首頁>>廠商>>綜合設備制造商>>烽火科技

創(chuàng)新技術 開啟下一代光網絡的新紀元

2011/09/22

　　開啟高速傳輸 100G漸行漸近

　　也許是“光的冬天”時間太久，40G WDM還沒有真正步入光通信的舞臺，100G 速率的WDM接踵而來; 也許業(yè)務發(fā)展太快，40G 還沒有來得急施展拳腳，100G 已經躍躍欲試。當人們漸漸的走出“該不該發(fā)展40G”討論，重新對40G樹立信心的時候，100G又走入了我們的視野，甚至有人提出，40G不必急，等一等100G。經過技術的探討與爭論，經過標準的制定與規(guī)范，100G “忽如一夜春風來，千樹萬樹梨花開”， 是 如此接近的走入我們的視野。作為新一代光網絡的領軍技術，當前正值100G大規(guī)模應用的啟動前夕。

　　誠然，技術的進步總是伴隨都會一些新的障礙，在高速100Gb/s的發(fā)展過程中，也同樣提出了很多新的技術問題。100Gb/s信號由于單信道速率的提升，對OSNR要求相對于40Gb/s提高4dB，相對于10Gb/s提高10dB；色散容限與PMD容限均下降為40Gb/s的1/3；同時100Gb/s受非線性等傳輸損傷的影響將更嚴重。為達到與現(xiàn)有10Gb/s或40Gb/s DWDM網絡相當?shù)膫鬏斝阅埽�包括調制與編碼、相干接收、新型FEC等關鍵技術需要被用到100Gb/s具體實現(xiàn)方案中。目前，100G調制格式目前主要有QPSK和OFDM兩種，但現(xiàn)在業(yè)界基本已經達成共識100G碼型將必須歸一到（D）QPSK碼型上。OIF建議采用復用-正交相位調制（PM-QPSK）或偏振復用-差分正交相位調制（PM-DQPSK）作為100Gb/s的主流調制技術，其中偏振復用首先將信號傳輸波特率降低一半，QPSK相位調制又可將之再降低一半，這樣100Gb/s信號實際波特率降為25Gbaud/s，考慮信號傳輸?shù)南嚅_銷以及FEC編碼后，其實際特率在25Gbaud/s~32Gbaud/s之間，這樣的信號帶寬使得100Gb/s用于50GHz間隔DWDM系統(tǒng)成為可能。

　　理論上說，PM-(D)QPSK在未采用相干解調技術時，假如不考慮偏振解復用引入的代價，100Gb/s在OSNR靈敏度和色散容限上，應該是介于40Gb/s系統(tǒng)的DPSK與DQPSK之間的。但由于每個偏振態(tài)都存在四個相位關系，PM-(D)QPSK比D(Q)PSK更易于受到非線性影響，特別是交叉相位調制（XPM）的干擾，在與具有OOK調制的鄰道信號混傳時表現(xiàn)的尤為明顯。相干接收是100Gb/s系統(tǒng)中非常重要的技術，直接決定了系統(tǒng)的傳送性能。相干接收利用信號光與本振光混頻，在電域中對信號進行偏振估計和相位估計，同時相干接收中本振光源可在一定程度上補償信號光功率的損耗，可比非相干獲得更高的接收機靈敏度，同樣也可獲得更好的OSNR靈敏度。相干接收的核心技術在于電域，非相干的核心技術在光域�？紤]到器件的遠期成本，電域多采用ASIC封裝，雖然早期投片成本較高，但容易實現(xiàn)規(guī)模量產，一致性較好，成本下降趨勢很快；光域器件成本一般隨器件復雜度成倍增加，且量產成品率也低于電器件。高速ADC和DSP產品化一直以來成為100Gb/s相干通信的技術瓶頸。

　　隨著ASIC封裝工藝提高，40nm的CMOS工藝已逐步成熟，功耗進一步降低已完全可用于封裝到光模塊中。目前業(yè)界已成熟的ADC最高采樣率能做到56GS/s，對于112Gb/s信號可實現(xiàn)全采樣。對127Gb/s信號全采樣需要65GS/s的ADC，否則由于欠采樣引入的OSNR代價大約有0.5dB，這在一定程度上會削弱20%開銷FEC的增益。使用數(shù)字信號處理技術來均衡補償傳輸信道損傷是100Gb/s相干通信的主流實現(xiàn)方案， 100Gb/s信號經數(shù)字信號處理后，色散容限往往可達到數(shù)萬ps/nm，DGD容限也可做到100ps以上，一方面可減少線路色散補償光纖（DCF）的使用，抑制非線性損傷的影響；另一方面自適應線路色散變化的響應速度非�？�，避免了40Gb/s使用TDC的弊端；另外100Gb/s也避開了40Gb/s某些碼型對線路PMD受限的尷尬。數(shù)字信號處理技術除了補償色散、PMD等線性損傷之外，也將朝著開發(fā)非線性損傷均衡算法的方向發(fā)展。

