华为密谋40G商用 7年前开始预研
发布时间：2008-11-05 08:45:46 热度：1316
2008/10/05,华为从7年前就开始预研40G，从3年前开始投入100G研发。从40G技术演进上来说，华为全面的波分系统产品已经让华为在40G理念上取得领先。
在全球电信业向高宽带业务时代演进的背景下，华为一方面在紧锣密鼓推动40G的商用，一方面在不断推动100G产品化进程。
在国内，华为已参与到中国电信上海—无锡段及中国联通北京—天津—济南、济南—石家庄—郑州40G传输网络的建设。此外，华为还承建了Neuf、Telefonica等几十个40G商用局。在100G方面，华为不久前宣布其已成功研制出100GE样机。此前，华为还宣布研制出100G波分样机，从而同时掌握100GE和100G传输技术。
目前，欧美、日本的大部分主流运营商均已开始规划和建设40G长途骨干网和城域骨干网，其中AT&T、NTT、TransTelecom、Telefonica、Verizon等运营商已经建设了一定规模的40G网络。而据华为人士介绍，目前正在建设40G网络的运营商，基本上都要求现有网络和设备未来可以支持100G。
“未来五年，固网运营商的宽带将翻三番，移动运营商的带宽将每年增长150%，现在，在武汉、南京这样的网络节点，每个运营商的网络节点容量都超过了10T。因此，这些地方，100G技术会首先被使用。”华为传送网产品线副总裁祁峰表示。
如果说几年前，光传输的的努力方向是做大容量、降低比特成本，而现在的系统设计不仅要求降低比特成本，还要降低运营成本。
而在10G波分系统已广泛部署的情况下，祁峰认为，一个低成本的传输网络演进方案应能够实现从10G到40G、直至100G的网络平滑演进，同时，实现2000公里的长距离无电中继传输。而要达到这一目标，100G还必须解决一系列技术问题和产业链问题。
首先，如何提高信噪比、降低非线性效应，这是100G在高速信号传输下首先要解决的问题。其次，100G还需解决在老光纤上实现长距离传输的问题。“运营商不可能为100G建设重新铺设光纤。”祁峰表示。
祁峰分析说，对于运营商来说，最重要的资源并不是两端的光网络设备，而是中间的光放站点、机房、线路资源，他们并不希望频繁改造这些资源。因此，实际工程中，100G的系统设计、站间距离、跨段必须与现有10G一致，才能把原有资源利用起来。“这是从100G从样机走到商用机，最需要攻关的问题。”祁峰强调说。
目前，华为等厂商的100G测试方案基本上采用在原型机上的离线系统方案，只是在实验室里证明2000公里的技术可行性。器件的规模供应，设备的低成本、小型化、易安装性与易维护性等一系列问题还都需要解决。祁峰还提到，在40G的技术研究过程中，复杂调制技术、大PMD容限、精确色散补偿、高OSNR灵敏度、提高光纤非线性效应等方面获得突破，这些技术可以被100G借用，从而加快100G技术的成熟。
据祁峰判断，2009年底，将可以看到100G商用机的雏形。2010年，100GE标准将成型，其OTN标准也随后推出。“业界一个核心技术的孵化需要7、8年，华为的40G从7年前就开始预研。现在100G虽然不成熟，但是已经是一个3年前投入的产品了。”祁峰说。
当然，100G商用并不完全取决于技术成熟，很多时候还得看客户的业务发展需要。由于IP业务成指数增长，从需要40G到需要100G的时间大大缩短。客户需求明确后，下游设备商、器件商自然会加大投入，从而驱动100G商用。
在祁峰看来，如果把未来的传送网比作一条超宽带信息高速公路，那么40G、100G这种大容量传输技术主要解决路宽问题;OTN等技术相当于调度立交桥，解决资源盘活与灵活调度问题、ASON等则实现对网络的故障恢复、统一控制与管理，相当于调度系统。“从单点技术来，各厂商差不多;从整个网络的理念来说，华为更全面。”祁峰表示。
链接 40G成熟方案必备要素
在40G成功开始商用与之后，业内已经推出了多项40G解决方案，综合来说，成熟的40G解决方案需要具备以下技术特点。
支持多种码型，应用不同网络场景
可用于40GDWDM设备的编码有NRZ、ODB、sDPSK、RZ-DQPSK、PM-QPSK等多种，各种码型可以根据40G应用的不同网络环境而选择，一般来说，设备商可支持的编码技术并不完全相同，但是，无论是哪些码型组合，设备商的40G都得保证，支持不同编码方式的混合传送和同一套系统中多种编码方式波道稳定运行。
超长距离的传输功能
