新一代40Gbit/s傳輸技術(shù)

摘要

介紹了自適應(yīng)智能全光網(wǎng)的基本特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)這些特點(diǎn)的關(guān)鍵組建，討論了每波長(zhǎng)40Gbit/s的光傳輸系統(tǒng)技術(shù)、目前的發(fā)展?fàn)顩r及40Gbit/s解決方案與現(xiàn)有10Gbit/s DWDM系統(tǒng)鏈路的兼容性，以及北電基于40Gbit/s系統(tǒng)——雙極化四相相移鍵控（DP-QPSK）的傳輸技術(shù)。

1  引言

10年前，北電率先推出商用10Gbit/s SDH和基于10Gbit/s密集波分（DWDM）系統(tǒng)，很好地滿足了以往以語(yǔ)音和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的網(wǎng)絡(luò)需求。光傳輸技術(shù)的發(fā)展主要是圍繞增強(qiáng)光網(wǎng)絡(luò)的機(jī)動(dòng)靈活能力（如ROADM）、互通性（如OTN）、多業(yè)務(wù)接入（MSTP）、延長(zhǎng)傳輸距離（FEC及喇曼放大器）等方面的改良。在與傳輸容量相關(guān)技術(shù)方面，仍以10Gbit/s為主，即直接強(qiáng)度調(diào)制和傳統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換接收，每對(duì)光纖數(shù)百Gbit/s的傳輸容量。

隨著新型業(yè)務(wù)的引入和節(jié)點(diǎn)容量的提高，網(wǎng)絡(luò)傳輸能力也必須相應(yīng)增強(qiáng)。因此，目前基于10Gbit/s波長(zhǎng)的光傳輸系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)目前新型業(yè)務(wù)的需求，迫切需要發(fā)展能夠提供更高傳輸能力的光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及系統(tǒng)，即基于40Gbit/s波長(zhǎng)的光網(wǎng)絡(luò)將每對(duì)光纖的傳輸能力再提高4倍以上。

2  自適應(yīng)智能全光網(wǎng)的概念

2.1  自適應(yīng)全光智能網(wǎng)絡(luò)基本特點(diǎn)

（1）自適應(yīng)。能夠方便地重新配置網(wǎng)絡(luò)，從而滿足最終用戶不斷變化的需求。
（2）全光。盡量減少網(wǎng)絡(luò)上光→電→光（OEO）中繼站的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)、降低成本的目的。
（3）智能。能夠監(jiān)視運(yùn)行狀況中的老化和變化，不斷地實(shí)時(shí)優(yōu)化光層參數(shù)，并自動(dòng)做出相應(yīng)調(diào)整，確保信號(hào)始終擁有最佳性能。最好“即插即用”。
（4）可擴(kuò)展�？梢猿休d不斷增加的業(yè)務(wù)容量，適應(yīng)不同業(yè)務(wù)類型，同時(shí)通過(guò)降低操作復(fù)雜性來(lái)降低網(wǎng)絡(luò)成本。

實(shí)現(xiàn)上述愿景的關(guān)鍵組件包括：用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)靈活性和業(yè)務(wù)機(jī)動(dòng)性的可重構(gòu)全光分插復(fù)用器（ROADM）、用于簡(jiǎn)化光鏈路的電子色散補(bǔ)償技術(shù)以及用于免除現(xiàn)場(chǎng)人工配置的必需和降低備件成本的可調(diào)諧激光和濾波器（見圖1）。

圖1  自適應(yīng)全光智能網(wǎng)絡(luò)

