張成良，韋樂平

（1.中國電信股份有限公司北京研究院 北京 100035；2.中國電信集團公司 北京 100032）

1 引言

流量增長歷來是傳送網(wǎng)技術發(fā)展的主要驅動力量。近年來以視頻業(yè)務為代表的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務蓬勃發(fā)展，移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務高速增長，云計算應用蓄勢待發(fā)，美國Cisco VNI預計，未來5年全球IP流量的年增長率依然可達到29%。就我國情況看，按照中國電信集團公司（以下簡稱中國電信）的最新預測，盡管未來5年干線網(wǎng)流量的年增長率相對會有一些回落，但依然會高達35%～50%。按照這樣的增長趨勢，預計到2020年，中國電信省際傳送網(wǎng)最大截面的容量將超過80 Tbit/s，最大的節(jié)點交換容量將超過300 Tbit/s。

面對互聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務的快速發(fā)展，現(xiàn)有傳送網(wǎng)的鏈路、節(jié)點容量和功能均已不能滿足需求，亟需引入新的網(wǎng)絡架構和組網(wǎng)技術。建設一張面向更高速率、更高可靠性、更低成本、更靈活、層次更清晰的新一代傳送網(wǎng)是運營商的必然選擇。所謂新一代傳送網(wǎng)，有3個基本特征是必備的，即超高速傳輸、透明聯(lián)網(wǎng)和超低損光纖。本文將重點圍繞這3個基本特征對新一代傳送網(wǎng)所涉及的關鍵組網(wǎng)技術的發(fā)展趨勢進行探討。

2 透明聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展趨勢

所謂網(wǎng)絡的透明性，泛指網(wǎng)絡對信號傳輸?shù)谋忍?、定時和時延透明，即與傳送的信號細節(jié)基本無關。這種網(wǎng)絡的透明性是運營商長期追求的理想，有利于兼容不同制式、不同格式和不同速率的信號，維持基礎設施的長期穩(wěn)定性，有助于新老系統(tǒng)的共存，既保護已有投資，又不妨礙新技術引入，但面臨未來發(fā)展不確定的復雜形勢。OTN的出現(xiàn)和成熟提供了初步的透明聯(lián)網(wǎng)能力，下一步的發(fā)展則是全光聯(lián)網(wǎng)，即真正實現(xiàn)光層面的透明聯(lián)網(wǎng)，完全消除電子設備引起的節(jié)點和鏈路瓶頸，兩者相輔相成，共同構成未來的透明光傳送網(wǎng)絡，支撐電信網(wǎng)的長遠可持續(xù)發(fā)展。

作為透明聯(lián)網(wǎng)第一步的OTN技術是一個包括光層和電層在內的完整的光網(wǎng)絡體系結構。從OTN設備呈現(xiàn)方式上看，既可以作為獨立的交叉設備使用，也可以與WDM系統(tǒng)集成在一起使用。OTN技術的發(fā)展包括兩方面：一是向容量更大的設備形態(tài)發(fā)展，包括交叉容量的增加和接口速率的提升；二是面向多業(yè)務承載平臺的演進。

2.1 OTN設備交叉容量與接口

目前商用化OTN設備支持的最大電交叉容量可達6.4 TB，支持 ODUk（k=0，1，2，3，4，flex）等交叉連接顆粒，下一步將開發(fā)交叉容量達10～20 TB的大容量OTN設備。從技術上看，基于現(xiàn)有交換技術的OTN設備容量的進一步提升面臨技術瓶頸，如槽位數(shù)量和單槽位容量、功耗的限制等。進一步提升OTN設備交叉容量的思路是采用類似集群路由器的實現(xiàn)方案。目前主流的集群交換架構大多采用多平面多級Clos或者Benes架構，這種集群交換方案存在的主要問題是隨著交換容量的增長，功耗和熱處理將面臨很大的挑戰(zhàn)。另外設備內的光互聯(lián)數(shù)量巨大、結構復雜，給網(wǎng)絡維護造成很大壓力。已經(jīng)有報道關注采用OBS（光突發(fā)交換）技術來實現(xiàn)PB（1 000 TB）級的大容量集群光交換系統(tǒng)。