　　作為國內優(yōu)秀的信息通信領域設備與網絡解決方案提供商、國家科技部認定的國內光通信領域唯一的“863”計劃成果產業(yè)化基地，烽火科技一直堅持自主創(chuàng)新、自主研發(fā)的道路，早在2006年就已經對100Gb/s進行戰(zhàn)略布局。烽火公司力挑重擔，先后承擔國家973項目“超高速、超大容量、超長距離光傳輸基礎研究”和國家863項目“100GE光以太網關鍵技術研究與系統(tǒng)傳輸試驗平臺研制”項目，開展了對160×100Gb/s 2000公里的3U光傳輸系統(tǒng)開展研究，將采用業(yè)界最為先進的編碼，有更良好的OSNR及DGD容限，更適合長距傳輸。目前，烽火公司Gb/s已經取得里程碑進展，解決了諸多100Gb/s的關鍵技術難題，取得了一系列重大成果，進而成功轉換到100Gb/s商用化產品中。目前，烽火公司100G已經取得里程碑進展，解決了諸多100G的關鍵技術難題，為后續(xù)的產品應用打下了良好的基礎。

　　OTN應用不斷深入 助力光網絡建設

　　隨著通信業(yè)務容量迅速擴大，特別是數(shù)據(jù)業(yè)務對核心網帶寬的拉動，密集波分復用技術已經在國內各運營商省干、本地、城域范圍內得到了廣泛的應用。縱觀國內建設規(guī)模來看，80×10Gb/s在干線上已經成為主流，40×10Gb/s的DWDM系統(tǒng)在城域和本地網中發(fā)展迅速。然而，傳統(tǒng)的DWDM系統(tǒng)通常被認為只是點到點“線路技術”，在業(yè)務的調度與組網技術方面存在著不足。隨著上層IP業(yè)務的迅速發(fā)展，要求底層的傳輸平臺層面具有更多的靈活性和智能性，因此，OTN技術逐漸浮出水面。

　　OTN和傳統(tǒng)的波分技術相比，有非常的多的技術優(yōu)勢。首先，OTN是支持多種客戶信息的透明傳送，包括SDH、GE和10GE等，并且OPUk在傳送信息時不對信號做任何處理，異步映射模式也保證了客戶信號的定時信息傳送。另一方面路由器使用10GE接口可以大大降低網絡建設成本，所以WDM系統(tǒng)引入OTN接口是路由器采用10GE接口的前提條件。其次，OTN提供了光電兩種交叉模式，根據(jù)網絡的特點和技術的需要可以靈活的選擇，并且對于電交叉支持ODU1(2.5G)、ODU2(10G)、ODU3(40G)多種顆粒的交叉。再次，OTN引入了非常豐富的開銷，包括SM、PM、TCM（1-6）等，相對比基于SDH的WDM只能依賴SDH的B1和J0字節(jié)來說，性能和故障的監(jiān)測能力更強大。

　　從國內建網趨勢來看，OTN已經成為事實的標準，特別是在各個運營商的本地城域網當中，基本都采用了基于電層交叉的OTN技術，利用支線路分離的架構，實現(xiàn)網絡側和線路側的解耦合，大大提升了組網的靈活性和業(yè)務的快速開通和部署能力。目前OTN技術發(fā)展很快，國內主流廠家都推出了相應的OTN設備，運營商也非常關注OTN的應用價值，也為OTN的快速應用增添了動力。烽火科技從2002年開始對OTN技術的跟蹤和研發(fā)，經過幾年的努力，逐步在國內引領OTN技術的發(fā)展，目前已經推出全系列的OTN產品，形成了端到端的解決方案，產品覆蓋核心層、骨干層、匯聚層、接入層，，其產品系列包括FONST 5000、FONST 4000、FONST 3000、FOSNT 2000、FONST 1000等新一代OTN傳送平臺。OTN產品一經推出，獲得了客戶的大量認可，目前已經在全國各個運營商市場獲得了大量的商用，包括一干、二干、本地城域網獲得了成熟穩(wěn)定的應用。

　　40G技術成熟，成就主流波分技術

　　在經過接近兩年的預熱，40G已經正式走上了舞臺的核心。在2010年，40G已經成為了網絡建設的主旋律，特別是在一級干線的建設上面，40Gb/s DWDM成為解決帶寬需求、拓展傳輸容量的主要技術手段。

