40Gbit/s高速光传输技术的应用与挑战

PMD导致的信号畸变，采用特殊电域均衡算法(硬件上通过高速ADC和DSP实现)纠正信号畸变，从而实现消除PMD影响的目的;北电在业界最早推出了商用的解决方案，其DP-QPSK码型40Gbit/s信号的平均PMD容限可以达到25ps，甚至超过了10Gbit/s信号的水平。

　　 上述3种方式的技术复杂度和使用范围都有一定的区别，笔者认为：

　　 ●PMD补偿技术由于存在原理性限制，不太可能成为一种规模商用方案。

　　 ●DQPSK是近期需要重点关注的一种高PMD容限调制码型，它以适中的复杂度实现了6～8ps的平均PMD容限，将40Gbit/s WDM系统对光纤PMD系数要求降低到优于0.2ps/sqrt(km)，国内运营商的光缆网络建设时间较晚，大多数地区都能找到满足该要求的光纤光缆。

　　 ●基于相干接收的电域均衡方案具有更好的性能，可以说是PMD限制的终极解决方案，笔者认为该方案是100Gbit/s WDM传输的解决方案，但是对于40Gbit/s WDM系统来说，还需要根据今后其发展情况和与现行方案的性价比关系来判断。

　　 2.2 持续降低成本的需求

　　 目前，40Gbit/s WDM传输系统单位比特×公里的传输成本依旧高于10Gbit/s WDM系统，主要有3个原因：第一，40Gbit/s WDM传输技术自身复杂度较高，研发成本的分摊较多，元器件的成本也较高;第二，40Gbit/s WDM系统的设备出货量还远远小于10Gbit/s WDM系统，无法形成较大的规模效应来有效降低成本;第三，40Gbit/s WDM系统的无电中继传输距离不如10Gbit/s WDM系统，尤其在一些骨干网超长距离应用场景中，更多的OEO再生势必提高40Gbit/s WDM传输系统的建设成本。

　 　因此，持续降低40Gbit/s WDM系统的成本也应该从上述几个方面入手。首先，运营商需要根据业务需求适度超前建设40Gbit/s WDM系统，只有较大的设备采购量才能形成规模效应，降低单位比特×公里建设成本。其次，40Gbit/s WDM传输系统的技术和性能还需要进一步提高，特别是在无电中继再生距离方面，需要达到甚至超过10Gbit/s WDM系统的水平;上节分析的PMD受限问题也是部分场景40Gbit/s WDM系统成本高的重要原因，PMD问题的有效解决也有助于降低40Gbit/s WDM系统的成本。

　　 总之，40Gbit/s传输系统在成本方面的挑战是实现低于10Gbit/s WDM系统。随着技术进步节约的OEO再生成本和设备出货量增大带来的规模效应，乐观估计，未来两年左右，40Gbit/s WDM系统的单位比特×公里传输成本接近甚至低于10Gbit/s WDM系统。

　 　2.3 100Gbit/s传输技术发展的挑战

　　 虽然40Gbit/s相对于10Gbit/s已经是一个飞跃，但是40Gbit/s远不是高速传输速率的终点。事实上，由100GE(100Gbit/s以太网)技术标准和接口带动的100Gbit/s高速传输技术已经得到了业界的广泛关注，成为高速光传输领域新的热点。

　　 在标准领域，ITU-T，IEEE和OIF分别在100G OTU3，100GE和100G DWDM 3个领域积极推进相关技术标准的制定工作，预计在2010年底，3个组织的主要技术标准都将完成制定。在设备研发及应用领域，领先的设备厂商都启动了100Gbit/s WDM传输技术的研究工作，部分厂商发布了样机并与一些运营商合作(集中在欧洲和北美)进行了多次100Gbit/s传输的演示。因此，100Gbit/s传输技术的发展是迅猛的，业界也出现了一种论点，即40Gbit/s只是过渡技术，100Gbit/s才是下一代高速网络的标准速率，网络速率的提高可以跨越40Gbit/s，从10Gbit/s直接达到100Gbit/s。

　　 支持上述观点的一个佐证就是Ethernet的发展路线，毫无疑问未来WDM传输系统的主要业务就是各种速率Ethernet接口的互联互通。从10M Ethernet到100GE，IEEE一直以10倍为单位提高这Ethernet的速率，10倍整数才是Ethernet的主流，40Gbit/s只是作为10Gbit/s与100Gbit/s之间过渡技术存在。

　　 根据对路由器40Gbit/s接口应用需求，WDM传输的技术特点，目前100Gbit/s设备发展现状以及成本因素的分析，笔者的观点是：由于100Gbit/s的迅猛发展，40Gbit/s WDM传输的市场窗口将会受到一定影响，但是无法跨越，未来4~5年内高速网络建设依旧以40Gbit/s为主，以后才会逐渐向100Gbit/s演进。理由如下：

　　 (1)从技术角度：目前100Gbit/s传输技术尚处于实验室阶段，其成熟程度仅仅相当于2005年前后的40Gbit/s传输技术;如果没有100Gbit/s传输的支持，100GE接口即使出现，也只能用于同机房设备的互通，无法应用于骨干网络。

　　 (2)从产业链角度：100Gbit/s传输上下游产业链尚未形成，存在诸如核心芯片、测试仪表等诸多短板，没有产业链的支撑很难形成成熟的100Gbit/s传输市场。

(3)从预计市场规模角度：越高速率的传输技术，可预期的应用场景越有限，100GE业务的传输手段相对丰富