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开启大容量传送网的新纪元

——朋来40G DWDM解决方案
朋来 张宾

目前随着三重播放、视频点播和互联网高速接入等数据业务的日益增长,以及伴随着国内3G移动通信时代的到来,对传输网的带宽消耗呈几何级增长趋势,网络正面临传输带宽严重不足的困难。而FTTX等高速率的接入网网络的改造部署,已经逐渐的解决了“最后一公里”的速率瓶颈,而目前的骨干传送网对于高带宽业务发展的支持却显得越来越力不从心。
而随着业务层面40G高端路由器的商用, 40G波分系统的部署也迫在眉睫。
相对于10G系统来说,建设40G波分系统作为大容量波分建设方案有以下优势:
1) 调高频谱效率;
2) 节省机房空间、节电;
3) 节省维护成本,提高管理调度效率;
4) 随着产业的进一步成熟,也会降低每比特的传输成本,从而更进一步促进40G系统的大规模应用。

一、 朋来40G解决方案的特点
朋来公司近些年一直致力于40G波分系统的研究,早在2005年就成功开通了国内第一条80×40G的商用工程,实现了40G和10G业务的混传。而后朋来经过不断创新,目前已经推出了基于NRZ、ODB、sDPSK 三种40G编码技术的40G解决方案,并掌握了功率均衡、增益锁定、单通道精确色散补偿技术等核心技术,在40G\10G混传方面有一定的工程经验。针对于不同的应用网络,推出了完美的40G解决方案,解决运营商的网络容量难题。
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图1 朋来40G解决方案特点

多种40G码型支持,应用不同网络场景
FONST W1600设备目前可以支持NRZ、ODB、sDPSK三种40G编码。NRZ支持100GHZ波道间隔,可以低成本的实现40波的40G系统较长距离可靠传送;ODB支持50GHZ波道间隔,可以支持3.2T的较长距离系统传送;sDPSK可以支持50GHZ,并有较好的信噪比容限,可以实现3.2T大容量长距离的稳定运行。
并且朋来正在研发基于FONST W1600设备的跟先进的40G编码技术,同时系统支持多种编码在同一系统上可靠运行。

超长距离的传输功能-喇曼放大及超强FEC的应用
目前朋来公司FONST W1600所有光接口采用G.709封装,采用SFEC技术,提高系统编码增益可达9dB,提高系统的信噪比容忍能力,保证系统容量,以支持高速率长距离传输。
40G系统对于10G来说在信噪比、非线性的方面都有较高的要求,而采用拉曼放大器可以引入较小的自发辐射噪声和非线性,朋来曾在黑龙江首开国内拉曼放大器应用先河,对于拉曼放大器也有丰富的工程应用经验,配合SFEC技术+sDPSK实现3.2T的超长距离传输。
40G全部采用波长可调型OTU,以方便工程开通维护
40G速率OTU全部采用C波段可调谐,以方便后期工程的开通和维护,并为后期光层调度,ROADM的引入提供技术支持。

40G OTU兼容单板设计,方便后期网络改造和维护
40G速率OUT单板全部采用兼容性设计,不同调制码型单板兼容,改变编码方式只需更换相应的光电转换部分,如此设计可以方便以后网络的改造和维护更换。

完善40G/10G混传技术和经验
朋来已经掌握40G/10G混传技术,可在现有符合条件的10G传输系统上直接插40G OTU来传送40G业务,从而减少网络的重复建设。朋来公司40G/10G混传技术已在中国电信沪杭40G工程中得到了充分的网络运营验证,目前尚可靠运行,具有丰富的混传工程经验,可在工程中大量应用。
并设计了4×10G TMUX机盘,在40G系统中传送10G业务,提高系统的频谱利用率。

40G系统的精确色散补偿技术
朋来公司采用两级色散补偿的方式,DCM补偿精补偿和TDCM(Tunable DCM,可调色散补偿)精确补偿相结合的方式。第一级粗补偿,采用DCM的方式,第二级采用TDCM精确补偿方式 ,在实际的系统设计当中,通常要求第一级DCM补偿之后在整个C波道的各个波长的残余色散在800PS之内,再次通过TDCM来进行每个波道精确调节。
系统对于色散留有充足的可控余量,可适应网络工程中的色散变化,以保证系统的稳定可靠。

独特的功率控制技术
系统采用智能光功率控制、VOA自动光功率调节等技术,保障网络长期稳定性要求。
1) 朋来的EDFA采用了智能化的光功率控制技术,自动适配输出光功率及各波道光功率分配等。
2) 在DWDM系统中应用VOA技术,方便的实现系统功率平衡及动态适应线路损耗由于温度等因素所发生的变化,保证系统的正常稳定运行。