2.2  ROADM和電子色散補(bǔ)償技術(shù)給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的好處

（1）可重構(gòu)全光分插復(fù)用器（ROADM）

可重構(gòu)全光分插復(fù)用器（ROADM）能夠讓網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商靈活制訂業(yè)務(wù)計(jì)劃，迅速滿足不斷變化的客戶和業(yè)務(wù)需求。一個(gè)ROADM必須具備多分支能力，能夠在網(wǎng)絡(luò)上方便靈活地分出、插入或重路由各個(gè)波長(zhǎng)的信號(hào)；必須能在50GHz網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)最大的可擴(kuò)展性；必須滿足在100GHz環(huán)境下運(yùn)行，以支持成本敏感型應(yīng)用。ROADM的另一個(gè)關(guān)鍵要素是能夠傳輸任何業(yè)務(wù)，如10Gbit/s，40Gbit/s或100Gbit/s。

（2）電子動(dòng)態(tài)色散補(bǔ)償（eDCO）技術(shù)

傳統(tǒng)的固定色散補(bǔ)償模式基于DWDM網(wǎng)絡(luò)，由終端站組成并依據(jù)系統(tǒng)電中繼段長(zhǎng)度進(jìn)行補(bǔ)償，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

●需要根據(jù)線路長(zhǎng)度拓?fù)溥M(jìn)行規(guī)劃。
●需要預(yù)測(cè)和設(shè)計(jì)OADM站點(diǎn)。
●需要針對(duì)各個(gè)光放大段選擇DCM。
●光纖路由或參數(shù)改變需要重新配置DCM。
●無(wú)法支持光層重構(gòu)(ROADM)。

由于距離和波長(zhǎng)數(shù)量使色散補(bǔ)償窗口變窄，色散影響率必須采用子波帶補(bǔ)償，DCM引入的光功率損耗需要附加的光功率放大（兩級(jí)光放大），增加了系統(tǒng)成本，產(chǎn)生了更多的光噪聲，占用了更多空間。

對(duì)于全光網(wǎng)絡(luò)，其每個(gè)業(yè)務(wù)波長(zhǎng)穿越不同距離和路由，跨過(guò)的光纖類型也不同。傳統(tǒng)的固定色散補(bǔ)償模式一般基于全部C，L波帶或子波帶進(jìn)行固定補(bǔ)償，無(wú)法對(duì)動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)狀況和業(yè)務(wù)需求進(jìn)行色散補(bǔ)償。其可能的業(yè)務(wù)和路由如圖2所示。

圖2  全光網(wǎng)的需求

電子色散補(bǔ)償（eDCO）技術(shù)可以是傳輸前的預(yù)補(bǔ)償、單波長(zhǎng)補(bǔ)償以及利用接收端反饋調(diào)節(jié)補(bǔ)償水平。預(yù)補(bǔ)償?shù)哪康氖歉淖儌鬏斆}沖頻譜來(lái)抵消光纖色散影響，無(wú)需DSCM，可降低光噪聲水平，支持光層交換，降低運(yùn)維承包成本。

圖3描述了采用eDCO技術(shù)和ROADM簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)的原理。北電于2005年推出的10Gbit/s電子動(dòng)態(tài)色散補(bǔ)償光傳輸（eDCO）技術(shù)證明它已經(jīng)成為一項(xiàng)非常有效的網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化技術(shù)。eDCO在無(wú)需任何色散補(bǔ)償設(shè)備的情況下能夠?qū)⒉ㄩL(zhǎng)傳輸距離延長(zhǎng)2000多km。eDCO不僅消除了色散補(bǔ)償模塊（DCM）及相關(guān)光放大器的成本，而且大幅提升了網(wǎng)絡(luò)的靈活性。此外，該技術(shù)還免除了大多數(shù)光纖特性測(cè)量和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)工作，運(yùn)營(yíng)商再也不需要根據(jù)傳輸所用的光纖考慮采用何種補(bǔ)償技術(shù)。通過(guò)采用eDCO技術(shù)，服務(wù)供應(yīng)商可以充分利用ROADM提供的靈活性，重新配置網(wǎng)絡(luò)并在各個(gè)波長(zhǎng)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，無(wú)需對(duì)色散補(bǔ)償作任何重新設(shè)計(jì)。

