烽火通信：100G技术将持续十年，开创传送大场面
发布时间：2013-05-08 14:32:17 热度：1878
5/8/2013,随着社会信息化进程的不断推进，以视频点播、P2P、IPTV等视频业务以及3G、LTE、云计算和物联网等新兴应用对带宽需求剧增。据预测，未来5年的干线流量的GAGR超过80%，5年后干线网络带宽需求将是当前的10～15倍。当前的10G和40G WDM光传输系统无法满足高速增长的传输容量需求，100G应运而生。
不同于以往的2.5G/10G/40G波分传输系统，100G光传输在实现上伴随着一系列重大变革，包括偏振复用相位调制技术、基于数字信号处理的数字相干接收技术和基于软判决的第三代超强纠错编码技术等。100G光传输采用数字相干接收机通过相位分集和偏振态分集将光信号的所有光学属性映射到电域，利用成熟的数字信号处理技术在电域实现了偏振解复用、信道损伤（CD、PMD、非线性效应）均衡补偿、时序恢复、载波相位估计、符号估计和线性解码。
数字相干接收技术使得光传输系统具有足够的色散容限和偏振模容限，无需考虑线路传输上的色度色散和偏振模色散的影响，这给网络建设和运维带来一系列好处，主要包括：
①简化了传输线路上的光学色散补偿和偏振解复用设计，线路设计更简单；
②消除了低PMD光纤的依赖，适用于各种规格的传输光纤，方便光纤线路速率升级；
③消除了传输线路DCF光纤非线性效应的影响，减少了线路放大器的数量和ASE噪声的影响，降低了线路成本，提升了系统长距传输能力；
④减小了线路传输时延，按照1km光纤5us的时延计算，消除DCF光纤所带来的时延减少非常可观，这对时延敏感的应用环境意义重大；
⑤保护恢复时间小于50ms，（不同于40G系统）100G数字信号处理自适应色散补偿算法收敛迅速，完全满足电信级恢复时延要求。
根据业界权威咨询公司OVUM的预测，2011年至2016年100G出货量年均符合增长率将达到181%，2013年将迎来100G的大规模部署。业界包括烽火在内的主流设备商均已完成100G现网实验并开始规模部署。烽火2012年在中国电信建成了国内首个100G城域网，并独家中标承建了马来电信100G国家骨干网。
烽火通信100G引领产业发展趋势，创造了多个业界第一。烽火100G系统于2011年12月率先通过中国电信组织的全球最大规模100G测试，较其他厂家提前1~2个月，测试各项性能指标领先。在2012年3月马来电信组织的100G系统测试中各项指标第一。随后通过了中国移动和中国联通组织的100G系统测试，并于2012年8月率先通过中国移动组织的杭州－福州100G OTN现网测试。
烽火通信100G同时提供支线路合一和支线路分离两种解决方案，单盘采用第二代40nm工艺ASIC芯片，具有功耗低（OTU典型功耗150W，业界典型功耗250W），集成度高（支线路合一单盘占两个槽位，业界一般占三个以上槽位）的优点。
经过测试和验证，烽火通信100G具有如下特点：
①采用数字相干接收PM-QPSK调制技术，支持50GHz通道间隔，可与现有WDM网络兼容，可实现现网10G/40G系统的平滑升级,系统扩容简单方便。
②支持长距离传输，无电中继传输距离达3000km,网络部署更灵活。
③单根光纤容量达9.6Tb/s，可提高光纤利用效率，缓解光线资源压力，降低网络成本。
④凭借优异的电域补偿算法消除了100G光信号在传输过程中CD/PMD限制（CD容限大于50000ps/nm，DGD容限大于100ps）。100G系统对光纤CD/PMD参数不敏感,线路上无需CD、PMD补偿模块，可以精简链路设计，降低线路成本，减小DCM模块引入的噪声，提高线路传输性能，降低线路传输的故障率，简化网络维护。
⑤采用13%开销的SD-LDPC和7%开销EFEC相结合的前向纠错编码算法以较小的实现复杂度和处理时延获得11.5dB的编码增益，纠错极限达到2e-2，确保了网络传输稳定性和健壮性。
⑥具有极强的ROADM级联穿透能力，23级ROADM级联OSNR代价小于0.5dB。100G无需线路色散补偿，具有超强的纠错能力，支持超长距离传输，相对于10G/40G系统物理层受限较小，更适合ROADM光交叉调度。
⑦线路保护恢复倒换时间小于50ms，完全满足电信级保护倒换要求。
⑧采用业界领先的40nm工艺ASIC芯片，集成度高，单盘典型功耗业界最低（160W）。
此次烽火通信继中国移动100G集采之后，在五大设备商异常激烈的竞争中成功中标联通两个100G试验网中的天津－济南－郑州干线，进一步体现了烽火通信100G的技术实力和产品优势。
基于数字相干接收PM-QPSK调制的100G光传输技术在长距离光传输技术史上具有里程碑意义，这不仅仅体现在100G光传输性能的巨大提升和建网运维的显著优势上，更是由于其为后续超100G传输技术的发展奠定了基础。超100G光传输将继承100G光传输系统的设计思想，采用偏振复用、多级调制提高频谱效率，采用OFDM技术规避目前光电子器件带宽和开关速度的限制，采用数字相干接收提高接收机灵敏度和信道均衡能力。然而，超100G光传输由于非线性效应的限制，传输距离和频谱效率之间的矛盾非常显著，选择更高级别的QAM调制提高频谱效率和传输速率，其传输距离可能远低于目前100G系统。这决定了100G速率在长距离光传输应用上会占据一个比较长的时间窗口，其大规模在网应用时间保守估计在10年以上。
