黃利明

引言：隨著寬帶中國(guó)/光網(wǎng)城市計(jì)劃的實(shí)施，目前骨干網(wǎng)已經(jīng)規(guī)模部署了OTN傳輸系統(tǒng)，但是通過業(yè)務(wù)容量爆炸式的發(fā)展趨勢(shì)不難看出，40GOTN在未來進(jìn)行多業(yè)務(wù)承載時(shí)也將會(huì)捉襟見肘，因此100G OTN超高速傳輸技術(shù)的需求迫在眉睫。

一、100G ONT的技術(shù)的特色

（一）OSNR性能改善

具有相干檢測(cè)功能的PM-QPSK比二進(jìn)制（OOK）提供了大約6dB的光信噪比的靈敏度改善。100G OTN的容量是10Gbit/s 的10倍，所以100Gbit/s 的調(diào)制方案需要提供比10Gbit/s OOK碼型高10dB 的性能。相干檢測(cè)的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)在于光波相位信息可以傳遞到數(shù)字領(lǐng)域，因而可以利用強(qiáng)大的電子色散補(bǔ)償（EDC）能力，使用非常低的代價(jià)清理信號(hào)失真。

（二）色散（CD）容限

具有電子色散補(bǔ)償（EDC）功能的調(diào)制解調(diào)器芯片，可不需外部可調(diào)諧色散補(bǔ)償器。芯片色散補(bǔ)償?shù)目偭渴菦Q定于有限脈沖響應(yīng)（FIR）自適濾波器的2個(gè)因素：拍點(diǎn)（tap）數(shù)量和拍點(diǎn)延時(shí)量。OTN的部署主要利用色散補(bǔ)償光纖（DCF）以限制在殘余的色散在10Gbit/s OOK接收器容限內(nèi)（通常是+/-400ps/nm），在這個(gè)范圍內(nèi)100Gbit/s PM-QPSK EDC是很容易做到的。

（三）偏振模色散（PMD）容限

具有電子色散補(bǔ)償（EDC）調(diào)制解調(diào)器芯片還可以用于PMD的補(bǔ)償。 PMD補(bǔ)償?shù)囊粋€(gè)關(guān)鍵是必須要非?？斓馗櫨W(wǎng)絡(luò)上高速偏振動(dòng)態(tài)的變化。這同色散補(bǔ)償是非常不一樣的，那是因?yàn)樯⒌淖兓潜容^靜態(tài)的（變化量非常緩慢而且很少），通常是由光纖溫度變化所引起的。

（四）相位調(diào)制

相位調(diào)制在40G系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步推動(dòng)了這項(xiàng)技術(shù)在100G OTN中的成熟。利用QPSK技術(shù)可以使光載波攜帶的信息量增大一倍，與偏振復(fù)用的結(jié)合使得100G信號(hào)波特率降低到約25Gbaud/s，因此能夠應(yīng)用在50GHz間隔的OTN系統(tǒng)中，同時(shí)也降低了信號(hào)對(duì)光纖非線性容忍度的要求。

（五）偏振復(fù)用

利用光信號(hào)的兩個(gè)偏振態(tài)之間相互正交特性來實(shí)現(xiàn)在同一個(gè)光載波上攜帶兩路信息，使得信號(hào)碼元速率下降一半。偏振復(fù)用是比較成熟的技術(shù)，在40G系統(tǒng)中已有過的工程應(yīng)用，而對(duì)于100G OTN已然成為一項(xiàng)不可或缺的技術(shù)。偏振復(fù)用對(duì)于發(fā)射機(jī)來說只需要一些比較簡(jiǎn)單的無源器件即可實(shí)現(xiàn)，而難點(diǎn)主要在于接收機(jī)的解偏部分。

二、當(dāng)前100G ONT的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

（一）接口技術(shù)

100G OTN的接口技術(shù)主要包括物理接口和邏輯接口兩部分，其中邏輯接口是最關(guān)鍵的部分。對(duì)于物理接口而言，ITU-T G.959.1已規(guī)范了相應(yīng)接口參數(shù)，而對(duì)于邏輯接口，ITU-T G.709規(guī)范了相應(yīng)的不同電域子層面的開銷字節(jié)，如光通路傳送單元（OTUk）、ODUk（含光通路凈荷單元（OPUk））等，以及光域的管理維護(hù)信號(hào)。其中OTUk相當(dāng)于段層，ODUk相當(dāng)于通道層，而ODUk又包含了可獨(dú)立設(shè)置的6個(gè)串聯(lián)連接監(jiān)視開銷。

（二）組網(wǎng)技術(shù)

100G OTN技術(shù)提供了OTN接口、ODUk交叉和波長(zhǎng)交叉等功能，具備了在電域、光域或電域光域聯(lián)合進(jìn)行組網(wǎng)的能力，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇蔀辄c(diǎn)到點(diǎn)、環(huán)網(wǎng)和網(wǎng)狀網(wǎng)等。目前OTN設(shè)備典型的實(shí)現(xiàn)是在電域采用ODU1交叉或者光域采用波長(zhǎng)交叉來實(shí)現(xiàn)，其中不同廠家當(dāng)中采用電域或電域/光域聯(lián)合方式實(shí)現(xiàn)的較少，而采用光域方式實(shí)現(xiàn)的較多。