在OTN接口速率方面，目前OTN能夠提供的最高接口速率是100 Gbit/s(OTU4)，ITU-T已經(jīng)開始了超100 Gbit/s OTN接口的研究。超100 Gbit/s OTN接口有兩種發(fā)展思路：一種是延續(xù)原有的方式，定義一個固定速率的OTU5/ODU5，ODU5的速率與IEEE未來定義的超100GE接口速率相匹配，如400GE或1 000GE；另外一種思路是獨立于以太網(wǎng)接口速率，定義一種速率靈活的OTN架構，以便能夠滿足不同業(yè)務的發(fā)展需求，并充分利用新型光調制技術的優(yōu)勢。從2012年9月的ITU-T SG15全會的情況來看，業(yè)界更傾向于采用后一種思路。目前速率靈活的OTN接口的具體實現(xiàn)思路主要有兩種：一種是采用類似ODUk的虛級聯(lián)技術，將高速業(yè)務信號分散到多個ODU/OTU/OCh光通路中進行傳送；另一種是維持目前單個ODU/OTU/OCh的方式，并采用新型的多載波光調制技術 （如OFDM、Nyquist-WDM等），通過改變子載波的數(shù)量來調整速率。無論是選擇固定速率還是靈活速率，超100 Gbit/s OTN接口都將采用并行接口（OTL）的方式，如N×28 Gbit/s。

2.2 基于分組增強的OTN技術

OTN技術在接口、映射、復用等方面不斷發(fā)展和演進，以更好地適應數(shù)據(jù)業(yè)務的承載。近來業(yè)界開始越來越多地關注P-OTN（分組增強型OTN，也稱為P-OTS，分組增強的光傳送系統(tǒng)）的概念。P-OTN將OTN和以太網(wǎng)/MPLS-TP等諸多功能集于一身，減少了設備的種類，可以通過以太網(wǎng)或MPLS-TP實現(xiàn)L2分組交換網(wǎng)絡，以適應運營商不同的傳送網(wǎng)部署策略。分組增強的OTN技術可以用于提供大帶寬的以太網(wǎng)虛擬專線業(yè)務，作為MSTP以太網(wǎng)專線業(yè)務的升級和演進；還可用于IP城域網(wǎng)的承載，包括OLT到BRAS/SR的連接以及BRAS/SR到核心路由器（CR）的連接承載，實現(xiàn) GE→10GE、10GE→40GE/100GE的匯聚，解決不同層次的網(wǎng)絡設備端口不匹配和低速端口過多的問題。

從發(fā)展的角度看，P-OTN將成為一個新的融合的傳送交換平臺，具備電路交換、分組交換、光交換的能力和光控制面功能。結合 SDH ADM、DWDM、ROADM、OTN、ASON/GMPLS和電信級以太網(wǎng)交換等功能，初期實現(xiàn)可能只具備其中的部分功能，隨著逐漸演進，不斷融合吸收其他設備功能，從而大大減少網(wǎng)絡設備的種類和空間，降低了網(wǎng)絡成本，簡化了維護運行流程。

2.3 OTN應用場景和IP分流

OTN設備的引入可以改變目前骨干WDM系統(tǒng)不成網(wǎng)的現(xiàn)狀，使骨干光傳送網(wǎng)真正聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)業(yè)務的端到端自動調度，提高光傳送網(wǎng)的可靠性。運營商通過部署OTN可以提供GE～100GE的大帶寬傳輸專線業(yè)務，滿足ICP、銀行等政企客戶對網(wǎng)絡帶寬的需求。同時，隨著100 Gbit/s時代的來臨，OTN技術可以用于IP分流（IP offloading），促進IP網(wǎng)絡的扁平化，減少對核心路由器容量和接口數(shù)量的需求，降低建網(wǎng)成本。

