40 Gbit/s光傳輸系統關鍵技術及應用方案

　　4、40Gbit/s傳輸系統的應用方案

　　 近年來隨著互聯網的普及和各類業務的不斷興起，對路由器（尤其是核心路由器）的容量需求不斷提高，單機640Gbit/s容量的產品開始出現。而在實際運營網絡中，個別核心節點的容量需求已達Tbit/s量級。可以預見，核心路由器將會迎來40G端口時代。根據試驗情況，40G系統主要有3種應用模式。

　　（1）新建N×40Gbit/sWDM傳輸網絡

    支持40Gbit/s路由器的最佳傳輸方案是40Gbit/sWDM傳輸技術。目前在40 Gbit/s WDM技術方面領先的是兩個新興公司：Mintera和StrataLight，一些傳統設備商也聲稱自己的產品支持40 Gbit/s速率。從研究的結論來看，只要選用合適的光纖（PMD系數在0.1 ps/km1/2以內），目前信道間隔100 GHz、傳輸距離1000 km以內的40 Gbit/s WDM傳輸技術已經成熟，如果光纖損耗和跨距合適，可以不使用拉曼放大器。

　　（2）10/40Gbit/s混傳

　　為了支持40Gbit/s信號在現網中的傳輸，最可行的方案是在現有10Gbit/sWDM系統中開通若干個40 Gbit/s速率波長通道，即10/40 G混傳技術[4]。

　　10/40G混傳技術面臨的挑戰是50GHz間隔的40Gbit/s信號傳輸。由于近幾年新建了大量50 GHz間隔（C波段80波）的10 Gbit/s WDM系統，混傳模式的應用必然要求在這些系統上開通40 Gbit/s波長信道。因為50 GHz間隔的40 Gbit/s WDM系統頻譜利用率高達80%，濾波效應、非線性效應等不利因素的影響將極大限制系統傳輸性能。研究表明，采用CSRZ碼型，50 GHz間隔系統中40 Gbit/s信號的ONSR容限比100 GHz間隔系統中要高約2 dB；而且對OTU和濾波器件的波長穩定性提出了更嚴格的要求，中心波長偏移超過0.02 nm就會帶來約1 dB的濾波代價。

　　（3）4×10Gbit/s反向復用技術

　　40Gbit/sWDM傳輸系統在技術實現還是成本因素都存在較多的限制，而反向復用（IMUX）技術另辟捷徑，可以在10Gbit/s WDM系統上實現40 Gbit/s信號的傳輸。

　　反向復用指的是在發送端將一路高速率信號解復用成為若干路低速率信號，經過低速率的傳輸系統的傳輸后，在接收端將多路低速率信號復用成一路高速率信號。這與常用的復用技術正好相反，所以稱為反向復用。低速IMUX技術的實現并不復雜，但是不能因此低估了高速IMUX技術的實現難度，實際上目前40Gbit/sIMUX技術的實現難度甚至大于40Gbit/s WDM技術。

　　40Gbit/sIMUX技術的最大優點是不需要對現有10Gbit/s WDM系統進行任何改造，即可實現對40 Gbit/s業務傳輸的支持。現網中核心路由器之間一般直接通過WDM系統的波長信道相連接，在這種網絡架構下，40 Gbit/s IMUX可以如圖1所示在兩個位置實現：第一個位置是路由器接口，即路由器接口板對內（核心路由模塊）提供40 Gbit/s接口，對外提供4個10 Gbit/s接口，IMUX功能在路由器接口板上實現；第二個位置是WDM設備業務側接口，即OTU業務側提供一個40 Gbit/s接口完成與路由器40 Gbit/s接口的對接，波分側用4個10 Gbit/s接口進行傳輸，IMUX功能在WDM設備OTU板上實現。

 圖1兩種IMUX方式示意圖

　　4.1方案比較

　　綜上所述，徹底解決40Gbit/s信號的傳輸問題還有待時日，可能的解決方案發展路線如下所述：10/40Gbit/s混傳技術可以在一些滿足使用條件的線路上首先得到應用，但是沒有規模效應。40Gbit/s IMUX技術一旦成熟，可以基于現有10 Gbit/s WDM系統，提供限制條件更為寬松的40 Gbit/s信號傳輸解決方案。但是40 Gbit/s IMUX只是一種過渡技術，形成規模效應的40 Gbit/s WDM系統將是解決40 Gbit/s信號傳輸問題的最終解決方案。

　　5、總結

　　下一代網絡的顯著特征之一就是網絡的業務性，下一代光傳輸設備必須充分考慮到對未來網絡業務的支持；雖然2.5G和10G是目前網絡中最常用的接口，但隨著帶寬需求的進一步增加，40Gbit/s技術將是下一代通信網最關鍵的技術，傳輸網向著40Gbit/s邁進是網絡發展的必然趨勢[4]。盡管40Gbit/s暫時面臨一系列技術上的困難，但目前這些困難都已經有了或即將有相應的解決方案，在不遠的將來，40 Gbit/s系統必將登上傳輸領域的舞臺，成為今后幾年骨干網和城域核心網中最重要的傳輸接口之一。

　　參考文獻

　　1 YMeghanFuller.是什么在阻礙40G傳輸系統的發展.LightwaveChina，2007-3-28.

　　2 袁建國，葉文偉，毛幼菊.光通信系統中一種新穎的級聯碼型[J].光電工程，2007（4）.

　　3 李俊杰支持40Gbit/s路由器的傳輸技術研究.電信科學，2007Vol.23No.1 P25-28.

　　4 ChenDZ，WellbrockG，Penticost S J，et al.World‘S first 40 Gbps overlay on a field-deployed，10 Gbps，mixed-fiber，1200 km，ultra long-haul system.In：OFC2005，OTuH4，Anaheim，CA，March 2006.

　　5 張成良.淺析40G光傳輸系統的商用價值.通信產業報。2007.