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40Gbit/s光传输系统关键技术及应用方案


摘要:随着网络服务的迅猛发展,对主干传输网明确提出了更高的传输率市场需求,在此背景下40Gbit/s传输系统逐渐转移到了历史舞台上。 首先,阐述了40Gbit/s系统的应用背景,使用的关键技术和不具有的优点。 然后得到40G系统的商用方案,对方案展开比较分析。

1 .背景90年代中期以来,网络容量依然每5~6年以4倍的速度稳步增加。 从622M到2.5G,从2.5G到10G,光纤传输速度的各进步过程以“道路交错,前途光明”的表现尤为众所周知。

最近,40G也面临着进化为10G的复杂阶段。 现在,人们认为向40G的步伐比容量减少的长时间规则明显领先,其原因是多方面的,包括市场需求的紧迫度、大容量10G波长复用技术的广泛应用、高速传输带来的技术和成本问题、电信泡沫的龟裂等。 同时,运营商在新技术中的应用越来越谨慎,网络优化和网络容量的提高也在进一步,网络建设更合理。

光通信市场下跌后,元气几乎要求完全恢复,显示出比较好的下降趋势。 互联网服务(特别是宽带服务)的迅速发展在很大程度上夹着市场对市场比特率的市场需求,而且由于3重播服务的频繁出现,运营商可以适当地使用更高速的速率。 因此,时隔数年,暂时沉默的40G系统再次转移到大家的视线中,人们再次充满著的期待。 2,40Gbit/s传输系统的关键技术40g bit/s系统的建立必须广泛应用电子学和光学领域的技术。

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首先,必须使网络服务的短距离粒子离开适合40Gbit/s信号的框架。 然后,自由选择适当的传输格式来展开编码,然后展开驱动和调制。 最后,发送到光纤转发到最近的光定标网站。

完成这些工作有许多重要的技术问题必须解决,主要包括IC材料技术、调制技术、光信噪比(OSNR )提高技术、色散补偿技术、超级FEC等。 (1)IC材料技术40Gbit/s网络随着脉长和脉冲间隔的变宽,信号抖动和码间故障(ISI )对信号的影响也变得更差。 为了确保高品质的波形传输,需要提高数字和模拟IC技术,以高速、宽带、低噪声对光波形进行整形、重新定位。

另外,IC功能的改善和功耗的增加是削减成本的适当手段。 在40Gbit/s系统中,许多芯片必须使用InP (铟磷)材料,但InP材料的制作困难,同时芯片尺寸太小,因此与光纤的耦合非常困难,插入损失大。 (2)调制技术目前主要有三种传统的光调制器:调制期望的半导体激光器(DFB-LD )、电吸收外部调制(EAM )、以及在DFB-LD芯片上构建的EAM和LiNbO3马赫-曾德尔(MachZehnder ) 这些调制器的应用领域根据各自的比特率、啁啾脉冲和波长依赖性要求。

前两种方式不适合高速系统,LiNbO3调制可以分解高速低啁啾传输信号,而且特性与波长无关,是40Gbit/sWDM传输系统的最佳自由选择。 40G调制格式的自由选择很难。 现在有NRZ码、差分相移键控RZ码、光孤子、伪线性RZ、啁啾RZ、全光谱RZ、双二进制等各种方式。

最近的研究成果分析使差分相移键控RZ码(DPSK )最受期待。 这种调制方式的频谱宽度在NRZ和RZ之间,比通常的RZ字节的频谱效率高,可以改良分散容限、非线性容限、PMD容限。

传输距离比通常的RZ代码长。 (3)提高光信噪比的技术与10Gbit/sWDM系统相比,40Gbit/sWDM系统由于光信噪比(OSNR )、色散、非线性,存在着PMD等需要解决的问题。

在40Gbit/s系统中,为了超过与10Gbit/s系统同样的传输差错率,系统OSNR需要提高6~8dB。 (4)色散补偿技术理论上色度色散成本和偏振模色散成本根据比特率的平方关系迅速增加,因此40G的色散和PMD容限比10G减少16倍,构建非常困难。 超过100ps/nm的分散允许差很小,在40Gbit/s的系统中可能会导致极其严重的允许,因此从系统的灵活性设计和经济性的观点出发,不应该使用星型分散补偿器(VDC )进行自动补偿。

40Gbit/s传输系统的另一个非常严重的制约因素是偏振模色散(PMD ),是由纤维心的不平面及内外压力(如光纤的倾斜)引起的。 由于引入了双折射,光纤中的两个传播偏振模式经历了群延迟的微分(DGD ),产生了脉冲的高度,即符号间故障(ISI ),显示了比特误差率的下降。 (5)超级FEC技术这是一项比较古老的技术,从1984年上市到现在已经开始了大规模的应用。

随着光速超过40G,提高光信噪比的玩耍性变得更大,成本和成本也变得更低,FEC成为非常重要的实用技术。 特别是关于40Gbit/s速率,使用带外FEC已经成为重要的使能技术之一,不仅可以使传输距离超过拒绝实用化,而且在一些短距离传输系统中,还可以执行廉价且简单的主动PMD补偿3,40g bit/s传输系统的主要优点是基于使用的重要技术及其自身的特性,(1)能够有效地用于传输频带,具有频谱效率低的优点。