目前IP骨干網(wǎng)普遍采用IP over WDM的組網(wǎng)方式，分為核心、匯聚和接入3個層次。IP骨干網(wǎng)的組網(wǎng)模式一般是匯聚路由器（AR）雙歸屬到核心路由器，核心路由器完成匯聚路由器之間的業(yè)務轉發(fā)和疏導。在經(jīng)過核心路由器的業(yè)務流量中，有50%以上屬于穿通流量，這些穿通流量大大加重了核心路由器的負擔，占據(jù)著核心路由器的寶貴轉發(fā)資源?；谏鲜鲈?，業(yè)界提出了IP分流的概念。IP分流指針對IP網(wǎng)絡中核心路由器存在的“穿通流量”，利用OTN所具有的低速業(yè)務匯聚、調度和端口匯聚能力，在業(yè)務量達到一定門限的路由器之間建立傳輸層直達鏈路，從而節(jié)約核心路由器的接口數(shù)量，降低對其容量的要求和網(wǎng)絡成本，如圖1所示。

圖1 IP分流示意

運營商目前實施的IP骨干網(wǎng)的扁平化可以看作 “波長級IP分流”，基于OTN的IP分流與IP網(wǎng)絡扁平化的主要差異見表1。

表1 基于OTN的IP分流與IP網(wǎng)絡扁平化的區(qū)別

隨著100 Gbit/s WDM的大規(guī)模部署和IP網(wǎng)絡結構的扁平化，IP骨干網(wǎng)中不同區(qū)域的匯聚與核心節(jié)點之間的流量分布存在很大的不一致性，需要傳送網(wǎng)具有提供多顆粒（10 Gbit/s/40 Gbit/s/100 Gbit/s）業(yè)務承載的能力?；贠TN的IP分流可以匹配路由器互聯(lián)帶寬需求與WDM傳輸系統(tǒng)速率的不一致，適應不同段落IP鏈路帶寬需求的差異性，促進IP網(wǎng)絡的扁平化。將高速通道化接口和OTN的端到端靈活調度能力結合在一起，可以快速響應IP網(wǎng)的突發(fā)業(yè)務需求，實現(xiàn)帶寬的靈活調整，解決網(wǎng)絡帶寬升級時低速接口的浪費問題。根據(jù)初步分析，通過IP與OTN聯(lián)合組網(wǎng)，核心路由器的轉接流量可以減少30%左右，不僅減少了對昂貴路由器端口的需要，降低了網(wǎng)絡成本，而且改進了網(wǎng)絡性能。

2.4 全光聯(lián)網(wǎng)技術

互聯(lián)網(wǎng)流量的持續(xù)高速增長，特別是P2P流量和視頻流量的快速增長，對網(wǎng)絡容量和組網(wǎng)靈活性提出了很高的要求，再加上光器件技術的不斷進步和成本的不斷下降，可以動態(tài)實現(xiàn)任意波長上下路的靈活組網(wǎng)設備——可重構的光分插復用器（ROADM）開始受到業(yè)界的關注，并在北美地區(qū)率先得到應用。ROADM的主要優(yōu)點如下。

·消除電設備導致的帶寬瓶頸。目前，傳送網(wǎng)的節(jié)點和鏈路容量的增長速度均無法趕上互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務量的增長速度，而純光的ROADM可以保證網(wǎng)絡容量的持續(xù)擴展性。

·實現(xiàn)對客戶層信號的透明性。由于網(wǎng)絡中取消了光—電—光再生設備，可以全透明地支持任意速率、格式或協(xié)議的客戶層信號，對于當前面臨的未來發(fā)展不確定的復雜形勢，這種透明性有利于維持基礎設施的長期穩(wěn)定性。

·簡化并加快了高速電路的指配和業(yè)務供給速度。由于ROADM減少了光電轉換環(huán)節(jié)，可以遠程實現(xiàn)任意波長靈活、動態(tài)的上下路，從而減少了電路配置時間，加速了業(yè)務供給速度，降低了人工操作的失誤概率，有利于網(wǎng)絡運行工作向集約化方向演進。

