浅谈40G光通信

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1、浅谈40G光通信作者：都明尧长青冯涛（单位：成都军区通信网络^｝支术管理中心）摘要：随着通信容量需求的不斷提升和光通信技术的不断发展，传输网络从单波10G向单波40G乃至更大容量发展是必然趋势。目前40G传输技术仍面临着诸多困难和挑战，我们相信，随着市场需求的不断拓展，在不久的将来，40G传输技术必将成为主流传输技术。关键词：40G光通信传输网技术的发展一直以来有着供过于求的形势，各种研究机构和专家对技术讨论的前瞻性一方面显示了人们看好以光传输为基础的传输技术，另一方面人们也做了很多不切实际的预测。在狂热的建设和澈烈的洗牌后，人们开始逐渐认清网络现状

2、，对网络优化和网络容量的提升采取了亦步亦趋的做法，理性的建设逐渐形成。纵观现在中国的传输网现状，以10G为主的传输技术已经构建了各个大环，但是随着城域网、接入网瓶颈的打破，数据业务也势如破竹，随着3G业务的不断上马，传输网的扩容是必须的。1•为什么需要40G呢？当40G初次被提出时，人们惊异于它的高速，保守派对40G的应用前景不置可否。随着国内宽带业务、数据业务的拓展，增加网络传输容量，更高速、反应更快的网络变的越来越迫切。有人提出，为什么不采用只增加四个10G信道的方法来实现40G的容量？事实上，核心光网络的带宽必须大于任何单一的接入信号.10G问

3、世时，最快的交换机或路由器的接口速度只有2.5G。现在路由器的速度已经赶超上来，是再一次扩展核心网络的时候了。扩展信道带宽背后有一个很简单的逻辑。核心应该能够打包业务，并在网络中有效地传输这些包。如果能够在每个波长中包含多个数据连接，核心网络的功能和可收益性将能大大提高。因此，随着数据网络设备开始采用10G接口，核心向40G转移就变得非常重要。强调40G的重要作用，因为它有很广泛的应用范围。40G接口将在数据中心或网络POP节点中提供高速互联的功能。同时，还将看到40G系统在城域网以及长途干线网络中的广泛应用。40G究竟要在网络的哪一部分立足将是广为

4、关注的问题。由于网络越来注重城域地区，因此有些城域网络的带宽需求将很有可能与核心网络的带宽需求相当，甚至有所超越。这将促使40G系统首先在城域网中采用。但是，从历史上看，无论网络业务如何发展，对带宽需求有多大，核心网络总是领导带宽需求的。2.采用40G有如下优势，单这种优势也是存在很多必要条件：第一，可以比较有效地使用传输频带，频谱效率比较高。第二，减少了设备的成本，如果40G的成本能降到10G实际成本的3倍以下时，就达到了合理应用的程度;如果能够降到这一点的话，就可能实现大规模的应用；如果降不到这点，就很难应用。第三，减少了0AM的成本、复杂性以及

5、备件的数量。这是^（艮明显的，因为它只用一个网元代替了四个网元，所以变的简单。第四，每比特的成本比其它的城域网的方案更加经济。第五，通常单波长可以处理多个数据连接，核心网的功能将会大大地增强。因此，随着路由器有了10G的端口，核心传送网理应转向40G。也就是说传送网应该比路由器接口速率高四倍，这样组网效率较高。3.40G传输技术遇到诸多挑战：40G系统的实现要广泛地应用电子学和光学领域的技术。首先，需要将网络业务低速颗粒复用为40G信号，将其成帧。其次，选择适合传输的格式进行编码，然后进行驱动和调制。最后，将其发送到光纤上传输到最近的光放大站点。所有

6、这些工作都需要解决许多困难，尽管面临诸多挑战，但它显然是未来传输网络的主要后备力量。4.40G传输的几种关键技术第一，色度色散补偿和极化模PMD补偿技札从理论上看，色度色散代价和极化模色散代价都随比特率的平方关系增长，因此40G的色散和PMD容限比10G降低了16倍，做起来很困难。第二，光信噪比的要求较难满足。因为整体上说，它比10G要求提高了6dB,差不多要求32dB的光信噪比。这么高的光信噪比如果没有拉曼放大器，则是很难做到的。第三，调制格式的选择。40G调制是一个很大的难题，有那么多选择，如NRZ码、差分相移键控RZ码(RZ-DPSK)调制方式

7、、光孤子(Soliton)调制方式、伪线性RZ调制方式、阴啾的RZ(CRZ)、全谱RZ(FSRZ)、双二进制，究竟哪一种好呢？目前还没有结论。看来，短距离传输采用传统的NRZ,而长距离传输DPSK最有希望。这种调制方式的频谱宽度介于NRZ和RZ之间，比普通RZ码的频谱效率高，可以改进色散容限、非线性容限和PMD容限，传输距离比普通RZ码长。这种调制方式的光信噪比可以比NRZ改进约3dB,有些情况下可能高达6dB,是一种能有效扩展传输距离和适合40Gb/s速率的调制新技术。第四，超级FEC。这是一个非常古老的技术。从1984年到现在，已经过了18年了，

8、它才开始形成大规模的应用。这个技术的发展是很有意思的，在当时的条件下，电信采用的是多模系统，但后来转成单模,