浅谈100G光传送时代的来临

　　DWDM是Dense Wavelength Division Multiplexing（密集波分复用）的缩写，这是一项用来在现有的光纤骨干网上提高带宽的激光技术。更确切地说，该技术是在一根指定的光纤中，多路复用单个光纤载波的紧密光谱间距，以便利用可以达到的传输性能（例如，达到程度的色散或者衰减），这样，在给定的信息传输容量下，就可以减少所需要的光纤的总数量。

　　DWDM能够在同一根光纤中，把不同的波长同时进行组合和传输。为了保证有效，一根光纤转换为多个虚拟光纤。所以，如果你打算复用8个光纤载波（OC），即一根光纤中传输8路信号，这样传输容量就将从2.5 Gb/s提高到20 Gb/s。 目前，由于采用了DWDM技术，单根光纤可以传输的数据流量达到400Gb/s。随着厂商在每根光纤中加入更多信道，每秒兆兆位的传输速度指日可待。

　　100G相关标准已经确立

　　100G技术的相关标准在IEEE、ITU-T和OIF等组织进行开发。IEEE主要定义高速以太网的相关规范，也就是100G的客户信号的相关要求。100GE的标准已经于2010年6月17日正式通过，100GE的信号速率为103.125Gb/s±100ppm，需要满足10×10G信号在屏蔽铜缆上至少传输7米，在多模光纤上至少传输100米；4×25G信号在单模光纤上至少传输10千米和至少传输40千米这两种传输距离的需求。

　　波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术,称为波分复用。

　　WDM本质上是光域上的频分复用FDM技术。每个波长通路通过频域的分割实现，每个波长通路占用一段光纤的带宽。WDM系统采用的波长都是不同的，也就是特定标准波长，为了区别于SDH系统普通波长，有时又称为彩色光接口，而称普通光系统的光接口为"白色光口"或"白光口"。通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有不同。按照通道间隔的不同，WDM可以细分为CWDM(稀疏波分复用)和DWDM(密集波分复用)。CWDM的信道间隔为20nm，而DWDM的信道间隔从0.2nm 到1.2nm，所以相对于DWDM，CWDM称为稀疏波分复用技术。

　　目前，100G传输现网试验方兴未艾。从针对100Gb/s的长距传输需求来看，主要是未来可能的100GE或者相应的POS接口的出现，100GE的标准化已经完成。从针对100G的长距传输，从2004年开始，很多设备制造商已经开始跟踪和研发，国内外很多厂家都宣称有100GWDM的解决方案，近年来各大运营商也对此表现出极大的兴趣，开展了各种现场试验。

　　100G长距传输技术尚待完善

　　从调制格式和复用方式来看，100Gb/s除了基于偏振复用结合多相位调制的调制方式，如偏振复用（差分）四相相移键控之外，还包括多级相位和幅度调制的调制码型，如8/16相相移键控、16/32/64级正交幅度调制等，以及基于低速子波复用的正交频分复用（OFDM）等。

　　从调制编码解调来看，目前主要可采用直接解调和相干解调两种方式，其中相干解调主要采用数字信号处理（DSP）技术来实现，显著降低了相干通信中对于激光器特性的要求。综合考虑系统性能要求、实现复杂性和性价比等多种因素，对于100Gb/s传输商用设备，业界一般看好的长距传输码型为采用相干接收的PDM-QPSK。另外，由于目前模数转换器（ADC）和DSP芯片等处理技术水平的限制，几乎所有高速电信号处理芯片都没有商用解决方案，目前基于100Gb/s信号的实时相干接收处理等尚待技术突破，这是100GWDM系统走向商用的技术瓶颈。从OSNR容限来看，对于相同的调制格式，100Gb/s相对于40Gb/s的OSNR容限要求要提升4dB左右，这对于系统研发挑战性很大。目前采用不同调制格式的OSNR容限差异较大，但相同的调制格式采用相干接收后可显著提升OSNR容限1dB至2dB以上，在OSNR上要实现100GWDM系统1000公里以上的传输，还需要在FEC方案、相干接收、软判决等方面有更多的增益，才能满足OSNR的要求。

　　100GWDM传输系统的规模商用尚待时日。随着100GE标准在2010年正式确定，100GWDM长距传输的需求后续会逐步出现，主要解决100G信号在省际和省内干线层面的1000公里以内甚至更长距离的传输需求。但是在干线网络上，由于目前基于40Gb/s速率的路由器和传输系统已经大规模部署，部分解决了端口容量和端口数量的问题，预计基于100Gb/s的长距传输在近2年至3年内将不是主要需求，但是，相信在这个时间窗口内100G长距传输技术存在的主要技术瓶颈会逐步攻克，并迎接容量大幅提高的100GWDM时代的来临。