40GDWDM系统相对于10GDWDM来说在信噪比、非线性的方面都有较高的要求，为了满足40G的长距离传输要求，设备商多采用拉曼放大器等光电器件可以引入较小的自发辐射噪声和非线性，以便增加传输距离。华为、上海贝尔阿尔卡特、北电都在各种超长距离的40G传输试验中表现不俗。
前向纠错技术
FEC(前向纠错)技术是通过在光信号外增加额外的编码信号，用来探测、隔离和纠正传输过程中产生的任何错误信息。采用FEC技术，可以改善系统传输误码率，补偿链路的性能下降，延长光链路的传输距离。另一方面，可缓解对光器件技术指标的严格要求和放松光器件的制造条件，从而可提高产量和降低生产成本。在40Gbit/s系统中采用FEC技术，FEC编码对ASIC设计要求更高，实施起来更复杂，这种采用电子电路的复杂性来换取光功率预算的增加，是延长光电再生距离一个有效手段。
40G全部采用波长可调型OTU，以方便工程开通维护
40G速率OTU全部采用C波段可调谐，支持96波全波可调，方便后期工程的开通和维护，并为后期光层调度，ROADM的引入提供技术保障。
40GOTU兼容单板设计，方便后期网络改造和维护
40G速率OTU单板全部采用兼容性设计，不同调制码型单板兼容，改变编码方式只需更换相应的光电转换部分，如此设计可以方便以后网络的改造和维护更换。
完善40G/10G混传技术和经验
40G需要支持40G/10G混传技术，可在现有符合条件的10G传输系统上直接插40GOTU来传送40G业务，从而减少网络的重复建设。目前，很多公司的40G/10G混传技术已在某些40G测试中得到了充分的网络运营验证。
40G系统的精确色散补偿技术
色散补偿是40G方案成型的重点，40G系统需要对于色散留有充足的可控余量，可适应网络工程中的色散变化，以保证系统的稳定可靠。以烽火40G为例，该公司采用两级色散补偿的方式，传统DCM补偿粗补偿和TDCM(可调色散补偿器)精确补偿相结合的方式。
大容量业务接入、灵活业务调度
考虑到运营商紧张的机房空间和日益增长的到业务容量，40G波分设备需要提供更大的业务接入能力。以烽火40G方案为例，烽火通信40GDWDM设备最大可实现3.84T的业务接入，支持光层的ROADM调度，可提供WB、PLC、WSS三种模块，最大可实现8个方向的波长调度，实现光层的灵活调度，为最终实现MESH网打下坚实基础。(于尚民)
来源：通信产业报
在全球电信业向高宽带业务时代演进的背景下，华为一方面在紧锣密鼓推动40G的商用，一方面在不断推动100G产品化进程。
在国内，华为已参与到中国电信上海—无锡段及中国联通北京—天津—济南、济南—石家庄—郑州40G传输网络的建设。此外，华为还承建了Neuf、Telefonica等几十个40G商用局。在100G方面，华为不久前宣布其已成功研制出100GE样机。此前，华为还宣布研制出100G波分样机，从而同时掌握100GE和100G传输技术。
目前，欧美、日本的大部分主流运营商均已开始规划和建设40G长途骨干网和城域骨干网，其中AT&T、NTT、TransTelecom、Telefonica、Verizon等运营商已经建设了一定规模的40G网络。而据华为人士介绍，目前正在建设40G网络的运营商，基本上都要求现有网络和设备未来可以支持100G。
“未来五年，固网运营商的宽带将翻三番，移动运营商的带宽将每年增长150%，现在，在武汉、南京这样的网络节点，每个运营商的网络节点容量都超过了10T。因此，这些地方，100G技术会首先被使用。”华为传送网产品线副总裁祁峰表示。
如果说几年前，光传输的的努力方向是做大容量、降低比特成本，而现在的系统设计不仅要求降低比特成本，还要降低运营成本。
而在10G波分系统已广泛部署的情况下，祁峰认为，一个低成本的传输网络演进方案应能够实现从10G到40G、直至100G的网络平滑演进，同时，实现2000公里的长距离无电中继传输。而要达到这一目标，100G还必须解决一系列技术问题和产业链问题。
首先，如何提高信噪比、降低非线性效应，这是100G在高速信号传输下首先要解决的问题。其次，100G还需解决在老光纤上实现长距离传输的问题。“运营商不可能为100G建设重新铺设光纤。”祁峰表示。
祁峰分析说，对于运营商来说，最重要的资源并不是两端的光网络设备，而是中间的光放站点、机房、线路资源，他们并不希望频繁改造这些资源。因此，实际工程中，100G的系统设计、站间距离、跨段必须与现有10G一致，才能把原有资源利用起来。“这是从100G从样机走到商用机，最需要攻关的问题。”祁峰强调说。
