100G OTN大容量傳輸技術研究

作者/王思良、張惠，山東省信息產業服務有限公司宗；軍燕，中國電信集團山東省電信

100G OTN大容量傳輸技術研究

作者/王思良、張惠，山東省信息產業服務有限公司宗；軍燕，中國電信集團山東省電信

100G OTN是最近幾年被研發的最新的傳輸技術，目前已經在國內部分大型本地網中進行規模部署。基于此，本文就對100G OTN大容量傳輸技術及其特性進行了全面的分析，為今后100G OTN大容量傳輸技術的可持續發展提供可靠的依據。

100G OTN；大容量；傳輸技術

引言

隨著互聯網技術的不斷發展和成熟，使用互聯網的用戶、使用種類及寬帶需求都在互聯網技術發展的過程中不斷增加。我國干線傳輸網流量是呈每年50%的速度進行增長，骨干傳輸網寬帶也有效提高了200Tbit/s。在云計算、物聯網及移動互聯網等一系列的寬帶技術被廣泛應用的基礎上，社會對于大容量傳送網絡的需求也不斷增加。40G單波規模的部署還不到五年的時間，但是已經面臨著100G的挑戰和沖擊。

1.淺析100G OTN大容量傳輸技術

100G OTN大容量傳輸技術主要指的是通過自身的功能和特點，使復用粒度承載能力發生變化，從而提高網絡信息的傳輸能力。100G OTN大容量傳輸能夠使數據精準度進一步的提高，使網絡環境在運行過程中保證安全和可靠，在P網絡中，能夠將寬帶合理分配，保持網絡流量，系統需求會發生變化，但是100G OTN大容量傳輸技術分配粒度不會發生變化。目前，網絡10G業務和1G業務變為了主流，傳統點到點由于不具有1G的OTN粒度，不能夠將相關業務映射到100G中。根據目前100G OTN產業的發展速度和成熟的技術分析，能夠實現管道的精細運行，并且保障網絡運行過程中的安全和可靠性，還能夠實現多業務的高效承載。為了能夠充分將100G OTN大容量傳輸技術的作用和價值發揮出來，相關人士設計的傳輸基本設備都是以不中斷網絡流量為基礎實現動態寬帶的分配，并且100G bps分配粒度調節為1G bps不定，以此實現虛擬化網絡寬帶。[1]

2.100G OTN大容量傳輸技術的要求

要想升級到100Gb/s ONT 系統，那么就要滿足以下要求：其一，不影響、不串擾現有DWDM通道信號；其二，CD容限為±700ps/nm；其三，可以升級現有DWDM和OTN網絡；其四，PMD容限為10ps；其五，支持50GHz通道間距。

目前升級100Gb/s OTN系統可以使用100G PM-QPSK調制模式實現。

3.100G PM-QPSK技術的特征

■3.1 完善OSNR性能

相干檢測的主要優點就是具有色散補償的能力，通過自身的能力使用小代價，從而恢復信號失真。從OSNR容限貢獻不斷提高方面分析，偏振復用可以增益3dB，QPSK可以增益3dB，FEC可以增益3dB，相干接受也增益了2-3dB?；诖?，100G波分的OSNR容限可以達到10G。還可以解釋為，在使用100G的過程中，其和10G系統有著一樣的傳輸距離。

■3.2 色散容限

調制解調器可以實現電子色散補償，基于此，外部就可以不用配置可調節色散補償器。有限脈沖響應濾波器和芯片色散補償兩者具有一定的因素聯系，包括拍點數量及延時量。PMD補償關鍵主要是對網絡中高速偏振的動態實施快速追蹤。在電域內，通過DSP和ADC技術實現色散補償能夠得到無限寬色散容量，但是由于芯片的設計較為復雜，一般將CD容限設計到上萬ps/nm，將PMD容限設計到幾百ps。[2]

■3.3 相位調制

在40G系統中，相位調制的應用較為廣泛，促進了100G中的40G系統的成熟。通過QPSK技術能夠提高光載波攜帶的信息量，結合偏振復用能夠降低100G信號波率，所以其能夠使用到50GHz間隔OTN系統中，并且還有效降低了光線非線性容忍度要求。

■3.4 偏振復用

通過光信號中的兩個偏振態相互正交的特點，能夠有效實現同個光載波中的兩路信息，從而降低信號碼元速率。由于偏振復用技術較為成熟，其被廣泛應用在40G系統工程中，其在在100G中是一項不可缺少的技術。偏振復用在發射機中可以實現簡單的無源器件，但是難點就在接收機解偏部分。隨著社會的進步及相關檢測技術的不斷完善，在今后，偏振復用技術能夠被廣泛應用到電域中，以此被處理。

