40Gbit/s高速光传输技术的应用与挑战

，但是40Gbit/s WDM传输设备的普及是在2007年以后。特别是到了2008年，主流传输设备厂商都已发布了40Gbit/s WDM传输设备，在国内较活跃的厂商有华为、烽火、中兴、北电、上海贝尔、爱立信等。

　　 目前，主流厂商40Gbit/s WDM传输设备已经系列化，既有支持中短距离传输的ODB/PSBT等码型，也有支持中长距离传输的DPSK码型，甚至更复杂的DQPSK，DP-QPSK等码型，设备的适用性得到了极大提高。主流电信运营商也已广泛认可40Gbit/s WDM传输技术和设备的成熟性，按照业内知名咨询公司Ovum在2008年11月下旬最新出版的行业报告中的统计，截至2008年，全球已经有超过30个运营商部署了40Gbit/s传输网络，其中就包括中国电信和中国联通(原中国网通)。在该报告中，Ovum公司认为40Gbit/s传输技术已经进入“普及应用阶段(Generalized Deployment Phase)”，将迎来健康持续的发展期。

　　 中国电信是国内最早关注40Gbit/s传输的电信运营商。早在2004年，中国电信就开始了40Gbit/s传输技术研究工作，与国家科技部“八六三”计划合作，于2005年建成“上海—杭州40Gbit/s WDM实验传输系统”并运行至今，这是国内第一个，在国际上也属于较早的40Gbit/s现网实验传输系统。此后在多年持续跟踪研究40Gbit/s传输技术与设备的基础上，2008年中国电信建设了国内第一个商用40Gbit/s WDM传输系统，即“上海—无锡80×40Gbit/s WDM系统”，同时于2008年下半年进行了多厂商参加的40Gbit/s WDM传输设备及系统验证性测试，有力地推动了国内40Gbit/s传输产业的发展。从2009年开始，中国电信将根据其业务发展情况，按步骤推进骨干40Gbit/s传输网络的规模部署，首批建设的40Gbit/s WDM传输网络覆盖了长三角、珠三角等业务发展良好、40Gbit/s应用需求迫切的地区。中国联通(含原中国网通)也于2008年开始建设第一个商用40Gbit/s WDM传输网络，覆盖了华北地区的主要城市。

　　 随着产业链日渐成熟，40Gbit/s传输相关技术标准工作也日趋完善。ITU-T，OIF和国内的CCSA都制定并发布了一系列技术标准，有效促进了40Gbit/s传输设备的现网应用。

　　 2 40Gbit/s高速光传输技术面临的挑战

　　 虽然40Gbit/s高速光传输技术已经步入了规模商用阶段，但是为了应对复杂的现网应用环境和未来业务发展的进一步需求，40Gbit/s传输技术还面临着一些挑战。这些挑战有技术领域的，例如现网光纤PMD对40Gbit/s传输的限制;也有成本方面的，例如持续降低40Gbit/s WDM传输系统的成本，实现单比特×公里传输成本低于10Gbit/s WDM系统;还有下一代100Gbit/s传输技术的发展带来的挑战等。本章将对这些挑战进行详细分析，从中形成对40Gbit/s高速传输技术的未来发展方向和前景。

2.1 适应于大PMD光纤的40Gbit/s传输技术

　　 对于OSNR，色散等40Gbit/s传输限制因素的相继解决，PMD成为目前影响40Gbit/s WDM系统无电中继传输距离的主要限制因素。普通40Gbit/s信号的PMD容限只有大约2～2.5ps，即使不考虑系统其它光学元器件带来的PMD，也只能在PMD系数优于0.1ps/sqrt(km)的光纤中才具有实用价值，在PMD系数优于0.05ps/sqrt(km)的条件下才能发挥长距离传输的优势。这对现网40Gbit/s WDM系统建设的光纤选型要求是非常苛刻的，未来40Gbit/s WDM传输系统面临的最大技术挑战就是如何适用于大PMD光纤。

　　 在提高40Gbit/s WDM系统PMD首限传输距离方面，业界已经进行了很多努力，提出了各种各样的解决方案，这些方案可以归纳为以下3种：

　　 (1)PMD补偿方式：其思路是沿用色散补偿的思路，通过一定技术手段跟踪线路PMD的变化并通过引入相反的偏振时延的方式实现PMD补偿;这种方式的思路简单明了，但是由于PMD的动态特性，PMD补偿技术的实现难度远远大于色散补偿技术，目前仅仅在一阶PMD补偿方案取得了一定进展，一些厂商号称推出了商用模块，但是尚无规模商用部署的报道，而且由于原理性缺陷，目前高阶PMD的补偿机理尚无突破;因此，PMD补偿方式目前看来并不成功。

　 　(2)先进调制码型提高信号PMD容限：其思路是通过复杂的调制码型，在保证40Gbit/s信号比特率不变的情况下降低信号波特率，从而提高信号自身的PMD容限，目前最常见的具备提高PMD容限功能的调制码型主要有RZ-DQPSK和DP-QPSK两种，其中前者仅仅依靠调制码型，而后者还涉及到第3种方式(电域均衡方式);目前，通过RZ-DQPSK码型来提高40Gbit/s信号PMD容限是最广为应用的方式，可以将PMD容限从其它码型的2~2.5ps提升到6～8ps，效果非常明显。

(3)基于相干接收的电域均衡技术：其原理是利用相干接收后电信号保留的光域相位信息，分离