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高速40Gbit/s DWDM的发展

http://www.c114.net ( 2008/10/10 13:54 )

随着业务的近一步发展,特别是数据业务对骨干网带宽的拉动, 高速WDM技术慢慢的走入了我们的视野,从2.5G 、10G的普遍商用,到高速40G  WDM迅速发展,预示着传送网正在跨入了一下新的纪元。人们已经从当初“该不该发展40Gbit/s DWDM技术”的疑惑中走出来,越来越多的设备供应商以及网络运营商投入到高速率DWDM系统的研究和建设中。

诚然,技术的进步总是伴随都会一些新的障碍,在高速40G WDM的发展过程中,也同样提出了很多新的问题。那些在低速短距离传输可以忽略的因素又开始显现,而且问题越来越棘手,例如PMD(Polarization Mode Dispersion,偏振模色散)、OSNR( Optical Signal to Noise Ratio,光信噪比)容限、CD(Chromatic dispersion,色度色散)色散等都成为40G发展的非常重要的技术难题。而选择不同的编码方式,会使系统的色度色散、非线性、信噪比、PMD都有不同的表现。因此在应用中编码方式的选择显得尤为重要。

1.编码与调制

传统的WDM应用都是NRZ( non-return-to-zero,非归零调制 ) 编码方式,目前已经得到广泛的商用,NRZ编码以其实现简单、技术成熟、成本低廉的特点受到了普遍的欢迎,在2.5G、10G系统里尤其如此,而且在实际的工程中也基本上满足了应用的需求。然而,速率如果上升到40G是不是NRZ还适合?是不是有新的编码方式更适合?高速40G WDM的发展又提出了新的挑战。

可喜的是,技术进步始终没有停止,一批批新的编码与调制技术不断涌现,来解决传送过程中遇到的问题,包括ODB (Optical Duobinary,光双二进制码调制)、CS-RZ(Carrier suppressed  RZ  Modulation,载波抑制归零调制)、DPSK(Differential Phase Shift Keying Modulation,差分移相键控调制格式)、RZ-DPSK、DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying Modulation,差分正交相移键控调制格式)等。各种编码有其不同的特点,有着不同的应用场景,如图1所示。例如,ODB编码方式有较好色散容忍性能,较低的成本,但非线性和信噪比容忍性能却明显不足,而RZ-DPSK编码方式具有较好的信噪比容限和非线性容限,但目前成本相对较高。
                                                                                      

图1:编码与调制

诚然,没有哪一种技术或码型具有绝对的优势,在具体的应用当中,需要关注各个方面指标的性能,包括OSNR、成本、PMD、波长间隔、非线性抵抗能力、CD色散容限、等进行综合考虑,没有最好地编码方式,只有更适合的编码方式。
在40G长距离传输系统中,合适的编码方式可以提高系统的容忍能力,降低对系统的性能要求,但对于长距离40G传输系统来说, OSNR劣化仍是其不得不面对的技术难题。

2.OSNR的挑战

OSNR是光层一个非常重要的指标,特别对于近似模拟系统的波分来讲,OSNR很大程度上决定了信号的传输质量。高速40G WDM也不例外,OSNR指标同样对其有着致关重要的影响。相对来说,40G 速率更高,接收机带宽是10G系统的4倍,理念上要求40G比10G有6dB OSNR的余量。以普遍商用的10G WDM系统为例,当采用NRZ编码方式下,国标中要求10G速率的WDM系统采用SFEC(Super Forward Error Correction,超强前向纠错)时,OSNR大于等于18 dB,意味着在40G WDM 系统中,当采用SFEC情况下,至少要求达到24 dB的OSNR。显然,在网络中要达到如何高的OSNR要求是比较困难的,特别对于普遍建设的一干系统来讲,很多长距离、大跨段10G WDM的OSNR已经在18-20 dB 左右。40G WDM如何大规模的组网应用成为一个非常重要的难题。烽火科技早在2003年就开展了相关的研究,通过几年的努力,在大量仿真实验以及工程经验的基础上,目前主要有通过引入新的编码与调制格式来降低系统的OSNR容限,采用低噪声放大器提高系统的OSNR等。
另外,WDM传输系统除了要考量OSNR值,还要考虑系统色散,在40G高速率传输系统中,由于色散容限的降低,使得色散成为制约40G WDM系统长距离传输的重要因素。

作者: 张宾 胡庚强   来源:网络电信
本文关键字: 骨干网1, WDM13, 5G2, DWDM2, 网络2, 运营商1, 放大器1

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