不同于以往的2.5G/10G/40G波分传输系统，100G光传输在实现上伴随着一系列重大变革，包括偏振复用相位调制技术、基于数字信号处理的数字相干接收技术和基于软判决的第三代超强纠错编码技术等。100G光传输采用数字相干接收机通过相位分集和偏振态分集将光信号的所有光学属性映射到电域，利用成熟的数字信号处理技术在电域实现了偏振解复用、信道损伤（CD、PMD、非线性效应）均衡补偿、时序恢复、载波相位估计、符号估计和线性解码。
数字相干接收技术使得光传输系统具有足够的色散容限和偏振模容限，无需考虑线路传输上的色度色散和偏振模色散的影响，这给网络建设和运维带来一系列好处，主要包括：
①简化了传输线路上的光学色散补偿和偏振解复用设计，线路设计更简单；
②消除了低PMD光纤的依赖，适用于各种规格的传输光纤，方便光纤线路速率升级；
③消除了传输线路DCF光纤非线性效应的影响，减少了线路放大器的数量和ASE噪声的影响，降低了线路成本，提升了系统长距传输能力；
④减小了线路传输时延，按照1km光纤5us的时延计算，消除DCF光纤所带来的时延减少非常可观，这对时延敏感的应用环境意义重大；
⑤保护恢复时间小于50ms，（不同于40G系统）100G数字信号处理自适应色散补偿算法收敛迅速，完全满足电信级恢复时延要求。
根据业界权威咨询公司OVUM的预测，2011年至2016年100G出货量年均符合增长率将达到181%，2013年将迎来100G的大规模部署。业界包括烽火在内的主流设备商均已完成100G现网实验并开始规模部署。烽火2012年在中国电信建成了国内首个100G城域网，并独家中标承建了马来电信100G国家骨干网。
烽火通信100G引领产业发展趋势，创造了多个业界第一。烽火100G系统于2011年12月率先通过中国电信组织的全球最大规模100G测试，较其他厂家提前1~2个月，测试各项性能指标领先。在2012年3月马来电信组织的100G系统测试中各项指标第一。随后通过了中国移动和中国联通组织的100G系统测试，并于2012年8月率先通过中国移动组织的杭州－福州100G OTN现网测试。
烽火通信100G同时提供支线路合一和支线路分离两种解决方案，单盘采用第二代40nm工艺ASIC芯片，具有功耗低（OTU典型功耗150W，业界典型功耗250W），集成度高（支线路合一单盘占两个槽位，业界一般占三个以上槽位）的优点。
经过测试和验证，烽火通信100G具有如下特点：
①采用数字相干接收PM-QPSK调制技术，支持50GHz通道间隔，可与现有WDM网络兼容，可实现现网10G/40G系统的平滑升级,系统扩容简单方便。
②支持长距离传输，无电中继传输距离达3000km,网络部署更灵活。
③单根光纤容量达9.6Tb/s，可提高光纤利用效率，缓解光线资源压力，降低网络成本。
④凭借优异的电域补偿算法消除了100G光信号在传输过程中CD/PMD限制（CD容限大于50000ps/nm，DGD容限大于100ps）。100G系统对光纤CD/PMD参数不敏感,线路上无需CD、PMD补偿模块，可以精简链路设计，降低线路成本，减小DCM模块引入的噪声，提高线路传输性能，降低线路传输的故障率，简化网络维护。
⑤采用13%开销的SD-LDPC和7%开销EFEC相结合的前向纠错编码算法以较小的实现复杂度和处理时延获得11.5dB的编码增益，纠错极限达到2e-2，确保了网络传输稳定性和健壮性。
⑥具有极强的ROADM级联穿透能力，23级ROADM级联OSNR代价小于0.5dB。100G无需线路色散补偿，具有超强的纠错能力，支持超长距离传输，相对于10G/40G系统物理层受限较小，更适合ROADM光交叉调度。
⑦线路保护恢复倒换时间小于50ms，完全满足电信级保护倒换要求。
⑧采用业界领先的40nm工艺ASIC芯片，集成度高，单盘典型功耗业界最低（160W）。
此次烽火通信继中国移动100G集采之后，在五大设备商异常激烈的竞争中成功中标联通两个100G试验网中的天津－济南－郑州干线，进一步体现了烽火通信100G的技术实力和产品优势。
基于数字相干接收PM-QPSK调制的100G光传输技术在长距离光传输技术史上具有里程碑意义，这不仅仅体现在100G光传输性能的巨大提升和建网运维的显著优势上，更是由于其为后续超100G传输技术的发展奠定了基础。超100G光传输将继承100G光传输系统的设计思想，采用偏振复用、多级调制提高频谱效率，采用OFDM技术规避目前光电子器件带宽和开关速度的限制，采用数字相干接收提高接收机灵敏度和信道均衡能力。然而，超100G光传输由于非线性效应的限制，传输距离和频谱效率之间的矛盾非常显著，选择更高级别的QAM调制提高频谱效率和传输速率，其传输距离可能远低于目前100G系统。这决定了100G速率在长距离光传输应用上会占据一个比较长的时间窗口，其大规模在网应用时间保守估计在10年以上。