(2)OAM的成本、复杂性、备件数量增加了。 特别是在城市骨干网络中,调度性、集成度优于4个10G系统,可以节约机房面积,增加设备堆栈,提高单节点设备的比特率管理能力和调度能力。 (3)每比特的成本比其他城市域网络的方案更经济。

(4)一般来说,单波长可以处理多个数据连接,核心网络的功能不会大幅增强,40G更高效且维护地支持业务。 根据以上优点,40G具备普遍的应用范围。 如果不具备商业模式,40Gbit/s模块很少出现在DWDM系统、ADM设备、大容量比特率管理设备和路由器上,获取数据中心和网络POP节点的高速网络功能。

因此,40G系统在城市骨干网络和长途干线网络中没有广泛应用。 4,40g bit/s传输系统的应用方案近年来随着互联网的普及和各种业务的巨大发展,路由器(特别是核心路由器)的容量市场需求大幅度提高,单机640Gbit/s容量的产品开始经常出现。 在实际生产网络中,每个核心节点的容量市场需求约为Tbit/s数量级。

你会发现核心路由器不会进入40G端口时代。 根据实验情况,40G系统主要适用于三种模式。

(1)新的N40Gbit/sWDM传输网络反对40Gbit/s路由器的最佳传输方式是40Gbit/sWDM传输技术。 目前,在40Gbit/sWDM技术中领先的是Mintera和StrataLight两家新兴公司,一些传统设备制造商也声称自己的产品反对40Gbit/s速率。 根据研究结论,如果组合适当的光纤(PMD系数在0.1ps/km1/2以内),现在地下通道间隔100GHz、传输距离在1000km以内的40Gbit/sWDM传输技术已经处于成熟期,光纤损耗和跨度(2)10/40Gbit/s混合传输最不现实的是在现有的10Gbit/sWDM系统中开通一些40Gbit/s速率波长信道,即10/40G混合传输技术,以反对在现场网络中传输40Gbit/s信号10/40G混合传输技术面临的课题是以50GHz间隔的40Gbit/s信号传输。

近年来,由于新设置了多个50GHz间隔(c波段80波)的10Gbit/sWDM系统,因此混传模式的应用必定拒绝在这些系统中开通40Gbit/s波长的地下通道。 50GHz间隔的40Gbit/sWDM系统的频谱利用率高达80%,因此滤波效果、非线性效果等不利因素的影响极大地允许了系统的传输性能。 研究发现,使用CSRZ编码类型,50GHz间隔系统中的40Gbit/s信号的ONSR容限比100GHz间隔系统高大约2dB。

另外,关于OTU和滤波器器件的波长稳定性,明确提出了更严格的拒绝,中心波长偏移多为0.02nm时,不会带来约1dB的滤波成本。 (3)410Gbit/s偏移复用技术40Gbit/sWDM传输系统在技术构建和成本因素上都没有很多允许,但偏移匹配(IMUX )技术提供快捷方式,在10Gbit/sWDM系统上提供40Gbit/s ) 偏移匹配是指,在发送终端中,将一路高速率信号解法应用于几个电路的低速率信号,在经过低速率的传输系统的传输后,在接收侧,将复用低速率信号应用于一路高速率信号。 这正好被忽略了一般的复用技术,所以称为偏移匹配。

短距离IMUX技术的构筑并不简单,但不能高估高速IMUX技术的构筑可玩性,实质上现在的40Gbit/sIMUX技术的构筑可玩性比40Gbit/sWDM技术小。 40千兆位/simux技术的优点仅次于无需改建现有的10千兆位/swdm系统就能构建对40千兆位/s业务传输的反对。 现网中的核心路由器之间一般需要通过WDM系统的波长通道连接,在这样的网络架构中,40Gbit/sIMUX可以如图1右图那样构建为两个方位:第一个方位是路由器模块, 即路由器接口板内(核心路由器模块第二个方位是WDM设备业务外侧模块,即在OTU业务外侧取得40Gbit/s模块,完成与路由器40Gbit/s模块的访问,波长侧是4个100 4.1方案如上所述,要彻底解决40Gbit/s信号的传输问题还需要时间。

可能的解决方案发展路径如下: 10/40Gbit/s混传技术最初可以在满足几个条件的线路上应用,但没有规模效果。 40Gbit/sIMUX技术进入成熟期后,根据现有的10Gbit/sWDM系统,可以得到允许条件更严格的40Gbit/s信号传输解决方案。 但是,40Gbit/sIMUX是过渡性技术,构成规模效果的40Gbit/sWDM系统是解决问题40Gbit/s信号传输问题的最后解决方案。

5 .总结下一代网络的一个明显特征是网络的业务性,下一代光传输设备必须充分考虑对将来网络业务的反对。 2.5G和10G是现在网络中最常用的模块,但随着比特率市场的需求进一步减少,40Gbit/s技术是下一代通信网最重要的技术,传输网向40Gbit/s前进是网络40Gbit/s继续面临一系列技术困难,目前这些困难已经存在或有了适当的解决办法,不远的将来,40Gbit/s系统最终将登上传输领域的舞台,在今后几年的基干网和城市核心网中最为重要_江苏体彩网|首页。

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