营商提供业内最成熟的应用方案。

方光祥：40G主要有城域和长途之分。城域主要用于同城两台备份路由器间的连接，由于距离短，一般80公里以下，对传输性能的要求较低。ODB(也称PSBT)因实现简单、价格便宜、能兼容80波，是一个不错的选择。长途因传输距离达到几百甚至一千多公里，情况比较复杂，主要限制因素有：PMD、OSNR容限、非线性损伤、与10G混合传输损伤、80波限制等。为解决这些问题，各设备商的调制方式也五花八门，如DRZ、DPSK、DP-QPSK、DQPSK、OFDM、16QAM等。其中，OFDM和16QAM成熟尚早，其他技术可以分成三类：1)只支持40波，且受PMD限制，如DRZ和DPSK；2)支持80波、无PMD限制，但OSNR容限小、抗非线性能力弱、10G/40G混合传输代价大，如DP-QPSK；3)各方面性能都比较理想，接近10G的传输性能，如DQPSK。目前宣称采用DQPSK的设备商最多，是40G的主流发展方向。

40G与10G的良好兼容性不仅是40G顺利推广的关键，也能保护运营商10G投资和节省40G投资。

引入40G，会出现40G和10G协作传输的局面，针对这一情况，40G方案需要具备哪些兼容性？目前兼容性问题是否已经完全解决？

吴海亮：由于10G系统已广泛应用，新的40G波长必须在现有的光纤网络上与10G波长共同传送，这要求40G方案至少满足以下的兼容性要求：波长间隔50GHz，达到80波以上；达到与现有NRZ10G系统相同或更好的传输距离，且无需更改光线路设计，如光放站、OADM站等；对光纤极化模色散的容限达到或优于现有10G系统；允许的OADM的数量不应少于10G系统；在已开通10G系统的线路上增加40G波长时不需要增加额外的色散补偿和喇曼放大器设备。据我们了解，迄今只有北电的40G方案能够完全解决上述兼容性问题。北电提供的40G波分系统，不但完全兼容目前的10G波分，而且还提供4：1的40GTMUX接口。这样，在初期只有10G业务需求的传输段落也可采用40G单波传输，以达到节省波道资源、降低成本的目的。

倪斌：由于目前尚无法预见业务增长的确切需求，目前稳妥的发展方式还是部署可保证未来容量需求增长的系统。因此，通过选择可支持业务平滑升级、10Gb/s和40Gb/s混合运行的系统将是目前有效降低初期建设成本的可行方式。而随着40G成本的持续降低和业务需求的逐步明确，40G的扩容成本也会有效降低。40G与10G协作传送，必须解决波长信道设计、色散/PMD色散补偿、信道均衡和与现有系统的兼容等问题。

阿尔卡特朗讯能够提供优异的波带化设计体系、精细色散补偿、极化模色散补偿、可编程增益均衡器等先进功能，从而实现对40G波道的最佳匹配，能够保障在现有10G系统的线路设计中，平滑引入40G信道，无须保护波带，并对已有业务无影响。此外，阿尔卡特朗讯可以为客户提供各种类型节点的网络设计，所设计网络可平滑升级到40Gb。

方光祥：需要解决两个方面的兼容型：1)10G和40G不能相互干扰，即能混合传输，主要通过调制方式来解决；2)40G的性能指标要与10G相当，达到合理的建网经济性，不能因为上40G导致增加大量的电中继。解决40G与10G的性能指标差别，主要从以下五个方面入手：1)色散，40G需要增加单通道的可调色散补偿模块来达到10G的水平；2)PMD、OSNR、非线性、80波这四个方面的问题，通过先进的调制方式来解决。这些问题已经有很好的解决方案。

40G传输的推进会引起一场传输网结构的变革，它可促进节点新技术的应用和管理调度的进一步增强。

有一个例子充分说明目前兼容性问题已经完全解决。华为目前承建的全球最长的DWDM――俄罗斯Transtelecom泛欧亚干线(全程共27，000公里)，因带宽消耗太快，今年2月在现网上直接用40G进行平滑升级，在升级过程中没有改变原有10G平台的任何配置，且无业务中断，新业务提供时间缩短了75%。在莫斯科到圣彼得堡段实现了40G无电中继传输1140公里，创造了目前40G商用网络中无电中继传送的最长记录，充分证明40G和10G混合传输不是问题。

40G为传输网带来了哪些革新?它们有什么意义?