圖3  采用eDCO技術(shù)和ROADM簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)的原理示意圖

3  網(wǎng)絡(luò)從10Gbit/s演進(jìn)至大容量網(wǎng)絡(luò)的幾點(diǎn)考慮

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)從10Gbit/s演進(jìn)至40Gbit/s或100Gbit/s時(shí)，我們所選擇的解決方案必須能夠始終滿足實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)全光智能網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)。具體而言，為了使更高速率的解決方案得到廣泛應(yīng)用，后者必須滿足以下條件：

（1）擁有與現(xiàn)有10Gbit/s系統(tǒng)相類似的部署和運(yùn)行條件，無(wú)論在色散（CD）、極化模色散（PMD）還是光信噪比（OSNR）方面。
（2）可擴(kuò)展，即支持50GHz波長(zhǎng)間距。
（3）具備全面的機(jī)動(dòng)性，可滿足不斷變化的業(yè)務(wù)需求（ROADM的靈活性）。

4  40Gbit/s網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)

4.1  40Gbit/s網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)

（1）為了將帶寬提升4倍，就必須將40Gbit/s TDM解決方案中的信號(hào)比特率提高4倍（即將比特間隔從100皮秒縮短至25皮秒）。否則會(huì)影響系統(tǒng)的傳輸距離，從而降低其經(jīng)濟(jì)性。
（2）目前，光網(wǎng)絡(luò)上廣泛部署的OADM和ROADM濾波器影響了部署40G解決方案所使用的路由類型。

4.2  幾種商用的40Gbit/s調(diào)制技術(shù)對(duì)比

早在10Gbit/s波分的概念被普遍采納的同時(shí)，業(yè)界就已經(jīng)在探討40Gbit/s波分的實(shí)現(xiàn)方案，曾提出了一些新的調(diào)制技術(shù)，如雙二進(jìn)制、差分相移鍵控（DPSK）和差分四相相移鍵控（DQPSK）等。這些技術(shù)在性能上互有優(yōu)劣，但普遍不能達(dá)到10Gbit/s波分系統(tǒng)的傳輸距離和光纜兼容性，不能充分發(fā)揮已有的波長(zhǎng)機(jī)動(dòng)調(diào)度能力(ROADM)，有的方案(DPSK)甚至需要加大波長(zhǎng)間隔來(lái)達(dá)到不實(shí)現(xiàn)容量增加4倍的要求。這些技術(shù)方案都過(guò)多依賴超高速光電器件，實(shí)現(xiàn)成本較高。

5  北電雙極化四相相移鍵控（2-POL QPSK）

5.1  10Gbit/s參考系統(tǒng)

目前，大多數(shù)10Gbit/s系統(tǒng)都采用NRZ（非歸零）作為標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制格式。這種技術(shù)通過(guò)開關(guān)光信號(hào)對(duì)二進(jìn)制的高低狀態(tài)（分別用數(shù)字“1”和“0”表示）進(jìn)行編碼，并通過(guò)濾波器傳輸所產(chǎn)生的信號(hào)。這些系統(tǒng)可采用高增益前向糾錯(cuò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)超過(guò)1000km的傳輸距離。

5.2  雙二進(jìn)制（PSBT）

雙二進(jìn)制調(diào)制（也被稱為“相位整形二進(jìn)制傳輸”或PSBT）技術(shù)將每一個(gè)“1”bit光信號(hào)的相位轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�(gè)特定的比特序列，平均光信號(hào)功率與標(biāo)準(zhǔn)的NRZ信號(hào)相比也減少了一半。由于采用相位編碼，信號(hào)的光帶寬降低了，因此色散和極化模色散容限比起40Gbit/s NRZ得到改善。盡管如此，其各方面的性能還遠(yuǎn)不如10Gbit/s參考系統(tǒng)。

