40 Gbit/s光传输系统关键技术及应用方案

　　4、40Gbit/s传输系统的应用方案

　　 近年来随着互联网的普及和各类业务的不断兴起，对路由器（尤其是核心路由器）的容量需求不断提高，单机640Gbit/s容量的产品开始出现。而在实际运营网络中，个别核心节点的容量需求已达Tbit/s量级。可以预见，核心路由器将会迎来40G端口时代。根据试验情况，40G系统主要有3种应用模式。

　　（1）新建N×40Gbit/sWDM传输网络

    支持40Gbit/s路由器的最佳传输方案是40Gbit/sWDM传输技术。目前在40 Gbit/s WDM技术方面领先的是两个新兴公司：Mintera和StrataLight，一些传统设备商也声称自己的产品支持40 Gbit/s速率。从研究的结论来看，只要选用合适的光纤（PMD系数在0.1 ps/km1/2以内），目前信道间隔100 GHz、传输距离1000 km以内的40 Gbit/s WDM传输技术已经成熟，如果光纤损耗和跨距合适，可以不使用拉曼放大器。

　　（2）10/40Gbit/s混传

　　为了支持40Gbit/s信号在现网中的传输，最可行的方案是在现有10Gbit/sWDM系统中开通若干个40 Gbit/s速率波长通道，即10/40 G混传技术[4]。

　　10/40G混传技术面临的挑战是50GHz间隔的40Gbit/s信号传输。由于近几年新建了大量50 GHz间隔（C波段80波）的10 Gbit/s WDM系统，混传模式的应用必然要求在这些系统上开通40 Gbit/s波长信道。因为50 GHz间隔的40 Gbit/s WDM系统频谱利用率高达80%，滤波效应、非线性效应等不利因素的影响将极大限制系统传输性能。研究表明，采用CSRZ码型，50 GHz间隔系统中40 Gbit/s信号的ONSR容限比100 GHz间隔系统中要高约2 dB；而且对OTU和滤波器件的波长稳定性提出了更严格的要求，中心波长偏移超过0.02 nm就会带来约1 dB的滤波代价。

　　（3）4×10Gbit/s反向复用技术

　　40Gbit/sWDM传输系统在技术实现还是成本因素都存在较多的限制，而反向复用（IMUX）技术另辟捷径，可以在10Gbit/s WDM系统上实现40 Gbit/s信号的传输。

　　反向复用指的是在发送端将一路高速率信号解复用成为若干路低速率信号，经过低速率的传输系统的传输后，在接收端将多路低速率信号复用成一路高速率信号。这与常用的复用技术正好相反，所以称为反向复用。低速IMUX技术的实现并不复杂，但是不能因此低估了高速IMUX技术的实现难度，实际上目前40Gbit/sIMUX技术的实现难度甚至大于40Gbit/s WDM技术。

　　40Gbit/sIMUX技术的最大优点是不需要对现有10Gbit/s WDM系统进行任何改造，即可实现对40 Gbit/s业务传输的支持。现网中核心路由器之间一般直接通过WDM系统的波长信道相连接，在这种网络架构下，40 Gbit/s IMUX可以如图1所示在两个位置实现：第一个位置是路由器接口，即路由器接口板对内（核心路由模块）提供40 Gbit/s接口，对外提供4个10 Gbit/s接口，IMUX功能在路由器接口板上实现；第二个位置是WDM设备业务侧接口，即OTU业务侧提供一个40 Gbit/s接口完成与路由器40 Gbit/s接口的对接，波分侧用4个10 Gbit/s接口进行传输，IMUX功能在WDM设备OTU板上实现。

 图1两种IMUX方式示意图

　　4.1方案比较

　　综上所述，彻底解决40Gbit/s信号的传输问题还有待时日，可能的解决方案发展路线如下所述：10/40Gbit/s混传技术可以在一些满足使用条件的线路上首先得到应用，但是没有规模效应。40Gbit/s IMUX技术一旦成熟，可以基于现有10 Gbit/s WDM系统，提供限制条件更为宽松的40 Gbit/s信号传输解决方案。但是40 Gbit/s IMUX只是一种过渡技术，形成规模效应的40 Gbit/s WDM系统将是解决40 Gbit/s信号传输问题的最终解决方案。

　　5、总结

　　下一代网络的显著特征之一就是网络的业务性，下一代光传输设备必须充分考虑到对未来网络业务的支持；虽然2.5G和10G是目前网络中最常用的接口，但随着带宽需求的进一步增加，40Gbit/s技术将是下一代通信网最关键的技术，传输网向着40Gbit/s迈进是网络发展的必然趋势[4]。尽管40Gbit/s暂时面临一系列技术上的困难，但目前这些困难都已经有了或即将有相应的解决方案，在不远的将来，40 Gbit/s系统必将登上传输领域的舞台，成为今后几年骨干网和城域核心网中最重要的传输接口之一。

　　参考文献

　　1 YMeghanFuller.是什么在阻碍40G传输系统的发展.LightwaveChina，2007-3-28.

　　2 袁建国，叶文伟，毛幼菊.光通信系统中一种新颖的级联码型[J].光电工程，2007（4）.

　　3 李俊杰支持40Gbit/s路由器的传输技术研究.电信科学，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 张成良.浅析40G光传输系统的商用价值.通信产业报。2007.