作者：宋軍
    4/6/2010,光學(xué)領(lǐng)域最具權(quán)威的《Nature Photonics》期刊，最近對(duì)全球100Gbit/s（以下簡(jiǎn)稱100G）光網(wǎng)絡(luò)的市場(chǎng)情況做了總結(jié)。本文將簡(jiǎn)述該篇報(bào)導(dǎo)的主要觀點(diǎn)，并結(jié)合筆者的個(gè)人看法，對(duì)當(dāng)前全球100G光接入網(wǎng)相關(guān)技術(shù)和市場(chǎng)情況，做個(gè)簡(jiǎn)要回顧。
    首先應(yīng)該指出的是，本文所談到的的100G，通常指單波長(zhǎng)通道的調(diào)制速率達(dá)到100Gbit/s，而不是通過波分復(fù)用等模式，實(shí)現(xiàn)多個(gè)10Gbit/s通道復(fù)用后的總?cè)萘俊４蠹抑�道，�?dāng)前40G的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)才剛剛被提上日程，但許多知名系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商和系統(tǒng)供應(yīng)商都對(duì)100G全光網(wǎng)絡(luò)給予了極高的關(guān)注。知名分析公司Ovum最近公布了其調(diào)研結(jié)果，分析稱全球100G全光網(wǎng)絡(luò)今年將有大的發(fā)展，且未來兩年將有不俗成績(jī)。其中僅用于100G全光波分復(fù)用系統(tǒng)的集成光收發(fā)模塊，在未來五年市場(chǎng)需求就將指數(shù)成長(zhǎng)，到2014年，預(yù)計(jì)銷售額將達(dá)到4.55億美元。預(yù)計(jì)今年夏天IEEE將正式通過40G和100G以太光網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，屆時(shí)，100G網(wǎng)絡(luò)的較大規(guī)模商用之門也將被正式開啟。
    100G網(wǎng)絡(luò)的熱潮始于09年歲末，且從去年末到今年初，短短幾個(gè)月中，就有世界知名的電信運(yùn)營(yíng)商，如弗萊森電訊(Verizon)和德國(guó)電信（Deutsche Telekom），以及一些系統(tǒng)供應(yīng)商，如華為、北電、愛立信、阿爾卡特-朗訊等在不同場(chǎng)合高調(diào)宣布了各自的100G光網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃。其中，北美電信運(yùn)營(yíng)商Verizon去年末宣布，他們基于北電的技術(shù)，在巴黎和法蘭克福兩大都市間建設(shè)了世界上第一條商用的100G光網(wǎng)絡(luò)。但幾乎就在同一時(shí)間，華為宣布，他們剛剛贏得了西班牙電信（Telefónica）的訂單，將為其建設(shè)傳輸距離超過1000公里，且不使用電子中繼補(bǔ)償?shù)拈L(zhǎng)距離100G光網(wǎng)絡(luò)。緊接著，作為歐洲100GET計(jì)劃的一部分，愛立信也宣稱，將攜手德國(guó)電信，基于已有的光技術(shù)平臺(tái)，試點(diǎn)其100G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。此外，北電也發(fā)布了其從紐約到波士頓間距離達(dá)600公里的100G光網(wǎng)絡(luò)的成功試點(diǎn)工作。
    超高速的光傳輸（甚至達(dá)Tbit/s），在實(shí)驗(yàn)室里并不是新穎的技術(shù)，早在10多年前的OFC中就有許多實(shí)驗(yàn)報(bào)導(dǎo)，但要商用化，降低成本是關(guān)鍵。因此，現(xiàn)在40G和100G光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，最核心的技術(shù)就是要實(shí)現(xiàn)和現(xiàn)有光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的兼容，即實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可持續(xù)性升級(jí)。圍繞實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，各主要系統(tǒng)供應(yīng)商八仙過海，各顯神通。
    北電40/100G產(chǎn)品市場(chǎng)營(yíng)銷經(jīng)理Helen Xenos在介紹他們的100G光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)，是如下描述的，“我們的100G光接入方案，是完全基于現(xiàn)有10G光接入系統(tǒng)的升級(jí)，與現(xiàn)有10G產(chǎn)品相比，改變主要有兩個(gè)，一是信號(hào)調(diào)制格式使用偏振復(fù)用的QPSK格式，二是接收端使用了相干接收，并使用數(shù)字信號(hào)處理來降低信號(hào)損傷�！�
