40G传输商用化步伐正在加速
进入2008年后,全球40G传输商用化进程出现明显的加速趋势,开始规模部署。其中,北美的AT&T、Sprint都在筹备40GDWDM全国骨干商用网络,XO、Hibernia已建成40G传输网络并投入使用;在欧洲,40G传输的建设项目正在大量出现,Telefonica、DT、FT、BT、KPN、TI、Arcor、Viatel等先后启动40GDWDM网络建设或试点网络建设;在独联体,TransTeleCom的长途骨干网上已经成功开通40G业务,Rostelecom准备年内完成建设;在亚太,NTT、越南VNPT、马来西亚电信等将在年底完成40G商用网建设;在国内,中国电信、中国网通也正在筹备40G传输商用网计划。
商用化进程的加速也带动了产业链的发展,主流器件供应商纷纷加快产能的增长,不但可以支持规模商用,同时也使40G设备价格呈现快速下降趋势。
40G传输技术上的考虑和选择
相对于以往的10G传输系统,采用差异化的调制编码格式成为40G传输系统的最显著特点。40G传输在同等物理条件下与10G传输系统相比,信噪比(OSNR)要求提高4倍(6dB),色度色散容限降低16倍,偏振模色散(PMD)容忍能力降低4倍,非线性效应也变得更加明显。为克服这些限制,以达到商用要求,有多种手段可用,包括超强FEC技术、RAMAN放大技术、色散管理技术、调制编码技术、偏振管理技术以及反向复用等,其中调制编码技术是最为关键的手段。目前调制编码技术选择众多,有基于强度调制的NRZ、DRZ、ODB、PSBT,基于相位调制的DPSK和DQPSK以及结合偏振复用的调制技术DP-QPSK等。下表是各种编码技术的主要性能比较:
上表性能指标中,OSNR是光信噪比,越大表示性能越好;能否支持50GHZ表示系统能传送的最大波数量,在不使用扩展C波段的前提下,支持50GHZ表示系统最大可支持80波传送;PMD容限是偏振膜色散容限,越高表示传送距离越远;色散补偿方式TDC是可调色散补偿,EDC是电色散补偿。
由上表的分析可见,没有一种技术能做到各方面都最好,每种技术都有自己最合适的应用场景。根据不同的场景选用合适的技术是当前阶段的最优选择。因此,综合考虑到网络容量、网络距离、实现成本等方面的因素,华为选择了ODB、DRZ和DQPSK这三种调制编码格式作为40G解决方案中的基础技术。其中ODB/PSBT实现简单、成本低,是80/96波中短距传输中最成熟可行的技术选择;DRZ编码非线性抑制能力强,比DPSK实现简单、成本低,是40/48波长距离传输中性价比最高的技术;DQPSK编码OSNR灵敏度高,PMD容限大,比DP-QPSK实现简单,在80/96波长距传输中各方面性能达到最佳平衡。这三种技术可以覆盖传送网络中的大部分应用场景,在实际应用中可以“因需而选”。华为可提供基于这三种不同调制编码格式的40G传输解决方案。
华为创新的40G传输解决方案
华为在40G传输领域持续投入,不断创新,推出了一系列成熟商用的技术方案,包括:
一、适用于40/48波系统的DRZ编码调制格式。
该技术在有效抑制通道内非线性效应的同时,也避免了通道间非线性效应的影响,可以实现超长距离1500公里无电中继传输。DRZ是一种先进的RZ类调制技术,它同时对光信号载波的相位进行控制,引入了差分相位(Differential Phase),两个RZ脉冲之间有180度的相位差,DRZ这种码型特征使其具备了很强的IFWM和IXPM容忍能力。DRZ属于OOK类编码调制技术,发射机和接收机实现相对简单,不需要复杂的平衡接收机。
二、适用于80/96波系统骨干超长距的eDQPSK编码调制格式。
eDQPSK编码调制技术是传输应用的最佳选择。eDQPSK编码在DQPSK编码基础上引入了预啁啾(Pre-chirp)技术来改善非线性性能,综合了DQPSK和预啁啾技术的优点,具备了高色散容限、高PMD容限、高频谱效率、高非线性容忍能力等特点,在50GHz波长间隔超长距传输中性价比最高。普通DQPSK技术由于波特率降低了一半(20Gbaud/s),相应的色散容限和PMD容限更大,但非线性效应容限由于相位噪声的影响,提升幅度不大。预啁啾技术已经广泛应用在华为的10G系统中,最大优势在于通过啁啾调节有效抑制SPM和XPM,提高了非线性容忍能力,并且仅仅改变了调制方式,不引入新器件,成本也没有增加。图1显示了eDQPSK和DQPSK技术的参数比较,其支持更高的入纤功率和传输性能,最大无中继传输距离达到1600公里。
三、适用于老光纤的反向复用技术(IMX)。
据统计,现网中20%的老光纤由于性能劣化,PMD系数过高(>0.3ps/nm.square<km>),是无法传40G信号的。华为创新地推出了反向复用技术,将一个40G解成4个10G,能够保证40G信号在老光纤、老系统中进行传输,而不用重新铺设光缆,从而保护客户的现网资源和投资。此外IMX方案可以实现在现网上不做任何改动直接传输40G路由器业务的能力。在一些网络应用情况下,40G端口数量较少,在10G传输网络直接传输可以大大节省网络投资,缩短开通时间。
四、能增加20%传输容量的扩展C波段技术。
普通C波段技术最大只能提供80波×40G(3.2T)的传输容量。华为专利的扩展C波段技术能够额外增加20%光纤传输带宽,从而提供最大96波×40G(3.84T)的传输容量,也是目前业界最大商用系统容量。
五、网络平滑升级技术。
考虑到运营商对网络平滑升级的需求,华为基于10G传输系统平台进行40G单板开发,保证了40G传输和10G传输的完全兼容,40G板卡在现有的10G传输系统上即插即用,支持10G传输网络平滑升级到40G传输网络,不中断原有业务。
综合这一系列创新技术,华为根据不同的应用场景,提供最具性价比的40G传输解决方案。图2显示了华为40G传输解决方案的应用场景。ODB编码可用于区域网络40G传输,最大容量可以达到96波×40G(3.84T);eDQPSK编码适合96波骨干超长距40G传输,容量可以达到96波×40G(3.84T);DRZ编码适合48波40G传输,最大容量为48波×40G(1.92T);IMX适合在老光纤、老系统中传输40G信号。
华为40G传输商用情况介绍
截至2008年4月,华为40G传输已经完成商用工程、现网测试、运营商准入共计23个,成为全球40G传输市场的商用领导者。早在2001年,华为已经启动40G技术的开发,在2006年推出了第一个40G传输版本,并且在法国NEUFTelecom网络中实现首次成功商用;2007年年底承建了北美海缆运营商Hibernia的哈利法克斯-波士顿段96波DWDM工程;帮助俄罗斯TransTeleCom升级莫斯科-圣彼得堡段的DWDM网络至40波×40G容量,最大无电中继传输距离达到1141公里,创造了40G传输超长距商用纪录;2008年年初承建了北美XOCom-munications的华盛顿特区-纽约段80波40G传输工程;中标西班牙Telefonica马德里、巴塞罗那城域网,新建纯40G传输网络。
未来几年40G传输进入规模商用的阶段。华为本着“以客户为先,持续创新”的理念,依托现有的技术和产业状态,为客户提供有最佳投资收益比的40G传输解决方案。