■3.5 PMD容限

調制解調器可以實現PMD補償，其關鍵要快速的跟蹤網絡中的高速偏振動態變化。PMD容限和上述色散容限是不同的，由于色散變化為靜態，變化量較慢且少，一般都是由于光纖溫度變化導致。

4.100G OTN大容量傳輸技術的優勢

100G波分建網模式從技術上方面來講有兩種方案：其一，混合模式；其二，純100G傳輸模式。由于混合模式速率不同，波道也會由于混合模式速率不同而受到影響，從而導致傳輸損傷現象的出現。目前,100G性價比要不斷高出40G和10G的性價比，所以在100G波分建網中普遍使用的都是100G傳輸模式。

要想滿足高速路由的傳輸需求，可以使用PM-QPSK。在系統組網過程中，可以不對PM-QPSK進行色散補償，從而降低了鏈路中放大器的數量，優化設計，從而大大降低建網的成本。在城域網中進行組網的時候，不用考慮路由器長短影響色散的問題，能夠串通多個ROADM節點，提高組網的靈活性和高效性。

100G波分系統的產生是在高速率傳輸下，這就導致它的主要建設集中在一干和二干兩個層面，大興本地網層面是最后考慮。100G OTN大容量傳輸技術具有較強的交叉能力，可以提供寬帶的使用效率，并且還能夠提高組網的靈活性。在進行大型本地網組網過程中，可以融入智能平面控制和ROADM，從而提高其智能性，使網絡信息可以進行自動維護及自動更新，以此大大的降低投入成本，使運行變得更加簡單，實現智能調度和業務端到端配置。

40波分技術由于受到限制的影響和PMD、CD的限制，尤其是在PMD不能在40G系統中進行補償或者抑制的情況下，由于自身的原因使其壽命較短。但是100G波分技術可以在系統設計方面打破這兩者的限制，所以，自動100G波分技術從研發開始就受到了各界人士的廣泛關注。在與其相關的產業和行業都在逐步成熟的過程中，它的優勢也不斷的體現了出來。據調查，目前主流廠家的10G波道造價大概為10w/波，100G波道造價大概為50w/波，以此就可以看出來100G系統就有較高的性價比，再配以16T大寬帶容量，那么就不需要建設配套光纜。所以，在之后干線傳輸建設方面，100G將會是其的主要內容，并且100G OTN也會成為建設本地網的重點內容。[3]

5.對100G OTN大容量傳輸技術相關建議

首先，根據實際需求布置100G和40G兩種bit/s，如果是要傳送大容量的業務，那么就可以將其相互協調。有兩種高速傳輸技術：其一，40G bit/s；其二，100G bit/s。

另外，在進行FEC選擇的過程中，要全面考慮成本和性能，一般不限制FEC實現的差異性和方式，在應用過程中只要性能能夠滿足應用的需求，不論是SD還是HD實現，都不能夠從技術性能方面進行評價。

再者，在現社會中的監視100G bit/S DM系統傳輸性能中，綜合評價電層指標和光層指標是非常重要的，因為其系統性能的變化具有多種原因，那么就要全面考慮糾錯前誤碼率指標，如果有一個指標沒有得到滿足，那么這個系統就不符合標準。

其次，在實驗過程中，100G bit/s雖然獲得了驗證，實驗測試結果整體性良好，但是在實際的應用過程中，數據對于其中的數據并沒有完全的驗證，那么考慮到網絡的穩定性和安全性，可以在部署100G bit/s技術的過程中使用循序漸進的方式，提高傳輸網的時候，使傳輸系統具有可靠性和穩定性。

最后，因為40G bit/s技術具有非常強烈的市場競爭，這就導致整個產業處于微利甚至虧本的狀態，這就阻礙了其的發展?；诖?，建議各種設備商、運營商及研究設計機構能夠協調努力，統一新技術在應用過程中的價格，以此得到盈利，保證100G bit/s產業的持續發展。

6.結束語

在100G規模部署的過程中，400G也正在逐漸的進入到現社會人們的視野中。將OFDM技術使用在四個基于100Gbit/s PM-QPSK調制子載波中，可以構建成為400G超級通道。有下一代波長整形、軟判決等一系列的技術都在邁向成熟階段，400G系統也會在此過程中不斷的發展。目前我們所處的社會就是一個信息時代，人們對于同心寬帶的要求及需求將會越來越高，并且也是沒有止境的，IT技術也將會在這個時代中展現自己的優勢和特點。

＊ [1]周健.100G OTN大容量傳輸技術解析[J].郵電設計技術,2013(2):24—25.

＊ [2]李純丹.100G OTN大容量傳輸技術淺析[J].科技與創新,2014(11):133—134.

＊ [3]王鵬.100G OTN大容量傳輸技術分析[J].硅谷,2014(19):60—60.