淺析40G光傳輸系統的商用價值

2019-11-03 09:00:51

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供稿：網友

　　應用，還是應用　　

　　最近業界關于40G光傳輸系統的商用價值問題進行了激烈的爭論。是否有足夠的業務需求來推動40G的發展，40G能否像10G一樣成為主流產品，許多人都有這樣的疑問。中國電信北京研究院技術部主任張成良認為，目前阻礙其商用化進程的一個因素還是應用問題。　　

　　40G傳輸系統相對于10G傳輸系統存在許多優勢，它可以比較有效地使用傳輸頻帶，頻譜效率比較高。另外在減少設備成本方面也有自己的特點，業內專家指出40G減少了OAM的成本、復雜性以及備件的數量，每比特的成本比其它城域網的方案更經濟。張成良說，40G將使業務得到高效和有保護的承載。尤其在城域市場上，其智能調度性，集成度要遠遠好于4個10G系統。　　

　　40G的應用范圍也非常廣泛，在未來幾年內，可以看到40G接口出現在DWDM系統、ADM設備以及大容量帶寬管理設備甚至路由器上。40G接口將在數據中心或網絡POP節點中提供高速互聯功能。同時，還將看到40G系統在城域網以及長途干線網絡中得到廣泛應用。　　

　　40G究竟在網絡的哪一部分立足成為廣大廠商關注的問題。業內專家指出，由于網絡越來越注重城域地區，因此有些城域網絡的帶寬需求將很有可能與核心網絡的帶寬需求相當，甚至有所超越。這將促使40G系統首先在城域網中應用。　　

　　在談到40G的應用時，張成良表示，運營商如果想采用40G技術，就應該等待40G技術具備與現有技術相當的性價比，也就是說當40G技術的成本降至10G技術的四倍以下時才予以采用。看來40G的發展如果要走出實驗室，走向商業應用，就必須向人們證明出目前已投入商用的40G產品的成本已不足10G技術的四倍。另一方面就是40G技術必須與現有的10G產品相兼容。　　

　　技術尚存障礙　　

　　光纖傳輸速度的每一次飛躍都面臨著市場的挑戰，這次單一波長的光纖傳輸速度提高到40G也不例外，它在技術市場等許多方面都遇到了障礙。　　

　　40G系統技術難度很大，實現40G系統要求電子學和光學領域的技術都接近極限。首先，需要將網絡業務低速顆粒復用為40G信號，將其成幀，選擇適合傳輸的格式進行編碼，然后進行驅動和調制，并將其發送到光纖上傳輸到最近的光放大站點。所有這些工作都需要解決許多困難。另外在長距離傳輸中，40G則需要考慮更多的限制因素，如色度色散和PMD的精確補償、OSNR的保證和電中繼器的成本等。　　

　　張成良告訴記者，目前各個制造商都在全力開發TDM40G系統，但是廠商研究的重點不同，有些廠商主要放在40G的SDH設備上，有些則放在40G的子速率復用器和40G的WDM系統的傳輸上。因為40G路由器和交換機接口要求進行更復雜的處理，包括流量整形，過濾和數據包優先級劃分，因此需要很長一段時間才能出臺。40G在城域網應用可以節省機房面積，提高單節點設備的帶寬管理能力和調度能力，單波長TDM40G在城域網有著良好的應用前景。　　

　　對于N*40GWDM系統而言，它面臨的技術挑戰更多，特別是PMD，非線性和色散補償等一系列互相制約的限制因素，而且它們之間互相影響和制約。從應用上看，它只能實現600公里以內的傳輸，并且有許多技術問題還沒有解決。　　

　　另外目前40G系統的成本還很高，還不能降到10G實際成本的3倍以下，因此達不到合理應用的程度。但是隨著技術的進步，40G的成本會很快降下來，有望朝著大規模應用邁進。　　

　　PMD補償：運營商關注的焦點　　

　　光纖的偏振模色散PMD一直是運營商關注的焦點問題。在人們的眼中，0.5ps/sqrt(km)足以保證10G系統400公里的傳輸，光纖指標也是定義為0.5ps/sqrt(km)。但是對于40G系統來說，要保證系統傳輸400公里，光纖的PMD鏈路值應該下降到0.125ps/sqrt(km)以下。由于光纖PMD是一種動態效應，不像色度色散是一個穩態值，需要動態實時地補償。另一個問題是PMD高階模式的影響，在10GTDM系統中，面臨的主要是一階PMD問題。而40G系統中的高階效應開始顯現。二階PMD的一個重要表現形式對信號造成的色度色散效應，因為40G信號所占有的帶寬很寬，這種信號帶寬的色度色散的效應就很強，可能對40G色度色散補償造成影響。張成良認為在PMD補償上，不僅要考慮一階PMD補償，而且要考慮高階PMD補償。　　

　　PMD補償技術比較復雜，而且必須每個波長分別補償，目前還不能在一個通帶內對所有波長同時進行補償。PMD補償還處于實驗室研究階段，基本方式是通過檢測輸入信號的PMD狀態，與理想狀態相比較的差值作為控制信號來改變PMD控制器的狀態，從而將輸入信號偏振狀態調整到正常狀態，其技術的關鍵是如何確定當前信號的偏振狀態，有些廠商采用對40G的諧波或倍頻信號進行濾波比較，從而得出輸入信號的偏振狀態。業內專家指出，目前40G長途系統可以通過挑選光纖的方式開通系統，只有出現了成熟的PMD色散補償技術N*40G才能大規模在長途傳輸中應用。　　

　　40G劍指傳輸網未來　　

　　對于各大運營商而言，在對待新技術方面逐漸回歸理性。業內專家認為，就現有的傳輸網絡情況來看，以10G為主的傳輸技術已經構建了中國電信、聯通和鐵通傳輸網的各個大環，目前的10Gbps的速率就已經可以滿足用戶的需求，最新的基于10G技術的設備已能在一根10G光纖上提供總計160個信道的1.6Tbps傳輸容量，這些在一定程度上制約了40G光纖網絡技術的發展與應用步伐。　　

　　市場和相關的經濟模式是決定40G光通信網絡能否成為主流的關鍵。10G光通信網絡就是最好的例子，當Nortel率先推出OC-192時，真正的市場以及相關的運營模式還不存在，他們不得不花費大筆經費來培育市場。因此，今天40G所遇到的最大難題是來自于經濟方面的，光學網絡設備廠商必須向運營商們證明對40G設備的投資是值得的。國際數據集團(IDC)的研究分析師Sterling Perrin認為，盡管如此，由于現在業界開銷的減少，以及許多運營商已在10G線路上投資了大筆的錢，因此40G光通信網絡可能不會在短時間內得到運營商的青睞。　　

　　雖然人們對40G的商用前景的推測顯得有點保守，但可以肯定的是，40Gbit/s技術將是下一代通信網最關鍵的技術，傳輸網向著40Gbit/s邁進是網絡發展的必然趨勢。中國電信總工程師韋樂平認為傳輸網的擴容是未來的發展趨勢，40G技術的應用雖然被延遲，但是終將問世。特別是最近一些低成本40G器件的面市將加速這一進程。相信隨著技術的進一步成熟和成本的下降，40G必然被廣大運營商所接受。

　　
----《通信產業報》