5.3  差分相移鍵控（DPSK）

差分相移鍵控（DPSK）技術(shù)是將比特信息轉(zhuǎn)換成光信號(hào)相位的編碼。與雙二進(jìn)制調(diào)制技術(shù)相比，這種技術(shù)可以將光信噪比靈敏度提高3dB，由此提供的傳輸距離性能大約為雙二進(jìn)制解決方案的2倍。為了獲得最佳系統(tǒng)性能，要在接收器檢測(cè)相位編碼，需使用平衡探測(cè)器（2個(gè)PIN二極管），探測(cè)器前連有一個(gè)1bit光延遲線。相對(duì)于40Gbit/s NRZ，這些器件增加了接收器的成本。該技術(shù)比40G NRZ性能提升顯著，但仍遜色于10Gbit/s參考系統(tǒng)。此外，OADM對(duì)系統(tǒng)傳輸距離的影響在DPSK系統(tǒng)中體現(xiàn)得較為明顯。

5.4  差分四相相移鍵控（DQPSK）

差分四相相移鍵控（DQPSK）是四相版的DPSK。在采用DQPSK技術(shù)傳輸?shù)拿恳粋�(gè)碼元中，有兩個(gè)比特經(jīng)過(guò)編碼，它們的比特組合為00，01，11和10。與DPSK相比，DQPSK具有一個(gè)優(yōu)勢(shì)，即能夠?qū)⒕�路速率降低50%，為20Gbit/s。但實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)必須以大幅增加接收器的復(fù)雜程度和成本為代價(jià)。接收器需要配備的高速光電器件大約2倍于DPSK解決方案和4倍于40Gbit/s NRZ解決方案。這些器件的工作頻率是雙二進(jìn)制解決方案的一半。不僅如此，這種解決方案需要使用兩個(gè)1bit光延遲線路（比DPSK多一個(gè)）。就40Gbit/s TDM解決方案而言，這種調(diào)制方法提供的顯著改進(jìn)提升了對(duì)PMD的彈性。

5.5  在現(xiàn)有10Gbit/s網(wǎng)絡(luò)上的運(yùn)行比較

（1）傳輸距離

與10Gbit/s系統(tǒng)相比，雙二進(jìn)制技術(shù)在電中繼之前的典型傳輸距離為500km。雖然可以通過(guò)增加喇曼前置放大器來(lái)延長(zhǎng)傳輸距離，但網(wǎng)絡(luò)成本以及系統(tǒng)安裝和運(yùn)行的復(fù)雜程度也將會(huì)大幅增加。

（2）色散和極化模色散容限值

由于DQPSK的比特率只有其它兩個(gè)解決方案的一半，DQPSK的極化模色散容限值要比二進(jìn)制或DPSK高，因此性能也高于二者。但值得注意的是，DQPSK的極化模色散容限值仍然低于10Gbit/s NRZ解決方案兩倍。為了改善這些參數(shù)的性能，可以部署PMD補(bǔ)償器、子波帶微調(diào)色散補(bǔ)償模塊和可調(diào)諧色散補(bǔ)償器。雖然這些設(shè)備可以改善上述參數(shù)，但仍不能達(dá)到10 Gbit/s系統(tǒng)的性能。此外，由于需要安裝額外設(shè)備，40Gbit/s系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性以及可重配置能力將會(huì)因此受到很大影響。

（3）50GHz波長(zhǎng)間隔的兼容性

DPSK存在一個(gè)很大的局限性，即不能在50GHz系統(tǒng)中運(yùn)行，因此它不能用作40G解決方案。雙二進(jìn)制和DQPSK解決方案可以在50GHz系統(tǒng)中運(yùn)行，但在電中繼站之前，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)跨段上可部署的OADM/ROADM的數(shù)量最多只能有3個(gè)。由于存在這種限制，服務(wù)供應(yīng)商既不能利用網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)有設(shè)備，也不能充分利用ROADM所帶來(lái)的靈活性和低成本優(yōu)勢(shì)。