吴海亮：随着40G传输的推进，预计传输网会发生结构性的变化，主要表现在：由ROADM发展起来的基于40G/10G波长的全光交换技术将应用于骨干/核心网的节点，这项新技术已趋于成熟，将在近期获得规模应用，收端电子补偿的技术已实现毫秒级的光倒换，奠定了全光网结构的基础；同时基于O-E-O的ASON会退出骨干/核心网，逐步演变为网络边缘的应用；同样基于O-E-O的OTN交叉已没有发展的必要了，因为OTN交叉既不能实现波长交换又不具备SDH/MSTP/ASON的多业务汇聚能力，且目前尚未进入大规模实用阶段，会随着全光交换技术的发展而失去空间。

倪斌：阿尔卡特朗讯/ASB是最早进行包括40G、100G等超高速光传输技术开发和应用的公司之一，也是目前多种40G技术的最初提出者，也是国际上大容量长距离WDM多项世界记录的保持者。通过对各种40G技术的经济性能的综合分析，公司推出了最适合市场需求的解决方案，包括对本地/长距传输的经济型解决方案和对超长距传输的高性能解决方案，这在阿尔卡特朗讯整套传输网解决方案中占有极为重要的位置，ASB已做好了充分准备迎接即将到来的40G及更高速率系统建设热潮。

高鹏：除了40G能够更好地满足IP宽带业务流量增长的需求之外，40G的集成度比4个10G的WDM的集成度更高，一个40G代替4个10G，带来了一系列在节省空间、节电以及管理等方面的优势；而且，从长远来看，40G维护简单，在后期节省运维成本、提高管理调度的能力等方面具有很大优势。

北电的40G解决方案创造性地应用了DP-QPSK调制技术，相当于以10G波特率传送40G比特/秒，因而得以大量采用已有的10G光电器件，实现低于4个10G的成本。

请您谈一下贵公司40G的技术创新点和预期的实施成本。

吴海亮：技术创新点：创造性地应用了DP-QPSK调制和相干光解调技术，首创光传输系统中以数字信号处理技术消除光纤色散和PMD等因素的影响，业界领先的前向纠错编码(FEC)技术。

成本：40G的光电器件成本远远高于目前普遍应用的10G器件，使得大多数40G解决方案(40G或20G波特率)的成本居高不下。北电的40G解决方案创造性地应用了DP-QPSK调制技术，相当于以10G波特率传送40G比特/秒，因而得以大量采用已有的10G光电器件，实现低于4个10G的成本。同时由于器件成熟度高、供应商较多，产品的供货期、质量与系统性能更有保障。还有一点值得注意，北电40G系统具有超群的性能，完全兼容已有的10G光线路系统，由此可为用户节省大量的光线路系统(如光放大器、ROADM、色散补偿等)的成本。

倪斌：阿尔卡特朗讯1626LM40G解决方案已成熟，其DPSK机盘已在全球最大的WDM网络上运营，目前已部署了250块以上。基于DPSK/PSBT的40G系统的成本与需求量有关。目前40G波道需求为10G波道需求的1%左右，但中国和美国主要运营商的选择可能极大地改变这个比例。随着需求量的上升，DPSK/PSBT40G的成本将大幅下降；采用QPSK技术的40G系统则由于调制/解调技术复杂，并且基于10G低速率技术，预计未来几年成本下降空间有限。

