SuperDRZ—實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大DWDM網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新技術(shù)

文/申安樂(lè)

　華為特有的SuperCRZ技術(shù)幫助國(guó)內(nèi)外多個(gè)運(yùn)營(yíng)商成功解決了超長(zhǎng)跨距的問(wèn)題，在2003年中國(guó)電信集團(tuán)北京設(shè)計(jì)研究院的超長(zhǎng)距實(shí)際光纖鏈路測(cè)試中更實(shí)現(xiàn)了4600公里無(wú)電中繼傳輸，達(dá)到了業(yè)界商用系統(tǒng)最高水平。在DWDM領(lǐng)域，華為從來(lái)沒(méi)有停止前進(jìn)的腳步，基于SuperCRZ，創(chuàng)新地開發(fā)出SuperDRZ技術(shù)。

越來(lái)越多的多媒體業(yè)務(wù)，如IPTV、VOD、視頻會(huì)議等逐漸推廣應(yīng)用，最后一公里的寬帶革命正在促使更強(qiáng)大的DWDM傳輸系統(tǒng)出現(xiàn)。DWDM網(wǎng)絡(luò)要為這些業(yè)務(wù)提供高效、大容量帶寬，需要擴(kuò)大單根光纖容量，并構(gòu)建一個(gè)可重構(gòu)的光層網(wǎng)絡(luò)。
 
10Gbps速率25GHz波長(zhǎng)間隔方案具有成熟的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈和明顯的成本優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)前提升光纖帶寬的具有最佳性價(jià)比的方案。但是，如何實(shí)現(xiàn)這種高波長(zhǎng)密度方案而又滿足超長(zhǎng)距離傳輸?shù)男枰�仍具有一定的挑�?zhàn)性。

具有智能控制平面的ROADM系統(tǒng)可以方便地實(shí)現(xiàn)光層的MESH拓?fù)�，并極大地提升帶寬利用率和端到端的業(yè)務(wù)提供能力，是構(gòu)建可重構(gòu)光層的關(guān)鍵技術(shù)。在可重構(gòu)光層網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)光波通道的傳輸距離可能從幾百公里改變?yōu)閹浊Ч�里。在同一個(gè)光纖中，來(lái)自不同節(jié)點(diǎn)之間的光波長(zhǎng)具有不同的光層參數(shù)，例如光功率、光信噪比、非線性和色散積累。如何控制這些參數(shù)在工程預(yù)算范圍之內(nèi)，并充分發(fā)揮整個(gè)可重構(gòu)光層網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)也是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

基于華為在全球獲得廣泛應(yīng)用的SuperCRZ技術(shù)，華為創(chuàng)新地開發(fā)出了SuperDRZ技術(shù)，為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)提供有力的技術(shù)支撐。

引入差分相位控制改進(jìn)SuperCRZ

SuperCRZ是對(duì)海纜傳輸技術(shù)（CRZ、DMS）進(jìn)行改進(jìn)的一項(xiàng)編碼技術(shù)，引入該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了陸地DWDM系統(tǒng)的超長(zhǎng)距離傳送。SuperDRZ則是在SuperCRZ基礎(chǔ)上作出了更進(jìn)一步的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了面向IP傳輸?shù)母�加�?qiáng)大的DWDM網(wǎng)絡(luò)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，SuperDRZ是一種先進(jìn)的RZ調(diào)制技術(shù)，它同時(shí)對(duì)光信號(hào)載波的相位和頻率啁啾進(jìn)行控制。SuperDRZ的得名一方面是由于繼承了SuperCRZ的先進(jìn)特性，另一方面是引入了差分相位（Differential Phase）控制的特征。

SuperCRZ是為ULH應(yīng)用所開發(fā)的技術(shù)，具有非常強(qiáng)的非線性積累容忍能力和對(duì)線路中線路色散補(bǔ)償不匹配的容忍能力。SuperCRZ的啁啾是其獲得以上特性的關(guān)鍵因素。SuperDRZ則繼承了SuperCRZ的這一優(yōu)秀特性，在RZ脈沖中也引入了類似的啁啾。

在SuperDRZ中，發(fā)射機(jī)將輸入的NRZ信號(hào)的上升演變?yōu)橐环N相位的RZ脈沖而將NRZ的下降演變?yōu)榱硪环N相位的RZ脈沖。兩個(gè)RZ脈沖之間有180度的相位差。通過(guò)這種改進(jìn)，基于SuperDRZ的DWDM系統(tǒng)可以提供非常優(yōu)秀的傳輸性能，可支持適應(yīng)新業(yè)務(wù)需求的可重構(gòu)光層。