（4）電子系統(tǒng)

由于雙二進(jìn)制，DPSK和DQPSK系統(tǒng)中的電子器件需要在一個(gè)高于10Gbit/s系統(tǒng)的頻率上工作，這些解決方案的成本目前要高于4個(gè)10Gbit/s解決方案的成本，因此只適合少量的特殊應(yīng)用。此外，上述因素還限定了適用器件的采購(gòu)，因此這些解決方案的經(jīng)濟(jì)性又受到了影響。

總而言之，由于存在以下制約因素，40Gbit/s雙二進(jìn)制和DQPSK解決方案不便于在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上部署：

（1）由于傳輸距離短于10Gbit/s系統(tǒng)，必須在網(wǎng)絡(luò)上部署喇曼放大器；
（2）由于色散和極化模色散容限值低于10Gbit/s系統(tǒng)，必須安裝額外的補(bǔ)償設(shè)備；
（3）允許部署的OADM/ROADM的數(shù)量遠(yuǎn)低于10Gbit/s系統(tǒng)，難于甚至不可能符合50GHz系統(tǒng)對(duì)于OADM/ROADM的要求。

由于不能在50GHz環(huán)境中運(yùn)行，DPSK不能用作40Gbit/s解決方案。表1列出了各種下一代40G系統(tǒng)對(duì)比情況。

表1  各種下一代40G系統(tǒng)對(duì)比表

6  DP-QPSK 40Gbit/s（雙極化四相相移鍵控）光傳輸技術(shù)

北電解決40Gbit/s傳輸所面臨的挑戰(zhàn)的方案是，采用10Gbit/s波特的QPSK編碼方式。如圖4所示，該解決方案使用了兩個(gè)QPSK信號(hào)，每個(gè)QPSK信號(hào)調(diào)制光載波的兩個(gè)正交極化光之一。這種方法被稱作雙極化（2-POL）QPSK。采用這種調(diào)制技術(shù)后，可以使用類似于10Gbit/s系統(tǒng)中所使用的電器件和光電器件實(shí)現(xiàn)40Gbit/s傳輸，而且光損傷也只相當(dāng)于10Gbit/s系統(tǒng)。該解決方案所使用的接收器是全相干接收器，它將接收到的信號(hào)與一個(gè)本地振蕩器混合，然后將其檢測(cè)出來(lái)。一個(gè)相干接收器能夠保持成功解碼QPSK信號(hào)所需的信號(hào)特性。在完成高速、高分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)化后，接收器使用北電開發(fā)的基于CMOS的數(shù)字信號(hào)處理器來(lái)區(qū)分和跟蹤這些信號(hào)。

圖4 雙極化四相相移鍵控

6.1  DP-QPSK調(diào)制

DP-QPSK (Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying)，或稱雙極化QPSK，是在每一波長(zhǎng)采用兩個(gè)QPSK信號(hào)來(lái)傳遞40Gbit/s業(yè)務(wù)，這兩個(gè)QPSK信號(hào)分別調(diào)制光載波兩個(gè)正交極化（偏振）中的一個(gè)。由于QPSK和正交極化復(fù)用分別將頻譜利用率提高一倍，與Duobinary或DPSK等調(diào)制方式相比，DP-QPSK只需1/4頻譜帶寬，因而可以獲得與傳統(tǒng)10Gbit/s NRZ系統(tǒng)類似的噪聲特性。

DP-QPSK發(fā)射機(jī)原理圖如圖5所示，這里只顯示出X軸QPSK電路，Y軸電路除另有I和Q信道數(shù)據(jù)外與X軸完全一樣。X軸和Y軸光信號(hào)按正交極化（偏振）復(fù)用，合并成通過(guò)光纖傳輸?shù)男盘?hào)。

圖5  DP-QPSK發(fā)射機(jī)原理圖

6.2  相干接收機(jī)

