100G傳輸技術(shù)介紹
100G傳輸技術(shù)介紹
2008年,基于40Gbps速率的WDM系統(tǒng)已經(jīng)規(guī)模商用,許多運(yùn)營商和設(shè)備商都把眼光投向100G WDM系統(tǒng)。其中隨著100GE路由器接口標(biāo)準(zhǔn)化的完成,100G的長途傳輸也進(jìn)入了議事日程。與40Gbps WDM系統(tǒng)相比,100G傳輸?shù)纳逃没枰鉀Q四大關(guān)鍵技術(shù):100G線路傳輸技術(shù)、100GE接口技術(shù)、100GE封裝映射技術(shù)和100G關(guān)鍵器件技術(shù),下面分別概述其最新進(jìn)展。
100G線路傳輸技術(shù)
現(xiàn)有100G線路傳輸技術(shù)主要有兩種方案:多波傳輸方案和單波傳輸方案。
在100G多波傳輸方案中,100G信號反向復(fù)用為多波長的10Gbps/40Gbps OTU2/OTU3信號。這種方案不會對現(xiàn)有的10G或40G光傳送網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響,并可以在現(xiàn)有的器件技術(shù)下實現(xiàn),因而是現(xiàn)階段可實現(xiàn)的方案。但這種方案的波長利用率較低,也存在波長管理及多個波長間時延差的控制問題,所以這種方案不是100G線路傳輸技術(shù)的最終商用方案。
100G單波傳輸方案可做到“一個業(yè)務(wù),一個波長”,可以簡化網(wǎng)絡(luò)的管理。從器件發(fā)展及降低OPEX的角度來看,該方案是未來發(fā)展的方向。業(yè)界所討論的100G傳輸基本上是討論100Gbps 單波的長途傳輸。
由于波特率的提升,100G單波傳輸信號所受到的各種物理損傷較為嚴(yán)重。業(yè)界研究了新的碼型以降低物理損傷對100G信號的影響。表1顯示了目前業(yè)界采用不同碼型的100G傳輸系統(tǒng)相關(guān)性能指標(biāo)的對比。
40G速率提高到100G,光信噪比OSNR需要增加4dB左右,為了降低光信噪比OSNR的要求,在現(xiàn)有的光網(wǎng)絡(luò)上傳輸單波100G信號,需要采用特殊的調(diào)制技術(shù)來降低波特率。例如PDM-DQPSK由于采用了偏振態(tài)、相位的雙重調(diào)制,就可以把100Gbps的信號速率降低到25G波特率,從而保證在50GHz間隔的波長區(qū)傳輸。為更好地提高接收靈敏度,有時需要采用相干電處理的技術(shù),也就是采用電處理來解決光波長的相干接收。
100G WDM的調(diào)制技術(shù),目前有多項選擇,無論是哪種方案,業(yè)界已認(rèn)識到100G碼型必須歸一到(D)QPSK碼型上。這是由于(D)QPSK碼型的準(zhǔn)恒包絡(luò)的特性可以使得DWDM傳輸中的交叉相位調(diào)制(XPM)效應(yīng)十分小,同時有效提升了頻譜利用率。100G線路傳輸技術(shù)的研究將會集中在增加頻譜利用率和降低信號的物理損傷兩方面。運(yùn)營商的100G傳送網(wǎng)絡(luò)會選擇一個在這兩方面性能都較好的碼型作為成熟的商用碼型。從現(xiàn)在的發(fā)展情況看,業(yè)內(nèi)相信PDM-(D)QPSK會是一個不錯的選擇,可以實現(xiàn)50GHz的間隔和1000公里以上的無電中繼傳輸,相干光檢測可以極大程度地提高色散容限和PMD容限。缺點是發(fā)射機(jī)光學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜(PolMux),相位調(diào)制效應(yīng)容限低(XPM尤甚),另外需要復(fù)雜的DSP 處理,用于后處理的高速DAC和ASIC芯片目前較少。目前,該方向的研究還處于實驗室階段。
從系統(tǒng)來看,考慮到100GHz的速率只比40GHz 提高2.5倍,在C波段傳輸?shù)牟ㄩL數(shù)目應(yīng)該保持與現(xiàn)在的WDM 系統(tǒng)相同,因此100GHz WDM系統(tǒng)應(yīng)該基于50GHz間隔,以提高系統(tǒng)容量。
100GE接口技術(shù)
100GE接口技術(shù)要解決100GE物理端口的高可靠性,并支持完善的監(jiān)控和保護(hù)功能。100GE物理接口主要有以下三種:10×10G短距離(100m)互聯(lián)的MMF LAN接口;4×25G中短距離(3km/10km/40km)互聯(lián)的SMF LAN接口;10G銅線銅纜接口。
在接口架構(gòu)方案上,100GE接口架構(gòu)目前有MLD&CAUI(Multi-lane Distrubtion & 100 Gigabit Ethernet Attachment Unit Interface)、APL(Aggregation at the Physical Layer)和PBL(Physical Bundling Layer)三種方案:
MLD&CAUI方案能很好地實現(xiàn)對10×10G和4×25G光模塊的統(tǒng)一接口支持。但是由于CAUI接口采用比特復(fù)用方式,打亂了數(shù)據(jù)在多個通道上的分配和排列方式。當(dāng)需要針對每個通道進(jìn)行獨(dú)立處理,或需要通道內(nèi)的數(shù)據(jù)保持特定順序時,CAUI方案在接口處理上會有一定的困難。
APL方案提供字塊到多通道的分發(fā)方案。在基于通道處理的應(yīng)用上,可以借用現(xiàn)有技術(shù)。這種方案采用了切片技術(shù),需要考慮切片大小帶來的傳輸效率問題。另外,添加幀頭、幀尾的操作,增加了器件處理的復(fù)雜度。
?