目前，华为等厂商的100G测试方案基本上采用在原型机上的离线系统方案，只是在实验室里证明2000公里的技术可行性。器件的规模供应，设备的低成本、小型化、易安装性与易维护性等一系列问题还都需要解决。祁峰还提到，在40G的技术研究过程中，复杂调制技术、大PMD容限、精确色散补偿、高OSNR灵敏度、提高光纤非线性效应等方面获得突破，这些技术可以被100G借用，从而加快100G技术的成熟。
据祁峰判断，2009年底，将可以看到100G商用机的雏形。2010年，100GE标准将成型，其OTN标准也随后推出。“业界一个核心技术的孵化需要7、8年，华为的40G从7年前就开始预研。现在100G虽然不成熟，但是已经是一个3年前投入的产品了。”祁峰说。
当然，100G商用并不完全取决于技术成熟，很多时候还得看客户的业务发展需要。由于IP业务成指数增长，从需要40G到需要100G的时间大大缩短。客户需求明确后，下游设备商、器件商自然会加大投入，从而驱动100G商用。
在祁峰看来，如果把未来的传送网比作一条超宽带信息高速公路，那么40G、100G这种大容量传输技术主要解决路宽问题;OTN等技术相当于调度立交桥，解决资源盘活与灵活调度问题、ASON等则实现对网络的故障恢复、统一控制与管理，相当于调度系统。“从单点技术来，各厂商差不多;从整个网络的理念来说，华为更全面。”祁峰表示。
链接 40G成熟方案必备要素
在40G成功开始商用与之后，业内已经推出了多项40G解决方案，综合来说，成熟的40G解决方案需要具备以下技术特点。
支持多种码型，应用不同网络场景
可用于40GDWDM设备的编码有NRZ、ODB、sDPSK、RZ-DQPSK、PM-QPSK等多种，各种码型可以根据40G应用的不同网络环境而选择，一般来说，设备商可支持的编码技术并不完全相同，但是，无论是哪些码型组合，设备商的40G都得保证，支持不同编码方式的混合传送和同一套系统中多种编码方式波道稳定运行。
超长距离的传输功能
40GDWDM系统相对于10GDWDM来说在信噪比、非线性的方面都有较高的要求，为了满足40G的长距离传输要求，设备商多采用拉曼放大器等光电器件可以引入较小的自发辐射噪声和非线性，以便增加传输距离。华为、上海贝尔阿尔卡特、北电都在各种超长距离的40G传输试验中表现不俗。
前向纠错技术
FEC(前向纠错)技术是通过在光信号外增加额外的编码信号，用来探测、隔离和纠正传输过程中产生的任何错误信息。采用FEC技术，可以改善系统传输误码率，补偿链路的性能下降，延长光链路的传输距离。另一方面，可缓解对光器件技术指标的严格要求和放松光器件的制造条件，从而可提高产量和降低生产成本。在40Gbit/s系统中采用FEC技术，FEC编码对ASIC设计要求更高，实施起来更复杂，这种采用电子电路的复杂性来换取光功率预算的增加，是延长光电再生距离一个有效手段。
40G全部采用波长可调型OTU，以方便工程开通维护
40G速率OTU全部采用C波段可调谐，支持96波全波可调，方便后期工程的开通和维护，并为后期光层调度，ROADM的引入提供技术保障。
40GOTU兼容单板设计，方便后期网络改造和维护
40G速率OTU单板全部采用兼容性设计，不同调制码型单板兼容，改变编码方式只需更换相应的光电转换部分，如此设计可以方便以后网络的改造和维护更换。
完善40G/10G混传技术和经验
40G需要支持40G/10G混传技术，可在现有符合条件的10G传输系统上直接插40GOTU来传送40G业务，从而减少网络的重复建设。目前，很多公司的40G/10G混传技术已在某些40G测试中得到了充分的网络运营验证。
40G系统的精确色散补偿技术
色散补偿是40G方案成型的重点，40G系统需要对于色散留有充足的可控余量，可适应网络工程中的色散变化，以保证系统的稳定可靠。以烽火40G为例，该公司采用两级色散补偿的方式，传统DCM补偿粗补偿和TDCM(可调色散补偿器)精确补偿相结合的方式。
大容量业务接入、灵活业务调度
考虑到运营商紧张的机房空间和日益增长的到业务容量，40G波分设备需要提供更大的业务接入能力。以烽火40G方案为例，烽火通信40GDWDM设备最大可实现3.84T的业务接入，支持光层的ROADM调度，可提供WB、PLC、WSS三种模块，最大可实现8个方向的波长调度，实现光层的灵活调度，为最终实现MESH网打下坚实基础。(于尚民)
来源：通信产业报