DP-QPSK的相干檢測(cè)如圖6所示。接受信號(hào)通過(guò)一個(gè)極化束分離器(Polarization Beam Splitter)分解成兩個(gè)正交信號(hào)，每個(gè)正交信號(hào)都與一個(gè)本地光源混頻，該本地光源的載波頻率控制精度為數(shù)百M(fèi)Hz�；祛l后得到4個(gè)極化和相位正交的光信號(hào)，分別用PIN檢測(cè)，經(jīng)電放大和濾波后由A/D電路轉(zhuǎn)化為4路數(shù)字信號(hào)，其間實(shí)現(xiàn)的3dB帶寬大約為6GHz，從而消除了帶外噪聲。

圖6  相干接收機(jī)

定時(shí)恢復(fù)、信號(hào)恢復(fù)、極化和PMD跟蹤，以及色散補(bǔ)償均為數(shù)字化處理實(shí)現(xiàn)。

6.3  數(shù)字信號(hào)處理(DSP)

接受信號(hào)的電場(chǎng)是發(fā)送信號(hào)電場(chǎng)與光纖瓊斯矩陣的乘積，經(jīng)過(guò)場(chǎng)域解析，可以近乎完美地將原始的發(fā)送信號(hào)與光纖傳播效應(yīng)(色散和PMD等)分離。

在數(shù)字信號(hào)處理中運(yùn)用了多級(jí)的線性和非線性處理，整體為具有152個(gè)有效抽頭的有限沖激相應(yīng)(FIR)數(shù)字濾波效應(yīng)，運(yùn)算速度為每秒12×1012次。實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)在5×104ps/nm的色散及25ps平均DGD時(shí)的OSNR代價(jià)可忽略不計(jì)，而在8×104ps/nm的色散和33ps平均DGD時(shí)的OSNR代價(jià)各約2dB。

快速控制電路保證本地光源的激光器線寬為2MHz，且能跟蹤50kHz的PMD狀態(tài)旋轉(zhuǎn)。監(jiān)測(cè)電路可報(bào)告實(shí)時(shí)的色散和PMD參數(shù)。

上述的A/D電路，數(shù)字信號(hào)處理器及其控制和監(jiān)測(cè)電路都集成在采用90nm CMOS工藝的2000萬(wàn)門的ASIC上。

6.4  超強(qiáng)FEC

業(yè)界領(lǐng)先的超強(qiáng)FEC進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的OSNR門限，使系統(tǒng)能夠容忍更大的噪聲，從而延伸了傳輸距離。

卷積碼（或稱乘積碼，即Product Code）FEC采用兩維迭代編碼，獲得了獨(dú)有的9.2dB編碼增益，比市場(chǎng)上其他的FEC方案提高約1~3dB，可將3.84×10-3的原始接受誤碼率（RAW BER）改善到優(yōu)于1×10-15的水平。

北電提出的這種解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)卓越的光性能，可與10G系統(tǒng)相媲美；北電開發(fā)的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）可實(shí)現(xiàn)高達(dá)+/-5×104ps/nm的全電子化色散補(bǔ)償；還能實(shí)現(xiàn)PMD和PDL補(bǔ)償。2-POL QPSK的另一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)是，它全面支持多個(gè)50GHz OADM/ROADM的級(jí)聯(lián)，并且通道代價(jià)與10G系統(tǒng)相當(dāng)。由于這種解決方案創(chuàng)造性地使用了10G器件，所需關(guān)鍵器件可以從眾多供應(yīng)商那里選取最優(yōu)的。

2-POL QPSK的創(chuàng)新理念與北電此前提出的DSP增強(qiáng)的10G系統(tǒng)（10G eDCO）相得益彰，以CMOS DSP處理器取代了光網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，為服務(wù)供應(yīng)商極大地簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)。