PBL方案提供字塊到多通道的分發(fā)方法。在基于通道處理應(yīng)用上,可以借用現(xiàn)有技術(shù)。該方案的分立PCS(Physical Coding Sub-layer)處理技術(shù)降低了芯片的設(shè)計難度。
VL&CTBI、APL、PBL方案分別根據(jù)不同的應(yīng)用需求而提出。這些方案將會于近年內(nèi)在IEEE進(jìn)行廣泛討論,并最終給出最佳方案。
100GE封裝映射技術(shù)
100GE適配到OTN時,可映射到OTU4中,也可反向復(fù)用到OTU2/3之中。根據(jù)100GE接口的具體實現(xiàn)形式,存在多條封裝映射路徑。
第一,100GE串行信號映射到ODU4。
ODU4/OTU4的具體速率正在討論中,有130Gbps和112Gbps兩種選擇。由于ODU4/OTU4的速率目前還沒有最終形成標(biāo)準(zhǔn),因此將100GE映射到ODU4的方案還沒有最終確定。
第二,100GE串行信號反向復(fù)用到ODU2e、ODU2、ODU3。
主要有ODU2e-10v反向復(fù)用和ODU2-11v或ODU3-3v反向復(fù)用兩種方案。ITU-T Q11已經(jīng)明確將對這兩種封裝映射路徑進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。采用GMP(General Mapping Protocol)映射方法在技術(shù)上可以實現(xiàn),但標(biāo)準(zhǔn)還不成熟。
第三,100GE信號反向復(fù)用到10×10G或4×25G。
這種方案將高速串行的100GE信號反向復(fù)用為10G或25G低速并行的信號。目前,ITU正在討論承載Multi-lane 100GE的問題,主要有Multi-lane PCS層匯聚再映射到OTN,以及比特透明獨(dú)立映射兩種解決方案。
以上三種映射方案目前正在ITU-T討論,標(biāo)準(zhǔn)都還不成熟。100GE相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將在2010年中完成。對于單波長傳輸,如何定義一個增益滿足要求、又不增加許多開銷的FEC是一個重要問題。目前的焦點在于7% 的開銷還是25% 的開銷。
100G關(guān)鍵器件技術(shù)
業(yè)界初步估計100G關(guān)鍵器件將于2010年左右開始生產(chǎn),于2011/2012年開始規(guī)模商用。100G傳送解決方案所需的關(guān)鍵高速光器件和預(yù)計的成熟時間(規(guī)模商用時間)如表2所示。
其中光模塊和高速DSP影響最大。只有高速光模塊才能實現(xiàn)100Gbps 速率的調(diào)制。DSP則對于相干電接收至關(guān)重要,只有在100G高速率數(shù)字處理技術(shù)取得突破時,才能實現(xiàn)軟判決、相干電接收的復(fù)雜電處理,從而提高接收靈敏度,加大100G 的傳輸距離。
小結(jié)
光通信的最重要特點就是具有幾乎用不盡的帶寬資源。隨著信息社會的發(fā)展,人們對信息服務(wù)的需求量與日俱增。根據(jù)中國電信預(yù)測,在未來5年之內(nèi),帶寬將以每年50%以上的速度增長,到2010年,干線帶寬流量將達(dá)到50Tbps以上。
100Gbps WDM系統(tǒng)是一個重要方向。現(xiàn)在多個制造商都在開發(fā)100GHz WDM產(chǎn)品,其中華為是積極的參與者之一。2008年,華為開發(fā)出了100GE以太網(wǎng)樣機(jī)與100G DWDM樣機(jī)。
PDM-QPSK是目前最主流的調(diào)制技術(shù)。要實現(xiàn)100G WDM系統(tǒng)1000公里以上的傳輸,還需要在FEC方案、相干接收、軟判決等方面為OSNR帶來更大的增益。相干接收需要很強(qiáng)的電處理能力,強(qiáng)大的DSP處理能力是相干接收、超強(qiáng)FEC、高速光接收的重要支撐。100G WDM系統(tǒng)應(yīng)該在2012年左右開始商用,剛開始可能在北美,以后逐步進(jìn)入規(guī)模應(yīng)用。
表1 采用不同碼型的100G系統(tǒng)相關(guān)性能指標(biāo)的對比
表2 100G關(guān)鍵器件規(guī)模商用時間表
非常好我支持^.^
(0) 0%
不好我反對
(0) 0%
相關(guān)閱讀:
- [電子說] 窄帶高清音視頻傳輸技術(shù):解決水利工程遠(yuǎn)程通信難題! 2023-10-12
- [電子說] 華為星閃技術(shù)原理 星閃技術(shù)怎么使用 2023-09-27
- [電子說] ATA-4014功率放大器無線電能傳輸技術(shù)研究中的應(yīng)用 2022-11-28
- [電子說] 華燦光電提供戶外高亮芯滿足客戶對視覺效果苛刻要求 2023-07-31
- [電子說] 蘋果iPhone15電池使用了什么技術(shù)?無線電能傳輸技術(shù)什么原理? 2023-07-24
- [電子說] 一種無線超遠(yuǎn)距離傳輸技術(shù):擴(kuò)頻技術(shù) 2023-07-10
- [電子說] 展會預(yù)告 | AHTE第十六屆上海國際工業(yè)裝配及傳輸技術(shù)展覽會 2023-06-28
- [電子說] 千視應(yīng)用 | SRT互聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)方案成功助力“江西應(yīng)急·2022”綜合演練 2022-07-22
( 發(fā)表人:admin )