·降低了建網(wǎng)費用和運營維護成本。由于簡化了網(wǎng)絡層次和結構，減少了網(wǎng)元和昂貴、耗電的電/光轉換設備，簡化了網(wǎng)絡管理和規(guī)劃，從而不僅降低了全網(wǎng)建網(wǎng)費用，而且也大幅度減少了網(wǎng)絡維護運行、擴容升級、地產(chǎn)和電源成本。

·節(jié)省網(wǎng)絡能耗。利用波長的去碎片化，可以有效地使用光通道提高光纖利用率，降低能耗達50%。

從技術角度看，ROADM的實現(xiàn)技術有很多，第三代基于多端口波長選擇開關（WSS）技術已經(jīng)成為主流趨勢，其插入損耗低、體積小、成本低，且真正實現(xiàn)了網(wǎng)絡波長可重構，具有較高的組網(wǎng)靈活性和經(jīng)濟性，應用日益廣泛。美國Verizon公司的應用效果表明，網(wǎng)絡可以減少70%的光—電—光再生設備，從而使得設備投資減少50%，空間/租金減少60%，電費降低50%。

ROADM發(fā)展的長遠方向是實現(xiàn)5個“無”，即無色（與波長無關）、無方向（與傳輸方向無關）、無沖突、無光濾波器和無格柵，真正達到透明靈活組網(wǎng)的目標，目前成本還太高，還需要更多更有效的技術創(chuàng)新，同時還需要仔細考慮具體網(wǎng)絡的特點、對維護管理體制的適應性以及與其他競爭性新技術的比較，這樣才有可能獲得最有效、合理的應用，這方面還需要有橫向和縱向層面的深入分析。

從應用上看，由于骨干網(wǎng)地理范圍大，全光傳輸距離受限，再生是ROADM組網(wǎng)中必須考慮的問題。全光再生技術在可預見的將來還難以成熟，因此“先下路進行OEO再生，然后上路”是ROADM完成業(yè)務再生的唯一選擇。在組網(wǎng)策略上，結合OTN電交叉和ROADM光交叉能力的光電混合交叉設備是解決ROADM組網(wǎng)再生問題的最佳方案；OTN電交叉還可以提供子波長業(yè)務匯聚、調度、保護等能力，進一步提高骨干傳送網(wǎng)的業(yè)務提供能力。

3 超高速WDM技術的發(fā)展趨勢

3.1 單波100Gbit/sWDM系統(tǒng)

單波100 Gbit/s WDM是當前超高速WDM技術的最大熱門，經(jīng)過多年的研究和積累，目前100 Gbit/s WDM傳輸技術已經(jīng)具備了規(guī)模商用的部署條件。不同于當年40 Gbit/s WDM傳輸技術從出現(xiàn)到商用近10年的漫長歷史，100 Gbit/s WDM傳輸技術的發(fā)展速度要快很多。其中，100 Gbit/s WDM傳輸技術標準的統(tǒng)一是重要因素。2009年7月，OIF發(fā)布了題為 “100 Gbit/s Ultra Long Haul DWDM Framework Document(100 Gbit/s超長距密集波分復用框架文件)”的白皮書，提議業(yè)界采用雙極化正交相移鍵控（DP-QPSK）調制技術和相干接收技術作為骨干超長距100 Gbit/s DWDM傳輸系統(tǒng)的技術路線。業(yè)界主流廠商的100 Gbit/s WDM傳輸設備無一例外，均采用了OIF建議的相干接收+DP-QPSK調制技術方案，如圖2所示。

