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作者：姚传富
2000年前后，风起云涌的互联网热潮带来了一场光传输系统的革命，10G传输技术成为光纤通信网络的核心，包括中国电信、中国联通等国内外运营商用10GDWDM+SDH构建了从城域核心到国家干线的各级传输网络，但是在接下来的几年中，随着互联网泡沫的破灭，光传输市场也归于平淡，过剩的光纤资源时刻提醒着人们冒进的危险。
随着互联网业务的飞速发展，IP流量呈现爆炸式增长，其增速之快、来势之猛，大大超出人们的预期。有关专家认为，光传输网络正朝着面向IP互联网、能融入更多业务、能进行灵活的资源配置和生存性更强的方向发展，高速率大容量的光传输系统将大行其道，具有40G乃至100G速率的光传输系统将成为未来光传输网络的核心。对以10G系统为核心的传输网进行升级换代已经势在必行。
10G系统已不堪容量重负
在欧美发达地区，10G传输系统带宽消耗十分迅速，导致重新进行网络建设的时间从常规的5年以上缩短到2～3年。目前美国Verizon、日本NTT DoCoMo、德国电信都已经启动了40G全国骨干网项目的建设。其他通信运营商也都对40G传输技术很感兴趣。据HeavyReading调查数据显示，在未来3年里，60%的运营商将会选择40G光网技术，到2010年，40G系统的市场规模将达到20亿美元。
视频应用和IPTV业务的兴起也给中国电信运营商带来了难题。高数据流量年增长率，使得容量过去看起来很大的8×10G系统长途骨干网也应接不暇，市场对40G光传输系统的需求凸显。据悉，中国电信骨干传输网流量以每年40%的速率增长，尤其在压力较大的江苏、浙江、广东一带，城域网内的流量已经接近1000G。专家预计，目前国家干线的800G网络，一般也只能满足2～3年的带宽需求。流量暴增发出了新旧技术更迭的强烈信号，10G系统越来越无法满足需要。
另外，与技术升级迅速的IP路由器相比，光传输系统的技术进步显得明显滞后。目前，骨干网IP路由器交换端口的容量普遍达到40G，100G端口的路由器也已经实现了商用。在广域网侧，10G传输端口与40G路由交换端口严重不匹配，造成巨大的资源浪费。据专家介绍，目前在城域网核心节点之间以及与骨干网节点间的互联采用了并行多个10G传输或多个10G捆绑的方式，但这种方式给运维、管理带来了难度，开销巨大。从长远看，为了提高核心网的效率和功能，单波长内能处理多个数字连接，核心光网络的带宽必须大于任何单一的接入信号的带宽，核心网单波长速率向40G乃至更高速率的方向演进已经势在必行。
目前，中国电信已经在上海—杭州建设了国内第一条40G商用线路，该40G线路长200公里。中国联通承接了原中国网通的数据网络，对40G同样提出了迫切需求。2008年中国联通在华北多个地区开始兴建40G线路。中国移动对于40G也给予了密切关注。“随着全业务运营的深入，数据业务量的增加将促进中国移动在城域骨干网上采用40G。”中国移动设计院副院长刘涛表示。业内普遍预测，随着3G网络建设大幕的正式拉开，未来移动宽带业务的发展将进一步提升对传输网带宽的需求，40G系统有望成为今年传输网建设的最大热点。
100G传输技术浮出水面
100G传输是下一代高速传输领域的核心技术，可实现单信道每秒112G比特的传输，从而将目前主流传输速率提高了10倍。单信道100G速率级别的传输技术已经出现，预示着100G传输时代将很快来临。
据工信部电信研究院通信标准研究所专家张海懿介绍，目前国际上100G的标准化还在进行当中，预计2010年能够正式成为标准。但是很多设备制造商已经从5年甚至更早以前就开始了100G系统的研究与开发。最近两年全球各大运营商也对此表现出极大的兴趣，Verizon在2007年采用阿尔卡特朗讯的设备进行了504km的传输试验，2008年采用诺基亚西门子的设备进行了1040km的长途现场传输试验。北电也在国际会议上报道采用统一平台，同时传输10G、40G和100G的信号，通道间隔为50GHz，并达到100km以上的传输距离。国内设备制造商华为也在2008年宣称研制出100G波分样机，适合长距离传输，可实现长达2000km的无电中继传输。
随着40GDWDM系统的商用，100GE以太网等的规范和对于业务的预测，催生了业界对于100G传输需求的关注，ITU-T、IEEE和OIF等标准组织都开展了100GE或100G传输等方面的标准和研究工作，设备制造商和运营商也对于100G技术的研究和应用给予了较高的关注，近两年开展了各种试验，证明100G传输成为现实的可能性。随着技术和标准的不断发展，特别是业务网络传输需求的扩展，100G技术将在今后的2～3年内逐步发展起来。
对于国内电信运营商来说，前有10G系统的不堪重负，后有100G系统的穷追猛赶，市场留给40G系统部署的时间并不多。而今明两年，无疑是部署40G的最佳选择。
平滑升级是应用关键
新技术的推广使用固然必要，但新旧技术的兼容使用才是40G推广前期的关键。
“从10G系统升级的前提是，40G方案具备平滑演进的特点。”工信部电信研究院标准研究所张海懿强调。平滑升级特点包括在现有的10G传输系统上即插即用，平滑升级到40GDWDM系统；在现网各种类型暗光纤不需额外改造即可新建40G波分系统；传输距离/容量要能充分体现出经济效益，也就是相比10G更高的性价比。
此外，由于40G的使用，还将牵扯到运营商网络投资、承载网规划和网络运维等问题，运营商也希望借助建设40G优化和提升自己的承载网性能，已经投入40G建设的中国电信和中国联通，都对40G如何提升网络性能进行了充分的研究和论证。
在目前骨干网光缆建设已基本完成，10G波分系统已广泛部署的情况下，理想的40GDWDM方案应同时满足以下要求：达到目前10G波分系统4倍的容量；达到目前10G波分系统相同或更好的传输距离；达到目前10G波分系统相同或更好的光缆兼容性；可重复利用已有的光线路系统，包括光放大器和ROADM，不降低其性能，无需额外投资。因此，通过选择可支持业务平滑升级、10G和40G混合运行的系统将是目前有效降低初期建设成本的可行方式。随着40G成本的持续降低和业务需求的逐步明确，40G的扩容成本也会有效降低。40G与10G协作传输，必须解决波长信道设计、色散/PMD色散补偿、信道均衡和与现有系统的兼容等问题。为了能让40G兼容使用和平滑升级，40G厂商正在致力于提供波带化设计体系、精细色散补偿、极化模色散补偿、可编程增益均衡器等先进功能，从而实现对40G波道的最佳匹配，能够保障在现有10G系统的线路设计中，平滑引入40G信道，并对已有业务无影响，为客户提供各种类型节点的网络设计，所设计网络也可平滑升级到40G。
