摘 要：本文主要介绍当前骨干网光网络技术的现状，并重要对于100G、40G、OTN技术进行分析，最后对下一步光网络技术的发展进行了展望
关键词：100G 40G OTN
近年来，伴随数据业务在全球范围内突飞猛进的发展，业务容量和业务颗粒越来越大，如何高效的承载这种突发的、大容量IP业务成为了当前通信业面临的非常重要的问题。幸运的是，光通信技术的发展持续进步，新技术、新材料、新工艺不断涌现，光网络进入了一个蓬勃发展的阶段，其中，100G、40G、OTN传输技术更是人们关注的热点。
100G蓄势待发
40G WDM刚刚真正步入光通信的舞台，100G 速率的WDM就接锺而来;当人们重新对40G树立信心的时候，100G又走入了我们的视野，100G已经蓄势待发。
2010年，从标准方面来看，相关的IEEE、ITU-T和OIF的100G标准已经基本完成；从需求方面看，100G是必然的发展结果，唯一不定的就是应用时间先后；从发展趋势来看，100G也是必然的发展方向，目前已经成为光网络的热点技术。从技术角度来说，100G需要攻克很多技术难点，因此出现了很多创新技术，用来解决高速通信当中遇到的问题。
相对于40G，100G的OSNR容限要求降低4dB、色度色散容限降低6倍、PMD容限降低2.5倍，非线性效应增强，涉及到方方面面的技术。目前，业界基本一致认为，100G传输需要解决四大关键技术，即100G线路传输技术、100GE接口技术、100GE封装映射技术和100G关键器件技术，其中包括G.709封装和超强FEC技术、调制格式、ODUk交叉技术、系统传输监控与调整技术、色散管理技术、低噪声指数放大技术。因此，100G传输技术一项系统工程。
图1 100G传输关键技术
线路传输技术方面，100G的调制技术目前主要有QPSK和OFDM两种，需要在性能、复杂度、可实现性上取得平衡。无论哪种方案，业界已认识到100G码型必须归一到QPSK上，其中PM-QPSK成为主流方案，优点在于传输线路侧采用25G波特率、传输距离大于1000 km、兼容50GHz信道间隔、电域偏振解复用，成本低于光域接收机、光学结构简单，无需延时线干涉仪或平衡检测色度色散，PMD电域处理容限大，无需光域处理，光级联滤波效应低。缺点在于发射机光学结构复杂、交叉相位调制效应容限低、高速DAC和ASIC芯片复杂 。
客户侧接口方面，100GE客户侧设备的接口为100GBASE-LR4和100GBASE-ER4，采用CFP模块，主流采用10x10GE短距离互联的LAN接口技术，通常是并行的10根光纤或者10个C/DWDM传输100GE业务，传输距离为10km和40km，此方案可以重用现有的10GE器件，比较成熟。目前100G客户侧已经有商用的CFP模块，随着技术的发展，器件商工艺越来越成熟，CFP成品率不断提高。
封装映射技术方面，100GE适配到OTN时，可映射到OTU4中，也可反向复用到OTU2/3之中。根据100GE接口的具体实现形式，存在多条封装映射路径，最主要是100GE串行信号映射到ODU4，其中OTU4的具体速率正在讨论中。
100G关键器件中，光模块和高速DSP影响最大。只有高速光模块才能实现100Gbps 速率的调制。DSP则对于相干电接收至关重要，100G高速率数字处理技术取得突破才能实现软判决、相干电接收的复杂电处理，从而提高接收灵敏度，延长100G 的传输距离。
目前100G技术已非商用瓶颈，产品性价比已成为商用的主要限制因素。虽然目前100G产品性价比并不高，但其最终会达到商用需求，而且我们相信，随着市场整体需求的提高，产品价格会很快下降。
烽火科技作为国内主流的光传输设备供应商，一直坚持自主创新、自主研发的道路，早在2006年就已经对100G进行战略布局。我公司抓住先机力挑重担，先后承担国家973项目“超高速超大容量超长距离光传输基础研究”和国家863项目“100GE光以太网关键技术研究与系统传输试验平台研制”项目，开展了对160×100Gb/s 2000公里的3U光传输系统开展研究，将采用业界最为先进的编码，有更良好的OSNR及DGD容限，更适合长距传输。目前，公司100G设备已经取得里程碑进展，解决了诸多100G的关键技术难题，为后续的产品应用打下了良好的基础。