圖 2 100 Gbit/s PM-QPSK的發(fā)射機和接收機示意

100 Gbit/s WDM傳輸系統(tǒng)的另一項關鍵技術是前向糾錯（FEC）。100 Gbit/s時代的FEC技術相比40 Gbit/s時代又有新的進展：首先，傳統(tǒng)硬判決（HD）FEC技術糾錯能力進一步提高，在保持7%左右FEC編碼冗余不變的前提下，糾錯容限從40 Gbit/s時代的 2×10-3提高到 4×10-3左右；其次，出現(xiàn)了軟判決（SD）FEC技術，SD FEC技術的基本原理是在“判決”和“糾錯”兩個環(huán)節(jié)間建立某種形式的反饋機制，從而進一步提高糾錯能力，100 Gbit/s SD FEC的編碼冗余一般都在15%以上，目前商用100 Gbit/s WDM設備的SD FEC糾錯容限為 1.5×10-2～2×10-2，相對于 HD FEC，凈編碼增益（NCG）提高大約1.5 dB。

3.2 400 Gbit/s及以上速率WDM系統(tǒng)

目前超100 Gbit/s WDM傳輸技術的研究熱點集中在400Gbit/s和1 Tbit/s（1 000 Gbit/s）兩種速率上，這與IEEE定義的下一代以太網(wǎng)速率密切相關。超100 Gbit/s WDM傳輸技術有幾個共同的特點。

·繼承了100 Gbit/s時代開始采用的偏振復用和相干接收技術：偏振復用有利于降低信號波特率，相干接收有利于改善接收性能，實現(xiàn)PMD和色度色散補償。

·更復雜的調制技術：受限于材料性能和芯片工藝，光電器件的實際處理速率的增長速度無法跟上單波速率的增長速度，超100 Gbit/s需要采用諸如16QAM、32QAM、OFDM等更復雜的調制技術，從而可以用較低的波特率實現(xiàn)所需的比特率。

·靈活的波道間隔：無論是10 Gbit/s、40 Gbit/s還是100 Gbit/s，DWDM系統(tǒng)的波道間隔要求始終是50 GHz，但在超100 Gbit/s時代，將需要更靈活的波道間隔，在提高頻譜效率和確保無電中繼傳輸距離之間需要取得一定的平衡。

·更突出的非線性受限問題：由于采用相干接收技術，色度色散和PMD不再成為超高速WDM系統(tǒng)的限制因素，但隨著調制復雜度和頻譜效率的提高，非線性效應在超100 Gbit/s WDM系統(tǒng)中的影響越來越嚴重，帶來對WDM系統(tǒng)的功率控制以及對光纖衰耗性能要求的提高。

目前最流行的單波400 Gbit/s調制方案是雙載波PM-16QAM，如圖3所示。400 Gbit/s信號首先分為2個光子載波傳送，信號速率降低一半至200 Gbit/s，再通過偏振復用進一步降低至100 Gbit/s，最后通過16QAM調制降低為1/4，因此實際碼元速率僅為25 Gbit/s。400 Gbit/s雙載波PM-16QAM的實際波特率與目前100 Gbit/s PM-QPSK一致，支持重用核心芯片（即阿朗、Ciena、華為等廠商下一代100 Gbit/s宣稱支持100 Gbit/s/200 Gbit/s/400 Gbit/s等多種速率的原因）。一般情況下，兩個子載波的波道間隔為50 GHz，因此通過100 GHz頻帶傳送400 Gbit/s信號，頻譜效率為4 Gbit/(s·Hz)。若采用靈活格柵技術，每個子載波的帶寬可望控制在25×1.5=37.5 GHz左右，可以實現(xiàn)在75 GHz頻帶內傳送400 Gbit/s信號，頻譜效率提高到5.3 bit/(s·Hz)。

圖3 采用雙載波PM-16QAM的400 Gbit/s WDM方案

單波1 Tbit/s光纖傳輸技術面臨的技術難度更高，業(yè)界尋求通過超級通路（super channel）方案來解決頻譜效率與傳輸距離之間的平衡問題。超級通路技術的基本原理是在一個通道中包含若干個子載波，共同傳輸一路高速信號，每個子載波的速率可以降低，從而降低了實現(xiàn)難度。目前比較熱門的兩種技術是正交頻分復用（OFDM）技術和奈奎斯特WDM （Nyquist-WDM）技術。