實(shí)現(xiàn)更佳性價(jià)比的大容量超長(zhǎng)距離傳輸
SuperCRZ采用兩級(jí)調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)。第一級(jí)調(diào)制通過(guò)時(shí)鐘信號(hào)的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生帶啁啾的RZ脈沖。第二級(jí)調(diào)制通過(guò)信號(hào)對(duì)帶啁啾的RZ脈沖調(diào)制將信息加載到光信號(hào)上。SuperCRZ的啁啾特性是其具有超強(qiáng)非線性容忍能力的主要因素，使得SuperCRZ特別適用于實(shí)現(xiàn)高性能的超長(zhǎng)距離DWDM傳輸系統(tǒng)。

SuperDRZ信號(hào)的相位、幅度和數(shù)據(jù)調(diào)制同時(shí)在一個(gè)MZ調(diào)制器中高效實(shí)現(xiàn)。盡管SuperCRZ和SuperDRZ具有不同的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，但SuperDRZ信號(hào)具有與SuperCRZ相似的啁啾特征，從而具有與SuperCRZ類似的非線性性能。

SuperDRZ頻譜中的載波被完全抑制，從而使得SuperDRZ信號(hào)對(duì)光纖中的非線性效應(yīng)SBS和FWM具有更強(qiáng)的容忍能力。SuperDRZ也進(jìn)一步壓縮了頻譜中的邊峰，使得SuperDRZ可以實(shí)現(xiàn)10G速率的超高密度DWDM系統(tǒng)。

擴(kuò)大單根光纖的容量可以有多種方案，包括擴(kuò)展到L波段、提高單波速率和擴(kuò)大C波段波數(shù)。這些方案是否被市場(chǎng)接受的決定性因素是能否為客戶提供最高的性價(jià)比。10Gbps速率25GHz波長(zhǎng)間隔方案是當(dāng)前提升光纖帶寬的具有最佳性價(jià)比的方案。

在10G速率實(shí)現(xiàn)25GHz的波長(zhǎng)間隔，有多種傳統(tǒng)調(diào)制方式可供選擇，例如NRZ、ODB、CSRZ。但是這些調(diào)制方式都有缺點(diǎn)，無(wú)法適應(yīng)新一代DWDM網(wǎng)絡(luò)需求。CSRZ具有很好的OSNR容限和非線性性能。但是由于CSRZ頻譜較寬，不適用于25GHz波長(zhǎng)間隔系統(tǒng)。而NRZ和ODB都具有較窄的頻譜，它們的非線性和OSNR容限卻比較差，不能應(yīng)用于超長(zhǎng)距離傳輸。

 由于SuperDRZ的內(nèi)在的相位變化特征，SuperDRZ比CSRZ具有更好的碼間干擾容忍能力，與NRZ相當(dāng)。同時(shí)，作為RZ碼型以及載波抑制的特征，SuperDRZ比NRZ和ODB具有更好的非線性容忍能力。而且，SuperDRZ頻譜中的邊峰被進(jìn)一步壓縮，可以應(yīng)用于10G速率的超高波長(zhǎng)密度應(yīng)用。SuperDRZ實(shí)現(xiàn)方式相比傳統(tǒng)的CSRZ也更加簡(jiǎn)潔，具有更明顯的成本優(yōu)勢(shì)。SuperDRZ成為超C波段192波、超長(zhǎng)距離DWDM系統(tǒng)的最佳選擇。

增強(qiáng)光層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和調(diào)度靈活性
在SuperDRZ中，每一個(gè)代表”1”信號(hào)的RZ脈沖都與其相鄰的RZ脈沖之間有180度的相位差，不論它們之間相差多少個(gè)“0”信號(hào)。由于這一特性，使得脈沖擴(kuò)散導(dǎo)致的能量疊加是相消的干涉效應(yīng)，可有效減少ISI的影響，即使在較大的累積色散情況下仍保持較好的脈沖，因此SuperDRZ具有比RZ和CSRZ更小的由色散產(chǎn)生的信號(hào)畸變。

光層重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的超長(zhǎng)距離傳輸與常規(guī)的點(diǎn)到點(diǎn)超長(zhǎng)距離傳輸相比，除相同的非線性、OSNR要求外，還具有不同的特點(diǎn)。例如，ROADM使得網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)波長(zhǎng)可以方便地穿通多個(gè)ROADM節(jié)點(diǎn)。但是，多個(gè)ROADM的級(jí)聯(lián)將產(chǎn)生明顯的濾波效應(yīng)。如果信號(hào)的頻譜較寬，將可能嚴(yán)重劣化信號(hào)質(zhì)量，限制光信號(hào)的傳輸距離。SuperDRZ較窄的頻譜，可以有效解決這種效應(yīng)對(duì)信號(hào)傳輸距離的影響，減少電中繼的使用。從而有效降低網(wǎng)絡(luò)投資，并增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和調(diào)度靈活性。

SuperDRZ實(shí)現(xiàn)了在容量、傳輸距離和靈活性上的最佳平衡，將成為新一代更強(qiáng)大的DWDM系統(tǒng)的關(guān)鍵使能技術(shù)。