朗訊科技　潘偉
    隨著各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)正在向著更高的速度演進(jìn)，40G傳輸作為一種新技術(shù)正獲得越來越多的關(guān)注。目前，主流的路由器早已提供了10G速率的光接口，個(gè)別廠商的數(shù)據(jù)設(shè)備甚至已經(jīng)具備了商用的40G光接口，并進(jìn)行了小規(guī)模的應(yīng)用。這意味著，40G的大量商用時(shí)代已經(jīng)逐漸到來。業(yè)界的調(diào)查顯示，2005年第4季度將成為40G傳輸設(shè)備正式開始商用的起點(diǎn)，并將在2006年達(dá)到一定的規(guī)模。
    采用40G傳輸技術(shù)，將為運(yùn)營(yíng)商帶來諸多明顯的好處：
- 同樣的帶寬，更低的硬件成本。由于目前的光電器件工藝已臻于成熟，質(zhì)量更為可靠，使40G的商用具有了必要的前提。同樣是40G容量，器件的數(shù)量大致只有4個(gè)10G光接口的1/4。
- 更為緊湊的物理設(shè)計(jì)，由于采用了更少的器件數(shù)量，同樣容量的40G傳輸設(shè)備可以比10G設(shè)備少占大約60％的空間。
- 更為有效的帶寬資源利用率，以目前主流的新型密集波分復(fù)用設(shè)備為例，10G通路的頻率間隔已做到了50GHz，頻譜密度為0.2bit/Hz，而頻率間隔為100GHz的40G波分復(fù)用設(shè)備的頻譜密度可高達(dá)0.4bit/Hz，效率高了1倍。
- 更低的維護(hù)成本，對(duì)于波分復(fù)用設(shè)備來說，由于維護(hù)的工作量與配置的波道數(shù)量線性相關(guān)，因此維護(hù)同樣容量的40G設(shè)備，只相當(dāng)于維護(hù)10G波分復(fù)用設(shè)備的1/4。
- 運(yùn)營(yíng)商采用40G傳輸技術(shù)的另一個(gè)明顯優(yōu)點(diǎn)是，能夠更快地和已逐漸成熟的40G數(shù)據(jù)設(shè)備實(shí)現(xiàn)互通。
    朗訊科技在貝爾實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)技術(shù)推進(jìn)下，早在2002年初，便率先在業(yè)界同時(shí)推出了具有40G光接口的智能交換光網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)LambdaUnite® MSS和超大容量，超長(zhǎng)傳輸距離密集波分復(fù)用系統(tǒng)LambdaXtreme™ Transport。并在該領(lǐng)域一直保持了遙遙領(lǐng)先的地位。尤其是40G超大容量密集波分復(fù)用平臺(tái)LambdaXtreme™ Transport，更凝結(jié)了大量最新的光波技術(shù)，使得多達(dá)64個(gè)40G的通路能夠同時(shí)在普通商用光纖中實(shí)現(xiàn)600～700km的復(fù)用段傳輸距離。截至到目前，已成功地在多家全球知名運(yùn)營(yíng)商的現(xiàn)網(wǎng)中進(jìn)行了驗(yàn)證測(cè)試，最大傳輸距離超過了700km。
    在所有以40G為通路速率的超大容量密集波分復(fù)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，滿足運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)站情況，以獲得和10G或者2.5G系統(tǒng)同樣的傳輸距離，同時(shí)保證傳輸質(zhì)量，是最大的挑戰(zhàn)。為了實(shí)現(xiàn)這一要求，需要對(duì)系統(tǒng)完整的思考，并大膽引入一些關(guān)鍵的新技術(shù)，如拉曼放大器、歸零調(diào)制技術(shù)、差分相移鍵控編碼、動(dòng)態(tài)調(diào)諧的色散補(bǔ)償?shù)鹊�，以最大程度地克服光纜帶來的衰耗、色散和非線性影響。
    拉曼放大器技術(shù)，早在上世紀(jì)80年代就曾經(jīng)被廣泛研究，盡管在90年代早期其發(fā)展和應(yīng)用的速度一度放緩，但是，隨著大功率半導(dǎo)體激光器的成熟和對(duì)高速傳輸技術(shù)的要求，到了90年代末，重新獲得了重視，對(duì)于40G的遠(yuǎn)距離傳輸，這一技術(shù)尤其重要。由于40G信號(hào)的譜寬較10G更大，因此，受到光噪聲的影響也更大。眾所周知，所有的放大器都會(huì)帶來一定的噪聲，而作為分布式放大的拉曼放大器，其自發(fā)輻射噪聲要遠(yuǎn)小于先于它而早已得到大量商用的摻鉺光纖放大器。除此以外，朗訊科技還采用了獨(dú)特的雙向拉曼泵浦的機(jī)制，在大大降低了自發(fā)輻射噪聲的同時(shí)，還最大程度地消除了光纖中的非線性效應(yīng)（如四波混頻和互相位調(diào)制等）對(duì)波分復(fù)用系統(tǒng)的影響。圖1為在接收端采用拉曼放大器獲得的對(duì)信號(hào)的放大。
    
