400G/2T高速光傳輸技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展探討

盛利

【摘要】 隨著時代的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進步，互聯(lián)網(wǎng)使用的數(shù)量也在隨著時間的推移而不斷增加，互聯(lián)網(wǎng)的試劑種類以及寬帶的業(yè)務(wù)也在不斷發(fā)對于人們的生活以及社會經(jīng)濟的發(fā)展都帶來了不小的影響。文章研究分析400G/2T高速光傳輸技術(shù)應(yīng)用，將其最主要的一些特點進行了簡要的闡述，接著指出了它的一些具體的實際應(yīng)用，最后對400G/2T高速光傳播技術(shù)當(dāng)前所面臨的一些問題以及未來發(fā)展的方向進行了分析。

【關(guān)鍵詞】 400G/2T 高速 光傳輸 技術(shù) 應(yīng)用發(fā)展

一、前言

在一代一路等政策的帶動之下，我國互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)在不斷發(fā)展和前進，伴隨著智能化手機的出現(xiàn)，有線接入和無線接入寬帶的數(shù)量也在不斷增加。光纖骨干傳輸網(wǎng)的發(fā)展趨勢是超高速以及超大容量的特點，光通信系統(tǒng)傳輸速率也逐漸普及到400G，從而可以達到人們的日常使用標(biāo)準(zhǔn)。400G成為ITU、IEEE和OIF三大國際標(biāo)準(zhǔn)組織指定高速傳輸標(biāo)準(zhǔn)的典型速率，400G的高速光傳輸技術(shù)目前是人們所重點研究的內(nèi)容。

二、400G/2T高速光傳輸技術(shù)特點

在信息化爆炸的時代，互聯(lián)網(wǎng)的使用逐漸頻繁，同時在2014年左右開始，貸款評估網(wǎng)絡(luò)工作組的成立對于寬帶的要求更加提升，并做好端口速率的全面分析，對于目前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的一些高性能計算機設(shè)備，就需要保證業(yè)務(wù)的實際水平與需求，在保證網(wǎng)絡(luò)流量的發(fā)展同時，也要保證網(wǎng)絡(luò)相關(guān)流量的提升。對于2013年路由器線卡的相關(guān)容量需求中，400Gb/s的速度將會成為主流的趨勢，但是對于一些比較重要的網(wǎng)絡(luò)線路而言，傳播的速度將會達到400G/2T的要求。[1]

三、主要技術(shù)方案

頻譜效率與傳輸距離是一對矛盾體，采用高階調(diào)制技術(shù)可以有效提高

400Gbit/s系統(tǒng)的頻譜效率，但由于受到相位噪聲的影響，系統(tǒng)的傳輸距離受到一定的限制，不能滿足長距離傳輸?shù)男枨?。因此?00G時代，系統(tǒng)調(diào)制格式將更加靈活，不同調(diào)制格式將適應(yīng)不同的應(yīng)用場景。同時，400Gbit/s系統(tǒng)有望采用更高的波特率以減少調(diào)制階數(shù)，并采用多載波技術(shù)來提高頻譜效率。未來400Gbit/s系統(tǒng)可能會根據(jù)應(yīng)用場景的不同，分別采用四載波、雙載波或單載波的實現(xiàn)方案。

四載波采用的構(gòu)建系統(tǒng)一般是100GPDM-QPSK的類型，最主要的特點是這種方案已規(guī)模應(yīng)用，同時技術(shù)水平已經(jīng)達到一定標(biāo)準(zhǔn)，成本收費較低，距離比較長；雙載波采用的構(gòu)建系統(tǒng)一般是200GPDM-16QAM，最主要的特點雜魚頻譜效率提升較高（165%）、目前適用的范圍較廣，對于一些中距離的線路運輸比較合適，部分長距離的運輸也可以采用此種方式；單載波采用的構(gòu)建系統(tǒng)一般都是400GPDM-32QAM，最主要的特點也是頻譜效率提升高（300%），同時系統(tǒng)的集成強度較大，但是由于香農(nóng)定律對其產(chǎn)生的影響，所以在使用的過程中距離不宜過大。[2]

不同的技術(shù)方案適用于不同的場景，在使用EDFA加上普通G.652光纖的情況下，雙載波200G16QAM是中短距（城域）很好的解決方案，雙載波200GQPSK是中長距（干線）很好解決方案。4×100Gbit/s本質(zhì)上就是100Gbit/s技術(shù)，具有和100Gbit/s等同的傳輸距離，適合超長距離傳輸。單載波400Gbit/s16QAM傳輸能力弱，應(yīng)用局限于城域單跨中。更高階的調(diào)制例如32QAM和64QAM傳輸距離更為有限，只能在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部使用。另外，當(dāng)使用易維易用，高安全性的高性能集成拉曼放大器以及新型超低損耗大有效面積光纖時，400Gbit/s的傳輸距離會得到明顯改善，有望提高1倍以上。下表列出了各種當(dāng)前400Gbit/s的實現(xiàn)方案和對應(yīng)的應(yīng)用場景，比較理想的400Gbit/s設(shè)備應(yīng)該可以實現(xiàn)動態(tài)靈活的在各種方案之間切換，用單一的設(shè)備滿足不同的應(yīng)用需求。

