用户流量需求暴增 100G升级技术应运而生
2016-08-18 14:09:27

 目前,使用数字相干技术100G光传输网络已开始普及。所谓数字相干技术就是在光通信中主要利用相干调制和外差检测技术。

技术进步促使传输系统升级

为了实现100G传输,人们已开展了大量工作,如克服光纤传输品质恶化的因素,主要是偏振模色散和色度色散的影响。防止传输质量劣化的对策技术便是数字相干技术。相干检测已经在无线通信中投入使用,但是在光通信中,由于光学元件的不稳定性,无法成功地检测到由该光学元件发出的信号。

由于近年来数字处理技术的发展,采用数字校正技术对光学元件的不稳定性有了补救办法。通过采用数字相干方式,在ITU-T G.652单模光纤情况下,一个光波长可实现传输100G的大容量,该光传输技术在前几年就已经商用,通过DWDM最多可有88波道,总的数据容量可达8.8T。同时在长距离传输过程中,没有必要在中间点设置光电信号转换的再生中继器,这是个很大进步。

在数字相干系统中,光缆受温度变化和振动造成偏振波状态不断变化,如何消除这一影响是个重大课题。最新研发出的偏振波变动抑制技术对传输特性几乎没有影响。

在光接收器内的数字信号处理中,把FEC(前向纠错)误码纠错技术改为最新的SD-FEC(软判决前向纠错)纠错技术,在长距离传输中质量恶化得到改善。同时对线性波形失真进行补偿的色散补偿,也取得了很好效果。由于这些技术的进步,使得日本光纤传输系统由2.5G40G跃升到100G

用户需求呼唤”400G技术

日本总务省公布的日本互联网流量状况报告称,20155月日本的宽带用户下载流量较上年同期增长53.5%,宽带服务用户上传总流量较上年同期增加35.5%,上传、下载流量越来越大,这种趋势仍在继续。

在互联网数据流量呈爆炸式增长的背景下,研发适合于更高速、更大容量、更长距离的光纤通信技术,已成人们重要的诉求。现在100G光传输系统已经不能满足用户的需要,在此情况下,NTT等公司研发出将100G光传输系统升级为400G系统的新技术。

201551日,NTT公司和日本能源产业技术综合开发机构(NEDO)宣布,它们已开发出将现有100Gbit/s升级为400Gbit/s系统的新技术,并已成功进行了验证实验。

现有的100Gbit/s传输方式是单载波方式,调制方式使用双偏振正交相移键控(DP-QPSK)方式。在当前的电子电路技术中,是难以再提高传输速率的。NTT等公司在现有100G传输网络的波分复用器加入新开发的400G光收发器,最多能产生12个波道。在现有100G光信号不受影响的情况下,还能确保400G光信号实现稳定长距离传输。NTT公司开发的400Gbit/s光收发信机增添了数字处理模块,在这种模块中采用的主要技术有:改良的前向纠错(FEC算法、改变调制方式、非线性补偿和色散补偿等。试验用的400Gbit/s光收发信机框图结构见图。

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400Gbit/s光收发信机框图结构

400Gbit/s的光收发器中,NTT等公司使用多载波传输方式的2个副载波,把调制方式改为双极化16级正交幅度调制(DP-16QAM),可得到更大的传输容量。然而,因接收灵敏度下降使得传输距离比100Gbit/s系统短。为解决这个问题,在400Gbit/s的光收发器中,增添了两种功能,一个是对信号代码错误进行检测更正的纠错功能。通过改良前向纠错(FEC的算法,使得具有增强的抗误码能力。另外一个是,在400Gbit/s光收发器中增添了自相位调制对非线性失真补偿的非线性补偿功能,传输距离与常规的相比,提高约两倍,传输距达到750km,使400Gbit/s传输距离可与100Gbit/s匹配。

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