華為40G DWDM傳輸解決方案簡析

40G傳輸商用化步伐正在加速

進入2008年后，全球40G傳輸商用化進程出現(xiàn)明顯的加速趨勢，開始規(guī)模部署。其中，北美的AT&T、Sprint都在籌備40GDWDM全國骨干商用網(wǎng)絡，XO、Hibernia已建成40G傳輸網(wǎng)絡并投入使用；在歐洲，40G傳輸?shù)慕ㄔO項目正在大量出現(xiàn)，Telefonica、DT、FT、BT、KPN、TI、Arcor、Viatel等先后啟動40GDWDM網(wǎng)絡建設或試點網(wǎng)絡建設；在獨聯(lián)體，TransTeleCom的長途骨干網(wǎng)上已經(jīng)成功開通40G業(yè)務，Rostelecom準備年內(nèi)完成建設；在亞太，NTT、越南VNPT、馬來西亞電信等將在年底完成40G商用網(wǎng)建設；在國內(nèi)，中國電信、中國網(wǎng)通也正在籌備40G傳輸商用網(wǎng)計劃。

商用化進程的加速也帶動了產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，主流器件供應商紛紛加快產(chǎn)能的增長，不但可以支持規(guī)模商用，同時也使40G設備價格呈現(xiàn)快速下降趨勢。

40G傳輸技術(shù)上的考慮和選擇

相對于以往的10G傳輸系統(tǒng)，采用差異化的調(diào)制編碼格式成為40G傳輸系統(tǒng)的最顯著特點。40G傳輸在同等物理條件下與10G傳輸系統(tǒng)相比，信噪比（OSNR）要求提高4倍（6dB），色度色散容限降低16倍，偏振模色散（PMD）容忍能力降低4倍，非線性效應也變得更加明顯。為克服這些限制，以達到商用要求，有多種手段可用，包括超強FEC技術(shù)、RAMAN放大技術(shù)、色散管理技術(shù)、調(diào)制編碼技術(shù)、偏振管理技術(shù)以及反向復用等，其中調(diào)制編碼技術(shù)是最為關(guān)鍵的手段。目前調(diào)制編碼技術(shù)選擇眾多，有基于強度調(diào)制的NRZ、DRZ、ODB、PSBT，基于相位調(diào)制的DPSK和DQPSK以及結(jié)合偏振復用的調(diào)制技術(shù)DP-QPSK等。下表是各種編碼技術(shù)的主要性能比較：

上表性能指標中，OSNR是光信噪比，越大表示性能越好；能否支持50GHZ表示系統(tǒng)能傳送的最大波數(shù)量，在不使用擴展C波段的前提下，支持50GHZ表示系統(tǒng)最大可支持80波傳送；PMD容限是偏振膜色散容限，越高表示傳送距離越遠；色散補償方式TDC是可調(diào)色散補償，EDC是電色散補償。

由上表的分析可見，沒有一種技術(shù)能做到各方面都最好，每種技術(shù)都有自己最合適的應用場景。根據(jù)不同的場景選用合適的技術(shù)是當前階段的最優(yōu)選擇。因此，綜合考慮到網(wǎng)絡容量、網(wǎng)絡距離、實現(xiàn)成本等方面的因素，華為選擇了ODB、DRZ和DQPSK這三種調(diào)制編碼格式作為40G解決方案中的基礎技術(shù)。其中ODB/PSBT實現(xiàn)簡單、成本低，是80/96波中短距傳輸中最成熟可行的技術(shù)選擇；DRZ編碼非線性抑制能力強，比DPSK實現(xiàn)簡單、成本低，是40/48波長距離傳輸中性價比最高的技術(shù)；DQPSK編碼OSNR靈敏度高，PMD容限大，比DP-QPSK實現(xiàn)簡單，在80/96波長距傳輸中各方面性能達到最佳平衡。這三種技術(shù)可以覆蓋傳送網(wǎng)絡中的大部分應用場景，在實際應用中可以“因需而選”。華為可提供基于這三種不同調(diào)制編碼格式的40G傳輸解決方案。

華為創(chuàng)新的40G傳輸解決方案

華為在40G傳輸領域持續(xù)投入，不斷創(chuàng)新，推出了一系列成熟商用的技術(shù)方案，包括：

一、適用于40/48波系統(tǒng)的DRZ編碼調(diào)制格式。

該技術(shù)在有效抑制通道內(nèi)非線性效應的同時，也避免了通道間非線性效應的影響，可以實現(xiàn)超長距離1500公里無電中繼傳輸。DRZ是一種先進的RZ類調(diào)制技術(shù)，它同時對光信號載波的相位進行控制，引入了差分相位（Differential Phase），兩個RZ脈沖之間有180度的相位差，DRZ這種碼型特征使其具備了很強的IFWM和IXPM容忍能力。DRZ屬于OOK類編碼調(diào)制技術(shù)，發(fā)射機和接收機實現(xiàn)相對簡單，不需要復雜的平衡接收機。