OTN 剑指未来
随着通信业务容量迅速扩大，特别是数据业务对核心网带宽的拉动，密集波分复用技术已经在国内各运营商省干、本地、城域范围内得到了广泛的应用。纵观国内建设规模来看，80×10G在干线上已经成为主流，40×10G的DWDM系统在城域和本地网中发展迅速。然而，传统的DWDM系统通常被认为只是点到点“线路技术”，在业务的调度与组网技术方面存在着不足。随着上层IP业务的迅速发展，要求底层的传输平台层面具有更多的灵活性和智能性，因此，OTN技术逐渐浮出水面。
OTN技术是在WDM和SDH/MSTP的技术基础上发展起来，结合了WDM大容量传送的同时，引入了SDH/MSTP交叉的概念，引入了类似于SDH/MSTP完善的OAM能力。在光域，OTN可以实现大颗粒的处理，提供对更大颗粒的2.5G、10G、40G、100G业务的透明传送能力，具有WDM系统高速大容量传输的优势；在电层，OTN使用异步的映射和复用，把SDH/SONET的可运营可管理能力应用到WDM系统中，形成了一个以大颗粒宽带业务传送为特征的大容量调度的网络。
OTN继承并拓展了已有传送网的众多优势特征，可以为网络带来很多实际的好处。其主要体现在采用支线路分离的架构，构建大的带宽缓冲池，提高业务使用和交付能力；采用基于ROADM波长调度和电交叉交叉技术，提高业务的灵活调度能力；采用标准的OTN接口，引入了类似于SDH的强大OAD能力；采用多种策略的保护技术相结合，为网络安全提供稳定充分保障。
烽火科技从2002年开始对OTN技术的跟踪和研发，经过几年的努力，目前已经推出了全系列的OTN产品，形成了端到端的解决方案，产品覆盖核心层、骨干层、汇聚层、接入层，其产品系列包括FONST 4000、FONST 3000、FOSNT 2000、FONST 1000等产品。OTN产品目前已经在全国多个运营商市场获得了大量商用，包括一干、二干、本地城域网获得了成熟稳定的应用。
40G 破茧成蝶
40G真正走入了大规模商用的舞台，并且 40G波分的商用时间还将持续，未来仍将稳定增长，尤其是在运营商网络的一级干线上，已经成为了建网的主流技术。
40G的诸多关键技术中，编码调制方式尤为重要，它直接影响系统的色度色散、非线性、信噪比、PMD。从目前来看，编码与调制技术已经基本上走向归一化，基本统一到了以RZ-DQPSK和PDPDK为主，支持厂家最多、商用化程度最高，产业链相对较完善。随着应用的不断增加，40G传输元器件已经成熟并形成相当的供货能力。40G Transponder市场已经有Finisar、Optium、Opnext等多个竞争者；光学元器件目前也已形成多厂商供货的局面；可调色散补偿模块也已经有ofs、TeraXion、Avanex、Civcom等多家供货商；高速电芯片领域也已经有JDSU、CoreOptics、Finisar、Emcore等主流器件厂商的进入，供货能力也将得到明显改善。40G传输系统在关键技术、上下游产业链趋向成熟，传输成本也在迅速接近10G系统，40G传输系统大规模商用的大幕已经拉开。
作为国内主流的40G解决方案提供商，烽火科技充分发挥在光通信系统和器件领域的整合优势，实现器件和芯片的自主化生产，增强自主创新能力，掌握核心技术和专利，40G WDM相继在中国电信、中国联通等网络中获得应用。2010年更是力挑重担，先后承建了中国电信南京-合肥-武汉的80×40G传输工程，中国电信北京-天津80×40G工程。面对工程线路距离长，技术难度大，业务量多的难题，烽火科技采用了一系列的关键技术，包括独有的sDPSK和sRZ-DQPK编码调制技术，结合功率均衡、增益锁定、单通道精确色散补偿技术等核心技术，很好的解决了工程OSNR受限、PMD受限等技术难题，为工程的稳定运行保驾护航。
总结
任何一项技术的发展，都有其固有的规律，光网络技术也不例外。本文中所提到技术有着很好的技术优势，笔者也相信，在不久的将来，这些技术一定会有比较大的发展。但在考虑新技术新产品网络引入的过程中，需要注意引入策略和网络承接性的问题。先进和成熟是一个既对立又统一的概念，在保证技术先进性的基础上，更应看到技术的相对成熟在减少投资风险、控制建设成本力面的重要作用。 