方光祥：华为在七年前就开始了40G研究，是全球首个推出自主开发40G产品的主流设备商。在参与的40G项目中，华为40G解决方案与业界主流数据设备厂家进行了互连互通、业务承载、业务安全性、超长距传送测试。华为根据客户网络特点，提供针对性、差异化解决方案。目前广泛参与全球的40G竞标项目，在已经商用的40G项目中，就包括三个欧洲客户和两个美国客户。随着40G的规模应用，40G成本也在快速下降中，预计到2009年可以达到3～4个10G的水平。

高鹏：烽火公司一直在布署40G的发展，包括在2005年中国电信的上海和杭州之间开通国内首个40G的WDM工程。目前，烽火公司主要专注于40G的整体解决方案，包括新型编码与调制、自动的色散分析与补偿、PMD问题等。

40GWDM预期的成本在2008年约为10G系统的8-12倍左右，2009年估计在5-8倍，2010年3-5倍的关系，当然成本变化和规模应用有很大的对应关系，可以肯定40GWDM在大规模应用的前提下成本会迅速下降。

40G规模商用后的生命周期将会很长。100G的推出并不意味着40G生命周期的终止。

请您谈一下贵公司40G是如何衔接向100G传输演进的，并介绍一下贵公司的100G策略。

吴海亮：北电的40G所采用的技术方案也可以用于未来100G传输，且为目前ITU-T所考察的几种技术方案中唯一支持50GHz波长间隔的、唯一能够传输超过1000km的。最近北电已与美国领先的多业务运营商Comcast合作进行100G传输的现场试验。北电会持续跟进业界在100G传输方面的需求，适时实现100G传输产品的商品化。有一点可以肯定，北电未来的100G商用系统将会与现有40G系统高度兼容。

倪斌：阿尔卡特朗讯是业内最早引领100Gb/s技术发展的公司之一，前朗讯和前阿尔卡特都是100G以太网标准方面的关键贡献者，贝尔实验室(美国、法国和德国)处于此研究领域的绝对领先地位。阿尔卡特朗讯是首个实现100G商用现网测试(Verizon)的提供商。1626LM优化的体系架构适用于任意速率和调制码型，其优化的多波带架构使得在各波带中采用不同的波道间隔和频谱宽度成为可能，其得益于独有的“可编程滤波间隔”特性，采用不同波道间隔的各个波道均可通过WSS滤波器实现上下和直通；其他光器件(特别是光放和DCM)均可独立于波道间隔和频谱宽度工作。通过DCM方案，可以最低成本和复杂度来保证所有速率的兼容性；提供可选光组件(TDCM，PMDC)，用以实现高速率(40G到100G)的传输优化。

在100G速率下，某些光纤传播效应的影响(色散、PMD、单波道非线性)过高，必须通过降低波特率的方式来实现传输，这必然要求采用更复杂的调制码型和接收机结构。ASB认为，PDM-QPSK所受相邻10G波道的非线性影响远低于在40G速率下所受的影响，因而这种在40G时会产生严重问题的调制码型可以推荐在100G速率下应用。

方光祥：新设计的40G网络可以同时传输100G信号，华为的产品可以同时支持40G和100G特性。我们已经启动了100G的研究，将会在100G数据设备标准的时候按时推出100G特性。

需要说明的是，40G规模商用后的生命周期将会很长。100G的推出并不意味着40G生命周期的终止，如同10G的出现并不意味着2.5G会立即消亡一样。100G的传输距离只有40G的40%，中继成本很高，在中国这样一个地域非常广阔的国家，要广泛应用比较困难。

高鹏：100G进入市场的时间要远远短于40G，也可能是“光的冬天”的缘故而推迟了40G的商用。100G的需求是确定的，从调查机构的结论看，现在所等待的是技术成熟和价格的下降，也就是说市场在等待技术，关键是标准化。国际上有关100G的讨论为时已久，但目前100G还是停留在实验及方案讨论阶段，离实际商用还比较遥远，2012年以前能够看到100G的WAN应用会让人觉得很惊奇。