6.5  系統(tǒng)性能

如圖7所示，北電提出的2-POL QPSK系統(tǒng)具備優(yōu)異的極化模色散容限值，這方面甚至高于10G系統(tǒng)。圖中顯示了極化模色散對(duì)40G TDM系統(tǒng)產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。2-POL QPSK所提供的增強(qiáng)的彈性可以讓網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商顯著提升其光纖資源的價(jià)值。圖8是OADM對(duì)不同40G系統(tǒng)的傳輸距離的影響。

圖7  極化模色散對(duì)不同40G系統(tǒng)的傳輸距離的影響

圖8  OADM對(duì)不同40G系統(tǒng)的傳輸距離的影響

北電的2-POL QPSK系統(tǒng)的另一大優(yōu)勢(shì)是它的頻譜與典型的10G系統(tǒng)相同。因此，它在OADM和ROADM級(jí)聯(lián)方面與10G系統(tǒng)類似。如圖6和圖7所示，隨著OADM數(shù)量的增加，北電的2-POL QPSK系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的傳輸距離類似于10G系統(tǒng)，而其它40G解決方案連接了少數(shù)幾個(gè)OADM之后就變得不實(shí)用了。

如上所述，北電的2-POL QPSK系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高達(dá)+/-5×104ps/nm的全電子化色散補(bǔ)償（與北電10G eDCO系統(tǒng)相同）。這種能力不僅解除了系統(tǒng)在色散補(bǔ)償方面的所有限制，而且能夠讓其充分利用ROADM所帶來(lái)的可重配置優(yōu)勢(shì)。

6.6  北電2-POL QPSK技術(shù)符合自適應(yīng)全光智能網(wǎng)絡(luò)的愿景

（1）無(wú)需破壞現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)。色散容限與10G網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)，集成的電子色散補(bǔ)償技術(shù)不需要色散補(bǔ)償模塊；不需要使用外部極化模色散補(bǔ)償器；不需要使用喇曼放大器。
（2）能夠在50GHz波長(zhǎng)間隔的系統(tǒng)中運(yùn)行。
（3）支持靈活的OADM/ROADM，保持完全的機(jī)動(dòng)能力以滿足不斷變化的業(yè)務(wù)需求。
（4）成本低于4個(gè)10G系統(tǒng)。

表2匯總了2-POL QPSK解決方案與其它解決方案相比的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

6.7  北電DP-QPSK的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（1）每對(duì)光纖傳輸容量達(dá)到88×40G，超過(guò)10G系統(tǒng)4倍以上。
（2）無(wú)中繼傳輸2000km以上。
（3）完全取消光層色散補(bǔ)償，簡(jiǎn)化設(shè)備，節(jié)省投資，極大地簡(jiǎn)化了工程設(shè)計(jì)與施工，可以快速部署、支持波長(zhǎng)的實(shí)時(shí)調(diào)度。
（4）比10G波分系統(tǒng)更好地容忍極化模色散(PMD)，以往10G不能開通的線路可以部署40G。
（5）支持與10G波分系統(tǒng)相同數(shù)量的OADM級(jí)聯(lián)。
（6）可將10G波分系統(tǒng)（CPL線路）直接升級(jí)到40G，無(wú)需改造光放大器等任何線路設(shè)備。
（7）支持未來(lái)100GE的長(zhǎng)途波分傳輸。

7  結(jié)束語(yǔ)

自2007年以來(lái)，已有來(lái)自北美、歐洲和亞洲地區(qū)的多家主要運(yùn)營(yíng)商選擇了具有DP-QPSK技術(shù)的北電40G傳輸產(chǎn)品OME6500，其中Verizon Business公開宣布選用北電的40G設(shè)備建設(shè)連接歐洲主要城市的泛歐網(wǎng)絡(luò)。在已經(jīng)完成和正在進(jìn)行中的用戶測(cè)試中，北電的方案也獲得普遍好評(píng)，預(yù)計(jì)在2008年還會(huì)有更多的用戶部署OME6500 40G系統(tǒng)。