　　從技術的發(fā)展來看，40G本身技術已經比較成熟，而且伴隨著40G應用的不斷深入，40G編碼逐漸的歸一化和集中化，其中PDPSK和RZ-DQPSK成為了設備商和運營商最主要的選擇對象。PDPSK在OSNR容限、非線性容限等具有非常優(yōu)勢的特性，唯的不足在其DGD容限較小，因此其主要應用于光纜PMD指標較好的應用場景，定位于12*22dB跨段以下，而且成本具有明顯優(yōu)勢。RZ-DQPSK在OSNR容限、非線性容限等方面性能比較均衡，相對于PDPSK而言，其DGD容限較大，可以在PMD值更差的光纖上進行40G的網絡建設，主要定位于16*22dB以下的應用場景。

　　目前來看，40G最大的問題在于上游產業(yè)鏈的力量比較分散，在供貨的速度以及價格上還需近一步的發(fā)展。特別是100G的出現(xiàn)對于40G的沖擊還是比較明顯，上游的器件、芯片廠家把精力更多的放在100G上面，造成40G產業(yè)鏈整體比較薄弱，特別對于40G的客戶側白光口模塊來講，雖然已經相當?shù)墓┴浤芰Γ�但其�?shù)量以及價格離業(yè)界的期望還遠遠不夠。

　　作為國內主流的40G解決方案提供商，烽火科技充分利用烽火科技這個國內最全面的光通信產業(yè)集團，實現(xiàn)器件和芯片的自主化生產，加強自主創(chuàng)新能力，掌握相關的核心技術和專利，40Gb/s WDM相繼在中國電信、中國聯(lián)通等運營商取得應用。2011年更是窺先機力擔重擔，先后承建了中國聯(lián)通東北環(huán)80*40Gb/s傳輸工程。面對工程線路距離長，技術難度大，業(yè)務量多的難題，烽火科技采用了一系列的關鍵技術，包括獨有的sDPSK和sRZ-DQPK編碼調制技術，結合功率均衡、增益鎖定、單通道精確色散補償技術等核心技術，很好的解決了工程OSNR受限、PMD受限等技術難題，為工程的穩(wěn)定運行保駕護航。

　　PTN商用提速 應用空間不斷拓展

　　業(yè)務的需求是推動PTN技術發(fā)展的主要動力。移動業(yè)務從2G向3G、HSPA+及LTE（4GG）的演進，除了傳統(tǒng)業(yè)務IP化的需求，還對同步、網絡延時、可靠性及 安全性提出了較高的要求。PTN正是在這一背景下應運而生。它是以太網承載技術和傳送網技術相結合的產物，不但擁有天生的以太網的特性，并且擁有較好的電信級業(yè)務所需的五個基本屬性，分別為標準化的業(yè)務、可擴展性、可靠性、嚴格的QoS和運營級別的OAM。

　　PTN分組內核提供了統(tǒng)計復用能力強大的彈性管道，帶寬利用率高，更適應分組業(yè)務突發(fā)性強的特點。PTN同時繼承了類似SDH的傳輸網絡特性、強大的OAM及電信級保護能力、圖形化界面網管能力等。 PTN技術與其他技術相比，更加簡單，實用，并且融合了多種技術優(yōu)勢，也因此備受業(yè)界的關注。從目前的業(yè)務需求和成熟度來說，PTN的規(guī)模商用還需1-2年時間。預計未來5年內，PTN的市場將超過基于傳統(tǒng)的SDH設備。

　　當然PTN技術與成本優(yōu)勢也將隨著產業(yè)鏈的進一步發(fā)展而更加明顯，必將成為移動回傳 等高價值業(yè)務的主流平臺。同時，PTN的引入及發(fā)展壯大也必將反作用于業(yè)務網絡，將進一步促進IP化業(yè)務的高速增長。

　　烽火從2004年參與制定PTN標準以來，積極研發(fā)探索，目前CiTRANS600系列在國內已經實現(xiàn)的國內運營商的大規(guī)模應用，并且在移動、電信、聯(lián)通PTN測試中，依靠完善的技術、功能、設備的穩(wěn)定表現(xiàn)，烽火PTN設備技術排名一直穩(wěn)居前兩名。實現(xiàn)了多個唯一，唯一可以實現(xiàn)環(huán)網保護且同時支持Wrapping和Steering，唯一可以實現(xiàn)與MSTP設備2.5G接口互通，唯一可以同時實現(xiàn)E1和FE的TPS保護，唯一可以實現(xiàn)PTN、OTN、PON技術兼容的的PTN廠家。烽火科技CiTRANS 600系列智能化PTN產品采用業(yè)界最先進的硬件技術和電信級的軟件智能實現(xiàn)PTN技術與ASON技術的完美融合，有效提升網絡智能化特性、高可靠性和易管理維護特性，已在國內的三大運營商本地網都有規(guī)模部署，滿足不同運營商的個性化需求。

CTI論壇報道