    圖1：反向泵浦拉曼放大器放大后的信號(hào)功率曲線
    調(diào)制技術(shù)是另一項(xiàng)使40G通路獲得遠(yuǎn)距離傳輸?shù)闹匾�保證。目前，絕大多數(shù)的信號(hào)均采用了非歸零碼（NRZ）的調(diào)制方式，這種方式可以降低信號(hào)的譜寬，但由于占空比較大，前后脈沖的間隔較小，較容易發(fā)生重疊，造成碼間串?dāng)_。而歸零碼（RZ）的占空比通常只有普通非歸零碼的34％～67％，拉開了相鄰脈沖的間隔，在信號(hào)平均能量不變的基礎(chǔ)上，大大提高了峰值功率，為接收端提供了更高的光信噪比，同時(shí)也提高了對(duì)光纖中極化模色散造成的時(shí)延的抵抗能力。朗訊科技采用了一種稱為載波抑制的歸零碼調(diào)制技術(shù)（CSRZ），該技術(shù)可以最大程度地減小調(diào)制造成的頻譜展寬，同時(shí)保留了歸零碼所擁有的一切優(yōu)點(diǎn)。圖2為采用了CSRZ后，40G信號(hào)傳輸了800km后的眼圖。
          
         圖2：傳輸了800公里后的40G信號(hào)
    動(dòng)態(tài)可調(diào)諧的色散補(bǔ)償，是為了使40G信號(hào)的接收機(jī)在最大程度上克服色散所帶來的影響。圖3顯示了色散對(duì)信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸帶來的影響，由于不同頻譜成分的傳播速度不同，脈沖會(huì)在傳播了較長(zhǎng)距離后展寬，并導(dǎo)致前后脈沖的互相重疊。普通的密集波分復(fù)用系統(tǒng)，是采用集中式的色散補(bǔ)償，既利用負(fù)色散光纖同時(shí)獲得對(duì)多個(gè)通路的補(bǔ)償，由于負(fù)色散光纖的色散曲線無法與實(shí)際光纜中色散完全匹配，必然會(huì)造成對(duì)個(gè)別通路的補(bǔ)償不完善，而高速的40G信號(hào)對(duì)色散的過補(bǔ)償和欠補(bǔ)償都比較低的速率敏感得多，因此，需要在接收機(jī)之前，分別對(duì)每個(gè)40G通路進(jìn)行單獨(dú)的色散補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化，以達(dá)到最佳的傳輸效果。動(dòng)態(tài)的色散補(bǔ)償，其實(shí)是通過溫度控制光纖啁啾光柵的周期，從而改變色散補(bǔ)償?shù)某潭取?

     圖3：色散對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?/b>
    差分相移鍵控技術(shù)（DPSK），是一種非常特殊的編碼，它利用前后脈沖的相位差別來區(qū)分1或者0，而不像傳統(tǒng)的OOK（開關(guān)鍵控），以脈沖能量的有無來進(jìn)行區(qū)別。利用差分相移鍵控技術(shù)設(shè)計(jì)的光接收機(jī)，可以在光功率非常低的情況下，正確區(qū)分信號(hào)，比普通的OOK獲得大致3dB的額外的靈敏度。通過采用該特殊編碼技術(shù)，LambdaXtreme™ Transport可以將64個(gè)40G高速通道同時(shí)傳輸2000公里以上，而無需昂貴的電中繼設(shè)備。
    作為40G高速傳輸技術(shù)的領(lǐng)頭羊，朗訊科技已經(jīng)和多個(gè)運(yùn)營(yíng)商簽署了40G密集波分復(fù)用設(shè)備的供貨協(xié)議，并可以在同一平臺(tái)上同時(shí)支持目前的主流速率10G信號(hào)和40G信號(hào)的混合傳輸，為運(yùn)營(yíng)商提供了從目前以10G業(yè)務(wù)為主，平滑過渡到即將到來的40G業(yè)務(wù)時(shí)代。