正交頻分復用技術的原理是將數(shù)據(jù)通過大量頻域內正交的子載波來傳送信號，簡而言之是“頻域正交，時域壓縮”，如圖4（a）所示。OFDM信號的產(chǎn)生可以是電域（eOFDM）的，也可以是光域（O-OFDM）的，eOFDM 可以實現(xiàn)更高的頻譜效率，但芯片實現(xiàn)難度大；O-OFDM的實現(xiàn)相對簡單，但性能相對較差?；贠FDM還可以延伸出單載頻頻分復用（SCFDM）方式，峰均比較小，可望改進非線性容限。

Nyquist-WDM技術的基本原理與OFDM正好相反，發(fā)送端將單個子載波信號通過數(shù)字濾波或者光學濾波方式在頻域內整形為近似矩形，在頻域內的多個子載波可以無間隔地并行傳輸，進而提高頻譜效率。簡而言之是“頻域壓縮，時域正交”，如圖4（b）所示。采用光學濾波的Nyquist-WDM系統(tǒng)實現(xiàn)難度較低，技術難點是對光域壓縮損耗的補償。

綜上所述，400 Gbit/s WDM傳輸技術路線相對清晰，雙載波PM-16QAM可以部分重用目前100 Gbit/s PM-QPSK調制技術的核心技術和關鍵芯片，有可能成為第一代單波400 Gbit/s調制技術。1 Tbit/s WDM傳輸技術路線尚不明確，業(yè)界傾向于采用超級通路技術，OFDM和Nyquist-WDM是目前最熱門的兩類候選技術方案。前者收發(fā)端需要復雜的DSP處理，非線性容限較差；后者無FET操作，發(fā)送端DSP處理相對較簡單，非線性容限也較高，兩者各有特點，目前還沒有肯定的結論，或許實施某種程度的融合，實現(xiàn)優(yōu)勢互補也是一條較好的出路。

圖4 OFDM和Nyquist-WDM原理示意

4 新型光纖技術的發(fā)展趨勢

隨著20世紀90年代初建設的“八縱八橫”干線光纜逐漸進入20年的設計壽命期，我國即將進入新一輪光纖光纜建設期。光纜屬于信息基礎設施的基礎，要考慮至少20年的技術發(fā)展和容量需求，因此需要有更遠的前瞻性考慮。目前網(wǎng)絡部署的骨干光纜光纖類型主要包括G.652和G.655，其中G.652光纖由于有較大的有效面積以及合適的色散系數(shù)，具備一定的性能優(yōu)勢，特別是在相干100 Gbit/s WDM系統(tǒng)中，色度色散和PMD不再成為限制因素，非線性效應的影響更加突出，G.652光纖的性能優(yōu)勢也更加明顯。

超100 Gbit/s等超高速WDM傳輸系統(tǒng)對非線性效應越來越敏感，入纖功率的控制將越來越嚴格，因此光纖段落損耗對系統(tǒng)傳輸距離的影響變得越來越重要。在此背景下，降低光纖衰耗系數(shù)重新成為光纖技術發(fā)展的主要趨勢。目前低衰耗光纖技術在G.652光纖中主要有兩種技術。

·采用常規(guī)G.652光纖工藝（芯區(qū)摻鍺），通過改善預制棒純度和拉絲過程的潔凈度，減少非本征衰耗，達到降低損耗的目的。這種技術通常稱為低損耗（low loss，LL）光纖技術，廠商 G.652 LL光纖的損耗系數(shù)是0.18～0.185 dB/km （常規(guī)G.652光纖的損耗系數(shù)要求為0.20 dB/km），價格比常規(guī)光纖稍貴，按照光纜價格計算，則幾乎可以忽略。

·采用新型工藝的超低損耗 （ultra low loss，ULL）光纖，該技術借鑒海纜純硅芯光纖工藝，芯區(qū)采用純二氧化硅，最大限度地降低本征衰耗，包層通過重度摻氟降低折射率，達到所需的折射率分布。由于工藝復雜，目前只有康寧公司推出了G.652 ULL光纖商用產(chǎn)品，損耗系數(shù)大約是0.17 dB/km，價格大約是常規(guī)光纖的3倍，但若與節(jié)省的昂貴的高速轉發(fā)器相比，則在不少超高速應用場景下是值得的。

