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400G光传输技术逐步走向成熟

2016-03-03  来源:中国信息产业网-人民邮电报  作者:武烽

随着互联网、云计算、LTE以及物联网的飞速发展,客户业务需求不断变化,数据流量不断攀升。面对网络流量的爆发性持续增长,IEEE预测到2016年,网络流量将增加10倍,到2020年网络流量将增加100倍。去年以来,“互联网 ”行动计划的出台,对网络的带宽、业务快速提供、网络灵活性等方面都提出了更高的需求。作为流量承载主体的光传输网,为满足客户新的需求,只有提升网络容量,增加网络灵活性,才能适应技术的演进发展潮流。也正因为如此,在100G刚刚迈入黄金发展期之时,400G技术曙光已经初现。

400G标准稳步推进

从2010年ITU-T SG15出现第一篇OTU5(400G)文稿以来,400G/1T技术演进和标准化引起了业界广泛关注。IEEE侧重客户和线路侧光接口的定义,其对400G或者1T以太网速率选择直接决定OTN未来的研究走向,目前偏向选择400G速率;而OIF关注的方向包括DWDM传输层、以太网客户侧、OTN和光交换、网络管理、控制平面等;ITU-T目前主要进行400G/1T OTN架构、帧结构和复用映射等方面的技术标准研究,其OTU固定颗粒和灵活颗粒是目前讨论的热点,2012年启动B100G项目,拉开了400G/1T研究的序幕;CCSA在2012年完成了《400G/400GE承载和传输技术研究》报告,正式启动了国内400G技术的标准研究。根据IEEE 2014年5月研讨会议的结论,计划标准草案D1.0在2015年1月~2月推出,但由于草案中关于SMF的具体光接口技术方案目前争议较大,同时影响其他参数选择,存在NRZ、PAM4、DMT(仅限定在10km)等多种制式,标准没有按期推出。尽管如此,纵观整个行业动态,400G标准化工作仍在稳步推进中。

400G技术走向成熟

在400G时代,网络调制格式将更加灵活,目前业界纷纷推出了BPSK/QPSK/8QAM/16QAM等调制模式灵活适配的400G设备,不同调制模式可以适应不同的应用场景。同时,400G有望采用更高的波特率以减少调制阶数,同时单载波速率不会无止境提高,超100G时代将更多地采用多载波提高频谱效率,未来超100G可能会根据应用场景,采用N×100G或N×200G的组合。

目前业界的400G系统主要有三种实现方案:一、通过四载波的100GPDM-QPSK方式构建400G系统。这种方案的优点是:100G技术已规模商用,技术成熟、成本低、跨距长;二、通过双载波的200G PDM-16QAM方式构建400G系统。这种方案的优点是:频谱效率提升165%以上,系统集成度较高、体积小、功耗低;三、通过单载波的400G PDM-32QAM方式构建400G系统。这种方案的优点是:频谱效率提升300%以上,系统集成度高。

在上述三种方案中,单载波方案频谱效率最高,看似是最好的解决方案,但是由于香农定律的限制,其技术实现难度大、成本高、跨距短(<200km),如果没有大的技术突破,在长途传输中的应用前景并不乐观。而前两种方案根据不同的运用场景,综合考量容量与传输距离的均衡,已经可以广泛开展测试和试点应用。

关键词:LTE OIF 调制格式 PEOTN SMF 400G