（三）保護(hù)恢復(fù)技術(shù)

100G OTN在電域和光域可支持不同的保護(hù)恢復(fù)技術(shù)。電域支持基于ODUk的子網(wǎng)連接保護(hù)（SNCP）、環(huán)網(wǎng)共享保護(hù)等；光域支持光通道1+1保護(hù)（含基于子波長(zhǎng)的1+1保護(hù)）、光通道共享保護(hù)和光復(fù)用段1+1保護(hù)等。另外基于控制平面的保護(hù)與恢復(fù)也同樣適用于OTN網(wǎng)絡(luò)。

（四）傳輸技術(shù)

大容量、長(zhǎng)距離的傳輸能力是光傳送網(wǎng)絡(luò)的基本特征，任何新型的光傳送網(wǎng)絡(luò)都必然不斷采用革新的傳輸技術(shù)提升相應(yīng)的傳輸能力，OTN技術(shù)也不例外。100G OTN除了采用帶外的FEC技術(shù)顯著地提升了傳輸距離之外，而目前已采用的新型調(diào)制編碼（含強(qiáng)度調(diào)制、相位調(diào)制、強(qiáng)度和相位結(jié)合調(diào)制、調(diào)制結(jié)合偏振復(fù)用等）結(jié)合色散（含色度色散和偏振模色散）光域可調(diào)補(bǔ)償、電域均衡等技術(shù)顯著增加了100G OTN網(wǎng)絡(luò)在高速大容量配置下的組網(wǎng)距離。

（五）智能控制技術(shù)

100G OTN基于控制平面的智能控制技術(shù)包含和基于SDH的自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）類似的要求，包括自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、路由要求、信令要求、鏈路管理要求和保護(hù)恢復(fù)技術(shù)等?；赟DH的ASON相關(guān)的協(xié)議規(guī)范一般可應(yīng)用到OTN網(wǎng)絡(luò)。與基于SDH的ASON網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵差異是，智能功能調(diào)度和處理的帶寬可以不同，前者為VC-4，后者為ODUk和波長(zhǎng)。

（六）管理功能

100G OTN的管理除了滿足通用要求的配置、故障、性能和安全等功能之外，還需滿足OTN技術(shù)的特定要求，如基于OTN的開銷管理、基于ODUk /波長(zhǎng)的調(diào)度與管理、基于波長(zhǎng)的功率均衡與控制管理、波長(zhǎng)的沖突管理、基于OTN的控制平面管理等等。目前的OTN網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)一般都基于原有傳統(tǒng)WDM網(wǎng)管系統(tǒng)升級(jí)，除了常規(guī)的管理功能之外，可支持OTN相應(yīng)的基本管理功能。

（七）100G OTN技術(shù)逐漸融入其他組網(wǎng)技術(shù)

100G OTN技術(shù)從本質(zhì)上而言是TDM技術(shù)，而目前傳送的主要客戶業(yè)務(wù)為分組業(yè)務(wù)，因此，考慮到帶寬利用率、能耗和應(yīng)用場(chǎng)景等多種因素，100G OTN技術(shù)將與現(xiàn)有的其他傳送網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)一定程度的融合，如100G OTN技術(shù)中可以融入分組傳送網(wǎng)（PTN）或以太網(wǎng)層面的一些功能要求，相應(yīng)演進(jìn)出有別于現(xiàn)有OTN技術(shù)的新一代100G OTN技術(shù)，譬如現(xiàn)提的P（分組）-OTN或者E（以太）-OTN概念的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

（八）OTN技術(shù)的應(yīng)用由點(diǎn)到面逐步展開

目前100G OTN技術(shù)（典型的ODUk交叉）的應(yīng)用主要側(cè)重于省內(nèi)干線和城域傳送網(wǎng)絡(luò)，隨著100G OTN技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備和測(cè)試儀表等方面日益成熟，100G OTN的應(yīng)用將全面開展，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)范圍以城域核心、省內(nèi)干線和省際干線為主，同時(shí)在城域匯聚與接入也將得到一定程度應(yīng)用，而智能控制平面也會(huì)擇機(jī)引入。

結(jié)束語

綜上所述，從OTN技術(shù)自身而言，100G OTN今后將圍繞著基于現(xiàn)有光傳送體系建立擴(kuò)展型的下一代光傳送體系，同時(shí)基于新型光傳送體系定義所涉及的客戶業(yè)務(wù)映射方式等方向發(fā)展。從OTN設(shè)備的發(fā)展來看，在OTN技術(shù)逐漸完善和日益應(yīng)用的推動(dòng)下，100G OTN設(shè)備繼續(xù)沿著大容量、長(zhǎng)距離和智能化方向發(fā)展。

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（作者單位：廣東省電信工程有限公司）