根據(jù)ITU-T規(guī)定的光纖可用光譜寬度和香農極限理論，單模光纖的理論容量極限大約是400 Tbit/s（假設頻譜效率是10 bit/(s·Hz)），進一步考慮到光纖放大器的可用帶寬僅為光纖可用光譜寬度的1/4，單模光纖的實際可用容量極限大約是100 Tbit/s。圖5顯示，近10年來，由于缺乏像20世紀的WDM和光纖放大器那樣的突破性技術，光通信技術的容量增長速度已經(jīng)回落到每年20%左右，最新實驗室結果已經(jīng)非常接近實際可用的容量極限。按照這一發(fā)展速度，系統(tǒng)容量將在2020年左右達到香農極限。然而，從業(yè)務需求方看，最近10年全球互聯(lián)網(wǎng)的流量按照每7年翻10倍的發(fā)展規(guī)律增長，即每年的流量需求在40%左右，遠快于系統(tǒng)容量的增長速度。按照上述發(fā)展速度，預計在2020年前后，實際互聯(lián)網(wǎng)流量需求將超越單纖系統(tǒng)容量的香農極限，出現(xiàn)容量危機。

要突破單纖系統(tǒng)容量的香農極限，主要靠空分復用（SDM）和模分復用（MDM）兩個方向，具體介紹如下。

·模分復用：通過在同一光纖內同時傳輸若干個正交模式的方式達到模式復用擴容的目的。這種方式的關鍵是模式數(shù)量要嚴格控制，還需要保證衰耗系數(shù)等傳輸性能、控制模間色散、降低MIMO算法復雜度。此類光纖通常稱為少模光纖（few mode fiber，F(xiàn)MF）。

·空分復用：通過將多個纖芯集成在同一光纖包層，使得同一根光纖可以同時支持多個芯區(qū)，不同的芯區(qū)可以傳輸不同信號，從而實現(xiàn)空間復用，稱為多芯光纖（multi-core fiber，MCF）。這種方式的關鍵是纖芯間距離要嚴格控制，防止芯間干擾和衰耗增加。

圖 5 單模光纖傳輸容量發(fā)展歷史及預測

上述兩種技術可以結合在一起，進一步提升容量，稱為少模多芯光纖（few-mode multi-core fiber），為光纖通信的容量突破提供了重要的技術途徑，但真正要實現(xiàn)商業(yè)化，還有很長的路要走，特別是必須要實現(xiàn)多個獨立并行傳輸系統(tǒng)的集成，否則僅僅靠減少光纜的體積和成本并不具備實際的經(jīng)濟意義。

5 結束語

骨干傳送網(wǎng)正處在向新一代傳送網(wǎng)演進的重要階段，隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的飛速發(fā)展，超100 Gbit/s WDM鏈路傳輸系統(tǒng)的應用和發(fā)展已經(jīng)成為滿足業(yè)務需求的必然選擇。傳送節(jié)點正成為網(wǎng)絡發(fā)展的瓶頸，一方面，交換節(jié)點需要越來越大的處理容量，另一方面，基礎網(wǎng)絡越來越需要具有透明性，能夠靈活適應各種新老系統(tǒng)、不同制式、不同速率的信號。OTN具有這種初步的透明聯(lián)網(wǎng)能力，也是現(xiàn)階段解決端到端業(yè)務調度和保護問題的重要手段。下一步發(fā)展則是全光透明聯(lián)網(wǎng)，在骨干網(wǎng)上引入 ROADM等光交換技術已進入考慮的日程。超低損耗光纖的發(fā)展使光電再生距離大大延長，特別在確保100 Gbit/s和超100 Gbit/s速率的長途傳輸距離方面具有重要的意義。簡言之，人們期待已久的超高速、超低損、透明光網(wǎng)絡時代已經(jīng)出現(xiàn)在地平線上。