中国电子报：长距离传输摆脱光纤品质限制

2/15/2012，春节后，中国电信组织了国内首次100G系统技术测试，业内人士预计，测试完成后，100G商用试验很快也会展开。电信运营商之所以在这个时间点上进行100G系统技术测试，一方面是为了应对网络流量的快速增长，另一方面也因为该技术日趋成熟，商用时机已经来临。100G光网络的应用主要是在省际、城际的干线网络，因此实现长距离传输是其中重点。限制长距离传输的原因是由于光纤品质并不理想，存在色散、偏振色散等光损耗，最终无法远传，而摆脱光纤品质限制实现远传对100G光网络的商用有着不言而喻的现实意义。

　　信号再生是无奈之举

　　光传输中由光纤品质限制引起的弊端，在传统网络上通常靠信号再生来解决。

　　日前，阿尔卡特朗讯宣称其新的解决方案可以摆脱光纤品质限制实现长距离传输，为此记者针对其解决办法做了深入采访。

　　“光传输长远看一个主要的目标是提高传输的效率和传输的距离，限制长距离传输的主要方面就是现在的光纤品质并不很理想，其中存在色散、偏振色散、损耗等，这些因素最终使信号逐渐减弱，噪声逐渐增大，信号淹没在噪声中，无法传远。”阿尔卡特朗讯中国旗舰公司上海贝尔有线产品能力中心高级投标方案总监丁浩说，“这种情况在所有的高速传输中都会存在，10G、40G的光传输已经出现了这种情况，未来传输带宽越大，这种情况就会越明显。这种情况主要是由光纤品质限制引起的，这是光纤本身的一些缺陷。”

　　在传统网络上，常规的做法是进行信号再生。再生的过程是把光信号变成电信号，然后把电信号再转为光信号，出现光-电-光转换，使受损信号变为原信号。“其实我们想了很多年，希望能够在光域上做再生，但现实情况距离这种解决方案还是比较远的。做光-电-光的转换是没有办法的事情，带来的好处是光信噪比又回到原来比较高的水平，但代价是成本和功耗的上升。”丁浩说。

　　除了信号再生，在一些10G、40G的老系统上，还需要加入色散补偿。很多老系统不用相关光技术，传送一定距离之后，色散、偏正色散就无法忍受，这种情况在40G的传输中尤其明显，需要把负色散的光纤添加进来。光纤实际传输的距离与色散补偿光纤的比例是7：1，意味着传输100公里需要添加十几公里的色散补偿光纤。

　　新调制技术得到公认

　　100G光通信调制方法的相对统一，100G产量扩大后，有利于降低成本，加快产业整体发展。

　　在10G或者40G上，以前光的调制方法是直接调制或者相位调制。100G如果继续采用相位调制，传输的波特率会在50G甚至更高，导致光信噪比严重损耗。偏正复用四相位的相关光调制，使得100G信息的速率在传输中的实际波特率降到25G。相干光技术引入后，接收机的光信噪比能够提升，可以在接收端采用高速的电信号处理，对偏振色散和色散进行有效补偿，从而将那些影响长距离传输的因素降到最低。“这些技术都会加大100G光网络的传输距离。”丁浩说，“阿尔卡特朗讯最近推出的增强型设备又在器件选择、接收机关键参数的调整上做得更加精细，所以对抑制偏正色散和非线性色散更加有效，光信号可以走得更远。”据介绍，采用新的调制技术以及增强型设备后，能够将传输距离从1500公里～1600公里提高到2000公里～2500公里，提高30%。

　　目前，光通信企业正在加强对QPSK的研究，在100G光通信中，业界会采用比较统一的调制技术。而在10G、40G传输中则存在多种调制技术，这些调制方法各有利弊，运营商面临多种解决方案，导致虽然方案众多，但每个方案规模都有限，价格无法进一步降低。100G光通信调制方法的相对统一，会使100G产量扩大后，降低成本，有利于产业整体发展。

　　100G全光网络效益明显

　　100G光传输摆脱光纤品质限制后，对运营商具有现实意义。

　　100G光传输摆脱光纤品质限制，对运营商的现实意义体现在两个方面：一是可以大幅度降低每比特的成本和功耗；二是可以明显提高传输效率。

　　总体来讲，所有信号在光层面处理要比在电层面处理更加合算，折合到每比特，光网络会在功耗、成本以及机房占地面积等方面都得到较好改善。“阿尔卡特朗讯提出能够在光层面做的尽量在光层面完成，只有在光层面上处理不了的，必须到电层面处理的才进入电层面。”丁浩告诉记者。摆脱光纤品质限制，降低再生需求，就是在解决传输距离上尽量在光层面解决存在的问题。

　　目前我国运营商的骨干网、省网、城域网的业务流量增长非常快。中国电信科技委主任韦乐平认为，网络流量在按40%～60%的速率增长。国家干线和城域网一个连接截面上的流量已经到了10G～1T的量级，传输颗粒越来越大，这种量级和现在100G一个波长能够承载的量级相当甚至更大，因此，用100G传输，效率明显提高。

　　“我们做过很多分析，包括城域网、省网、骨干网，在国外也做过很多项目，如果网络尽量向光层和100G层面靠拢，仅CAPEX(资本性支出)一项就可以省20%～50%，而OPEX(运营性支出)的降低效果更明显。通常一个省骨干网的投资在1000万美元的量级，如果CAPEX能够省30%，将有非常巨大的效益，意义也是非常大的。”