四、2T技術(shù)方案的應(yīng)用

2T在應(yīng)用到實際的網(wǎng)絡(luò)過程中，主要將400G系統(tǒng)與其進行有機結(jié)合，將SE=4的頻譜效率應(yīng)用到實際生產(chǎn)，從而保證容量的需求達到標(biāo)準(zhǔn)，在傳輸?shù)木嚯x的逐漸減少的基礎(chǔ)之上，在長距離的傳輸過程中，要保證成本和資金逐漸減少，對于一些長距離的傳輸內(nèi)容，要根據(jù)具體的實際配置，不斷完善格式的發(fā)展，將相對較低的SE結(jié)合傳輸?shù)膶嶋H過程，對于一些配置較高的的傳輸過程，最終將SE技術(shù)得以全面實現(xiàn)。

在2T的系統(tǒng)之中，F(xiàn)lex…Transceiver是最為基礎(chǔ)的一項技術(shù)和功能，配置頻譜效率進行調(diào)配與使用的過程中，需要按照不同的網(wǎng)絡(luò)類型以及不同的傳輸距離，從而實現(xiàn)2T傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，使用多個載波相互聚合的模式，同時也要保證DWDM系統(tǒng)在此過程中可以較好的運行實現(xiàn)，F(xiàn)lex…ROADM在目前而言是一種全新的方式和技術(shù)，可以對傳輸?shù)木嚯x進行較好的控制，從而完成上千公里的實際傳輸。[3]

Flex…Transceive這一項技術(shù)的基本原理，其中最為關(guān)鍵的技術(shù)就是發(fā)射和接受的一致性處理，在此基礎(chǔ)之上，完成對DSP的綜合處理，同時利用軟件和硬件對其進行操控和管理，在此過程中把所有的調(diào)節(jié)碼統(tǒng)一管理，在頻譜效率以及傳輸距離實現(xiàn)的過程中運用多種場景和各種配置。

高頻譜效率在實際的使用和管理過程中，多種電域情況是必須要納入考慮的范圍的，尤其是在一些較長距離的傳輸過程中，要嚴(yán)格控制好電域的特點，實現(xiàn)綜合調(diào)控的目標(biāo)，將電域的后期調(diào)試與之較好的結(jié)合。同時對于Flex…Transceive而言，最大的優(yōu)勢就在于有較強的靈活性和移動性，在對載波和相關(guān)子載波進行全面控制的實際過程中，可以實現(xiàn)相關(guān)功能的較好控制，綜合對載波的數(shù)量進行管理和控制。在實際的恢復(fù)和管理的過程之中，可以對多個符號進行調(diào)節(jié)和把控，同時將調(diào)制和監(jiān)控做到全覆蓋。動態(tài)星座圖映射的應(yīng)用就是一個很好的例子，但是在實際的管理過程中，要將信道預(yù)失真補償放在重點考慮的位置，并對調(diào)制器帶寬進行預(yù)補償，全方位保證傳輸?shù)膶嶋H功能和性能，最終實現(xiàn)高速光傳輸?shù)哪繕?biāo)。[4]

五、結(jié)束語

隨著運營商越來越多的云數(shù)據(jù)中心基地的建成投產(chǎn)，通過基地間建立IDC高速互聯(lián)平面，依托聯(lián)通骨干傳輸系統(tǒng)，建立基地間高速大帶寬互聯(lián)平面，實現(xiàn)云數(shù)據(jù)基地高速互聯(lián)，成為一種新的發(fā)展趨勢?；ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用在隨著時間的推移而不斷增加，高速寬帶業(yè)務(wù)對于人們的生活以及社會經(jīng)濟的發(fā)展都帶來了不小的影響。因此，400G/2T高速光傳輸技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)是主流的趨向，需要我們對其進行進一步的研究。

參 考 文 獻

[1]張新全，程容，楊奇.1Tb/s高速光傳輸技術(shù)研究[J].光通術(shù)，2015（5）：1-4

[2]王迎春.面向下一代的超100G長距離傳輸技術(shù)[J].郵電，2016（4）：5-8

[3]張銀水.高速帶寬光傳輸技術(shù)發(fā)展分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（11）：33

[4]湯瑞，賴俊森，趙文玉，張海懿.400Gbit/s傳輸性能研究與應(yīng)用分析[J].光通信研究.2015（5）：1-3，63endprint