OFweek光通訊網消息,面對骨干網巨大的傳輸壓力,近幾年100G相關標準相繼發布,2011年國際主流設備商先后推出了100G DWDM骨干傳輸解決方案。2011年中國電信啟動了100G DWDM設備研究性測試,在此基礎上完成了中國100G DWDM設備技術要求(標準);中國移動近期正在進行100G DWDM設備的測試;預計今年中國電信和中國移動都會啟動100G DWDM現網部署,100G規模商用大幕即將開啟。
100G設備技術現狀
標準滯后等原因造成了40G解決方案眾多,嚴重影響了40G產品鏈的健康發展。而得益于IEEE、ITU-T、OIF等標準組織幾乎同步推進并發布100G相關標準,100G市場被業界一致看好,普遍認為100G是一個具有10年以上長壽命的產品。
統一的100G長距離光傳輸方案
100G光調制方式選擇了偏振復用-正交相移鍵控(簡稱PM-QPSK,或DP-QPSK等)。把100G業務速率封裝進ODU4,加上高效的糾錯編解碼后線路速率約為30G波特率,從而支持50GHz通道間隔,并采用相干光接收技術。由于采用了統一的光調制解調方案,促進了100G產業鏈的成熟和100G的規模部署。
支持長距離大容量傳輸
100G采用了革命性的光相干接收技術以及復雜的電處理技術,傳輸性能有了巨大提升。光接收機色度色散(CD)容限達50000ps/nm、偏振模色散(PMD)容限超過30ps,可以省去光纖線路的色散補償單元,工程部署中幾乎可以不考慮光纖的色度色散和偏振模色散問題。而CD和PMD是目前大規模商用的10G尤其是40G DWDM長距離傳輸系統的一個關鍵限制因素,因此100G DWDM設備可以簡化工程設計和運營維護。
在10G/40G DWDM系統采用約7%冗余的硬判決糾錯編解碼(HD-FEC),商用的糾錯能力極限約在4E-3,采用約20%冗余的HD-FEC,糾錯能力極限可達8E-3。全球領先設備商的100G DWDM系統采用了先進的具有軟判決功能的前向糾錯(SD-FEC)技術,糾錯能力接近2E-2,比目前常用的7%冗余的HD-FEC幾乎好了一個數量級,系統OSNR容限提高2dB左右,對應傳輸能力增加約60%,無電中繼傳輸距離達到1500km(20×22dB)以上,傳輸能力接近10G DWDM系統。表1是中國通信行業標準將發布的100G應用代碼主要參數要求。
100G設備技術演進趨勢
寬帶運營商為了解決骨干傳輸帶寬壓力,正積極推進100G設備的商用測試和布點,積累100G設備規模商用的經驗,目前100G設備已完全滿足商用部署要求。未來100G設備將在傳輸能力、設備功耗、設備運維能力等方面進一步提升。
進一步提升設備的技術性能
采用HD-FEC的100G系統傳輸能力不強,尤其是光纖鏈路中存在大衰耗長跨段時,無電中繼傳輸距離為300~400km,對幅員遼闊的大國無法有效覆蓋,因此SD-FEC是100G長距離傳輸系統的必選技術,未來還會進一步完善。
目前100G系統集成了高速ADC+相干處理算法+SD-FEC的ASIC芯片還在持續改進。未來需增加新的處理功能模塊、優化相干處理算法的效率,從而提高性能、降低芯片規模;另外還需更好地滿足工程應用需求,如改善算法來縮短業務保護倒換時間等。
光器件的集成度還在進一步提升。目前已有PM-QPSK集成的光調制器和光解調器,未來發送端驅動器可能跟光調制器進一步集成,光接收端就是一個光組件,提升集成度和性能。改善100G線路側模塊高速電路、電源等設計,進一步提高接收機的光信噪比容限。
降低關鍵器件的功耗
目前規模商用的10G/40G設備,核心光模塊單位面積功率功耗為1~1.5W/inch2,而100G客戶側CFP模塊功耗約2W/inch2,而100G線路側MSA 168pin模塊功耗超過3W/inch2。功耗高不但浪費能源,而且需要更大的散熱器、更大的風扇,降低了設備的集成度,芯片管芯溫度過高還會嚴重影響設備的壽命和可靠性,因此100G設備的功耗需要進一步降低。
目前100G相干處理核心的內含高速ADC和DSP的ASIC芯片,最先進的采用40nm工藝,近期可望通過優化算法減少邏輯單元數量來降低功耗,未來可采用28nm芯片工藝進一步降低功耗。
完善100G系統設備測試、運維監測等手段
隨著光通信系統從低速向高速演進,測試手段應越來越完善,現實情況是由于信號速率的提高,測試難度大大增加。目前雖然100G技術及產品已經成熟,但是100G測試方法/標準還沒有起草,部分測試儀表沒有及時跟進:100G發射機、接收機指標標準沒有制定,也缺乏專門的測試儀表;100G采用了新型FEC編碼,大大提升了糾錯能力,而100G OTN儀表還是按照老標準,100G糾錯極限能力無法驗證;工程運維中100G的OSNR無法有效監測。前兩點對設備廠驗有一些影響,最后一點增加了運維中故障定位的難度。100G作為一代長壽命的產品,今后將會進一步完善設備測試和運維監測手段。
經過光通信界多年的努力,100G DWDM技術已完全成熟,主流光網絡設備商都已推出了100G長距離光傳輸解決方案,國內外運營商已啟動了100G商用測試的步伐,光通信將迎來100G DWDM時代。
(審核編輯: 智匯李)
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