大容量业务接入、灵活业务调度
考虑到运营商紧张的机房空间,朋来的DWDM系统沿袭了一贯做法,提供更大的业务接入能力。
朋来OTM设备目前最大可实现3.2T的业务接入,提高了系统的传输容量,大大缓解了运营商的网络容量压力,提高运维效率,减少机房占用,降低设备功耗。
并支持光层的ROADM调度,可提供WB、PLC、WSS三种模块,最大可实现8个方向的波长调度,实现光层的灵活调度,为最终实现MESH网打下坚实基础。

工程应用
FONST W1600 DWDM系统自推出以来,承建了大量的国家干线工程,曾开通沪杭3.2T工程,实现40G/10G混传,精确色散管理、分布式喇曼放大等方面具有多项创新,并且截至目前性能表现稳定。
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图2 上海至杭州40G WDM工程

二、 40G工程应用
1)省际超长距离大容量光传送网
目前40G应用的主要领域是省际骨干网,省际骨干网的特点是传输容量大,距离长,业务相对稳定,可靠性要求高,对建网成本不敏感。要实现40G的大容量长距离传输,对系统的OSNR、色散容限、PMD、非线性等技术性能都要求较高。
朋来采用先进的新型编码技术sDPSK,支持50G HZ信道间隔,对信噪比有较好的容限,,可以减少WDM系统中信道间XPM效应造成的损伤,同时对接受信号的功率波动有更高的容限。在该系统中引入RAMAN放大技术、动态增益控制和均衡技术、单波道动态精确色散补偿、SFEC技术等,满足系统对色散、功率、PMD、非线性、OSNR的性能要求。图3为朋来新一代40G波分平台.
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图3 朋来新一代40G波分平台

目前该系统经测试,即可以提供单口40G POS光口,也可以提供4×10G TMUX端口,实现 40G\10G混传的同时,有效提高频谱利用率。

2)省内大容量光传送网
未来2~3年,省内光传送网会出现大量的40G业务需要在波分层面上承载,其网络特点是传输容量大,传输距离较长,对于建网成本较为敏感。
基于ODB(PSBT)编码方式的解决方案,可以有效的提高系统的色散容限减小信道间隔(50G HZ),相对于sDPSK编码方式可以有效的降低成本。并兼容省际大容量光传送网的各种线路管理技术,实现C波段80*40G容量较长距离传输,支持40G\10G业务混传,满足省内干线的传输要求。

3)城域光传送网
未来的1~3年,城域网将会出现少量40G接口业务,随着接入层面带宽的提升,4~5年将会大量出现40G端口。城域网的特点是传输容量较大,传输距离相对较短,满足OSNR、CD、PMD、非线性等的技术性能实现较为容易。
NRZ作为城域网40G编码技术,可以最低成本的建设城域40G波分网络。从而在实现40G业务完美传送的同时,又可有效的控制成本。
早在2005年,朋来公司就与中国电信合作,成功开发出了3.2T(80×40G) DWDM平台,并在国内首次成功实现了工程应用。在国内首次采用NRZ码进行40Gb/s DWDM传输,在40Gb/s DWDM系统精确色散管理、分布式喇曼放大和不等跨距的分布式喇曼放大的OSNR分析软件等方面具有多项创新,上海至杭州40G WDM工程加载了实际业务,全线运行稳定。

三、 朋来40G解决方案的进一步发展
目前朋来正在同步研发基于FONST W1600的RZ-DQPSK和PM-QPSK编码技术,相应的OSNR、CD和PMD容忍能力将显著提升。可以实现3.2T容量超长距离无电光中继传输。朋来公司正加紧这方面的研发进度,将于明年初推出这一系列的40G解决方案,为客户提供最简捷高效的40G解决方案。

四、 小结
目前10G波分系统在传输容量上的局限,可以通过捆绑多个10G WDM进行线路传输虽然可以解决部分的容量问题,但终究解决不了40G路由器端口的传输问题,也存在投资、维护、管理、光纤资源的方面困难,所以部署40G波分是大势所趋。
但目前40G系统大规模部署还面临着成本方面的问题,根据OVUM-PHK2008年的调研结果,强度调制40G OTU的成本是10G 的8~10倍,相位调制40G OTU的成本是10G的15~20倍, 离业界公认的规模应用的2.5倍门限值还有差距。但随着40G的进一步推动应用,产业的进一步成熟,成本会逐步降低,最终每比特的传输成本低于目前的10G系统,实现大规模应用。
朋来公司将不懈努力,为客户提供完美的40G解决方案,与客户实现共赢。

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