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灵活栅格WSS在未来光网络的作用

http://www.c114.com.cn ( 2014/8/25 16:18 )

随着光网络的结构越来越灵活多样,具有灵活上下波功能的ROADM作为光网络中的光交换节点设备在光网络中的地位更加重要。商业化的ROADM技术从WB(波长阻隔器)、PLC(平面光集成)、发展到WSS(波长选择开关)阶段。WB和PLC都是基于固定波长和频谱宽度的光器件,需要对网络互连架构做预先设定,限制了网路的灵活性。WSS波长的可重构的特点使它成为目前实现ROADM的主流技术。WSS的实现技术包括:MEMS(微机电系统) 、PLC和液晶技术等。

通道带宽是WSS的一个关键参数,更宽的通道带宽更能保证各通道之间没有码间干扰,更低的通道间隔意味着可以容纳更多的波长数量。ITU-T G.694.1 规定的DWDM 栅格有:12.5GHz、25GHz、50GHz和100GHz。

载波信号占用的频谱宽度与调制信号的符号速率以及调制格式有关,在传输速率在10Gb/s以下速率的时候,50GHz的通道带宽可以满足各种调制码型的需要。C波段可以容纳96波,在很长一段时间也已经可以满足通信容量的要求。

但是近年来随着各种新数据业务不断产生,对通信容量的需求越来越高。在传输速率向40Gb/s、100Gb/s、400Gb/s及更高速率迅速发展。100Gb/s通过采用PMD-QPSK的调制方式,将载波频率降低到50GHz的范围内,仍然可以使用目前50GHz固定通道带宽的WSS和WDM器件,但是在400Gb/s及以上的速率的时候,50GHz的通道带宽已经不能满足要求。因此业内对栅格的宽度有了重新的考虑。

与100Gb/s线路发射端的标准统一为PMD-QPSK的方式不同,400Gb/s调制的实现方式目前有多种选择:1)4×100Gb/s方案,采用四个不同光源作为载波,每个载波都采用100Gb/s的PDM-QPSK调制方式;2)2×200Gb/s方案,采用两个不同光源作为载波,每个载波都采用16QAM方式调制;3)1×400Gb/s方案。这几种方式的区别在于,方案1)最接近于现有的PMD-QPSK,因此它不需要系统电带宽有提高,容易实现;由于每个载波的速率仍然是100Gb/s,因此没有带来OSNR容限的提高;它的缺点就是要占用的频谱带宽增加,四个光载波间隔可为37.5GHz,总共占据150GHz光谱谱宽,无法兼容现有的50GHz。方案2)和3)采用更高阶的调制方式16QAM或者64QAM。好处是,可保持现有的光电器件带宽不变,但是缺点是系统对OSNR容限的要求大幅提高。 显然几种方案在频谱效率和传输距离之间形成了很大的矛盾。

然而事情的转机是,QPSK本质上其实也是QAM调制。不同在于,QAM是在QPSK单纯进行相位调制的基础上也进行了幅度调制,如16QAM采用四电平的方式代表两个码元。并且接收端都基于相干接收和DSP的方式实现。因此有可能基于同样的硬件,通过软件控制实现不同格式的的100Gb/s和400Gb/s调制解调。在此情况下,不同调制格式的频偏宽度不同的问题就显现出来。因此,可以灵活调节频谱带宽的灵活栅格WSS就被提出了需求。

从另一方面讲,光网络的灵活性一直是光通信行业的一个发展方向。业内早就提出了ASON的概念,但是由于光传输层与电交换层相对独立,难以实现根据业务动态控制网络。近年来SDN概念的提出在电信界也掀起了不小的波澜,SDN搭起了应用与网络路由之间的桥梁,光传输层的OSDN也受到极大关注。作为可以灵活调整通道带宽的基础器件,灵活栅格WSS的重要性可想而知。

总的来讲,灵活栅格WSS将会在支持更高调制速率、支持更多网络通道数、提高网络灵活性等方面发挥巨大的作用。

光迅科技基于自由空间光和MEMS技术的1×9 WSS模块支持100GHz和50GHz波长通道间隔,可以实现多维度的ROADM功能,灵活栅格的WSS也在研发过程中。

作者:光迅科技 曹丽 江毅   来源:C114中国通信网

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本文关键字: 光网络4, 网络8, ITU1, WDM1, DSP1, 光通信1, ASON1, 光传输2, SDN2, 电信1, 光迅科技1

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