二、適用于80/96波系統(tǒng)骨干超長距的eDQPSK編碼調(diào)制格式。

eDQPSK編碼調(diào)制技術(shù)是傳輸應用的最佳選擇。eDQPSK編碼在DQPSK編碼基礎上引入了預啁啾（Pre-chirp）技術(shù)來改善非線性性能，綜合了DQPSK和預啁啾技術(shù)的優(yōu)點，具備了高色散容限、高PMD容限、高頻譜效率、高非線性容忍能力等特點，在50GHz波長間隔超長距傳輸中性價比最高。普通DQPSK技術(shù)由于波特率降低了一半（20Gbaud/s），相應的色散容限和PMD容限更大，但非線性效應容限由于相位噪聲的影響，提升幅度不大。預啁啾技術(shù)已經(jīng)廣泛應用在華為的10G系統(tǒng)中，最大優(yōu)勢在于通過啁啾調(diào)節(jié)有效抑制SPM和XPM，提高了非線性容忍能力，并且僅僅改變了調(diào)制方式，不引入新器件，成本也沒有增加。圖1顯示了eDQPSK和DQPSK技術(shù)的參數(shù)比較，其支持更高的入纖功率和傳輸性能，最大無中繼傳輸距離達到1600公里。

三、適用于老光纖的反向復用技術(shù)（IMX）。

據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)網(wǎng)中20％的老光纖由于性能劣化，PMD系數(shù)過高（>0.3ps/nm.square＜km＞），是無法傳40G信號的。華為創(chuàng)新地推出了反向復用技術(shù)，將一個40G解成4個10G，能夠保證40G信號在老光纖、老系統(tǒng)中進行傳輸，而不用重新鋪設光纜，從而保護客戶的現(xiàn)網(wǎng)資源和投資。此外IMX方案可以實現(xiàn)在現(xiàn)網(wǎng)上不做任何改動直接傳輸40G路由器業(yè)務的能力。在一些網(wǎng)絡應用情況下，40G端口數(shù)量較少，在10G傳輸網(wǎng)絡直接傳輸可以大大節(jié)省網(wǎng)絡投資，縮短開通時間。

四、能增加20％傳輸容量的擴展C波段技術(shù)。

普通C波段技術(shù)最大只能提供80波×40G（3.2T）的傳輸容量。華為專利的擴展C波段技術(shù)能夠額外增加20％光纖傳輸帶寬，從而提供最大96波×40G（3.84T）的傳輸容量，也是目前業(yè)界最大商用系統(tǒng)容量。

五、網(wǎng)絡平滑升級技術(shù)。

考慮到運營商對網(wǎng)絡平滑升級的需求，華為基于10G傳輸系統(tǒng)平臺進行40G單板開發(fā)，保證了40G傳輸和10G傳輸?shù)耐耆�兼容�?0G板卡在現(xiàn)有的10G傳輸系統(tǒng)上即插即用，支持10G傳輸網(wǎng)絡平滑升級到40G傳輸網(wǎng)絡，不中斷原有業(yè)務。

綜合這一系列創(chuàng)新技術(shù)，華為根據(jù)不同的應用場景，提供最具性價比的40G傳輸解決方案。圖2顯示了華為40G傳輸解決方案的應用場景。ODB編碼可用于區(qū)域網(wǎng)絡40G傳輸，最大容量可以達到96波×40G（3.84T）；eDQPSK編碼適合96波骨干超長距40G傳輸，容量可以達到96波×40G（3.84T）；DRZ編碼適合48波40G傳輸，最大容量為48波×40G（1.92T）；IMX適合在老光纖、老系統(tǒng)中傳輸40G信號。

華為40G傳輸商用情況介紹

截至2008年4月，華為40G傳輸已經(jīng)完成商用工程、現(xiàn)網(wǎng)測試、運營商準入共計23個，成為全球40G傳輸市場的商用領導者。早在2001年，華為已經(jīng)啟動40G技術(shù)的開發(fā)，在2006年推出了第一個40G傳輸版本，并且在法國NEUFTelecom網(wǎng)絡中實現(xiàn)首次成功商用；2007年年底承建了北美海纜運營商Hibernia的哈利法克斯-波士頓段96波DWDM工程；幫助俄羅斯TransTeleCom升級莫斯科－圣彼得堡段的DWDM網(wǎng)絡至40波×40G容量，最大無電中繼傳輸距離達到1141公里，創(chuàng)造了40G傳輸超長距商用紀錄；2008年年初承建了北美XOCom－munications的華盛頓特區(qū)－紐約段80波40G傳輸工程；中標西班牙Telefonica馬德里、巴塞羅那城域網(wǎng)，新建純40G傳輸網(wǎng)絡。

未來幾年40G傳輸進入規(guī)模商用的階段。華為本著“以客戶為先，持續(xù)創(chuàng)新”的理念，依托現(xiàn)有的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)狀態(tài)，為客戶提供有最佳投資收益比的40G傳輸解決方案。