專題：?jiǎn)尾ㄩL(zhǎng)太比特以上超高速光通信系統(tǒng)技術(shù)與器件

當(dāng)前光網(wǎng)絡(luò)正處于高速發(fā)展之中，據(jù)預(yù)測(cè)未來(lái)10年乃至更長(zhǎng)時(shí)間，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)的發(fā)展將使骨干網(wǎng)業(yè)務(wù)量繼續(xù)保持30%以上的增長(zhǎng)率，光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展速度應(yīng)該匹配或適當(dāng)超過(guò)業(yè)務(wù)的發(fā)展速度。目前光網(wǎng)絡(luò)的主要發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在：

（1）超高速光傳輸技術(shù)。目前商用單波長(zhǎng)WDM 系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到100 Gbit/s，下一步的發(fā)展將會(huì)是單波長(zhǎng)400 Gbit/s以及1 Tbit/s的系統(tǒng)，更復(fù)雜的調(diào)制技術(shù)將是最重要的選項(xiàng)。在100G WDM 技術(shù)中，我們已經(jīng)采用偏振調(diào)制+QPSK 四相位調(diào)制，而在超100 Gbit/s系統(tǒng)中將需要采用諸如16QAM、32QAM、OFDM、Nyquist-WDM等更復(fù)雜的調(diào)制技術(shù)，從而可以用較低的波特率實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)母弑忍芈省?/p>

（2）新型光纖技術(shù)。光纖發(fā)展將沿著兩個(gè)方向，一個(gè)是更低損耗的光纖，一個(gè)是新型光纖的發(fā)展。目前低衰耗（LL）光纖和超低損耗（ULL）光纖的損耗系數(shù)大約是0.18 dB/km和0.17 dB/km。新型光纖的發(fā)展思路包括少模光纖（FMF）、多芯光纖（MCF）以及兩種技術(shù)的結(jié)合等，以便進(jìn)一步提升容量。

（3）全光組網(wǎng)技術(shù)。新型光纖和新的長(zhǎng)距離無(wú)電中繼傳輸系統(tǒng)的部署，有望將全光傳輸距離延長(zhǎng)到2 000 km以上，從而帶來(lái)可重構(gòu)型分插復(fù)用器（ROADM） 和光交叉連接（OXC） 組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。ROADM的主要優(yōu)點(diǎn)包括消除電設(shè)備導(dǎo)致的帶寬瓶頸、提高電路的指配速度、降低建網(wǎng)費(fèi)用和運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本、節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能耗等。

（4）光網(wǎng)絡(luò)與IP的協(xié)同組網(wǎng)技術(shù)。目前光網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)是分別組網(wǎng)的，各自采用不同的保護(hù)策略。將來(lái)有可能采用協(xié)調(diào)的保護(hù)策略，以提高效率、提高資源利用率。

業(yè)務(wù)發(fā)展帶來(lái)的帶寬需求越來(lái)越大，而光網(wǎng)絡(luò)也是沿著大顆粒、智能化的方向發(fā)展。光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展涉及器件、光纖、系統(tǒng)和組網(wǎng)策略等一系列問(wèn)題。最近幾年，光網(wǎng)絡(luò)在器件、光纖方面都有最新的發(fā)展，這些發(fā)展將很大程度上提高光網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)能力。而新型低損耗光纖的發(fā)展將大大延長(zhǎng)全光傳輸?shù)木嚯x，為端到端全光通信打下良好的基礎(chǔ)。

本期專題將試圖從器件、光纖、ROADM 光子網(wǎng)系統(tǒng)、光通信系統(tǒng)和組網(wǎng)策略等幾方面去探討超高速光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，以期給讀者一個(gè)全面的了解。

張成良

2013年3月20日