    其實(shí)去年筆者為光纖在線寫的一篇評(píng)論《下一代無源光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展策略解析》中，已經(jīng)詳細(xì)的介紹了對(duì)下一代無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可能有巨大誘惑力的一些技術(shù)，北電這里采用的偏振復(fù)用、多進(jìn)制調(diào)制格式，以及相干接受、電子色散補(bǔ)償?shù)榷及�含其中。這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式，可參見《下一代無源光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展策略解析》,這里就不再詳述了。
    具體到Helen Xenos談到的北電100G方案中，其實(shí)就是使用光學(xué)雙二進(jìn)制調(diào)制和偏振復(fù)用技術(shù)，將單通道調(diào)制速率翻了4倍，最終達(dá)到112 Gbit/s。這么高的調(diào)制速率，信號(hào)在傳輸中將受色散、非線性、偏振模式色散（PMD）等因素影響，嚴(yán)重退化。因此在接收端使用相干接收，將有效降低這些信號(hào)損傷因素帶來的信號(hào)扭曲（誤碼）。此外，筆者在《下一代無源光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展策略解析》一文中也指出使用電子色散補(bǔ)償，是一種價(jià)格非常低廉，且應(yīng)用靈活有效的信號(hào)損傷恢復(fù)技術(shù)。北電的系統(tǒng)就是綜合應(yīng)用了這幾項(xiàng)技術(shù)后實(shí)現(xiàn)的。
    Ovum網(wǎng)絡(luò)部的首席分析師Ron Kline談到“無論使用什么調(diào)制方式，100G光接入系統(tǒng)要想實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)（超長(zhǎng)）距離的傳輸，都必須降低傳輸波特率，以將系統(tǒng)損傷（如色散）控制在合理范圍內(nèi)，且需要配合使用相干接收等方式在接收端對(duì)信號(hào)損傷予以有效補(bǔ)償�！�
    愛立信和德國(guó)電信的試點(diǎn)工程思路其實(shí)也大同小異。其試點(diǎn)工程基于一個(gè)已有的10G和40G的混合光接入網(wǎng)絡(luò)，采用偏振復(fù)用和RZ-DQPSK調(diào)制格式，并結(jié)合使用了50GHz的波分復(fù)用，為了增加可靠性，網(wǎng)絡(luò)具有可重構(gòu)的光加減復(fù)用模塊和光放大模塊。目前，該試點(diǎn)工程已實(shí)現(xiàn)了用單模光纖，600公里的接入距離。并且愛立信宣稱，依靠合理優(yōu)化鏈路結(jié)構(gòu)，他們已經(jīng)實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)了1200公里的接入。
    華為將為西班牙電信建設(shè)的100G光接入系統(tǒng)，則主要基于其已有的OSN 6800波分復(fù)用/光傳輸平臺(tái)，使用標(biāo)準(zhǔn)的G.652光纖。其網(wǎng)絡(luò)中將共使用10套可重構(gòu)的光加減復(fù)用器、33套光放大器和2套波分復(fù)用/解復(fù)用器。系統(tǒng)復(fù)用的頻帶間隔為50GHz，能與現(xiàn)有系統(tǒng)無干擾工作，且能同時(shí)兼容10G、40G和100G的工作模式。
    阿爾卡特-朗訊在西班牙，基于Telefónica現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在四個(gè)城市間實(shí)驗(yàn)了總距離為1088公里的100G光接入網(wǎng)絡(luò)性能。其主要技術(shù)也是使用了相干接收和電子色散補(bǔ)償。可以說其長(zhǎng)工作距離試點(diǎn)主要?dú)w功于軟件部分，即在數(shù)字信號(hào)處理模塊使用優(yōu)異的算法。
    盡管當(dāng)前100G系統(tǒng)已經(jīng)初現(xiàn)商用曙光，但需要走的路仍很長(zhǎng)�；氐介_篇那句話，要想將40G/100G光接入系統(tǒng)大規(guī)模實(shí)用，降低成本是關(guān)鍵。當(dāng)前40G商用的目標(biāo)是要將成本控制在10G系統(tǒng)的2.5倍。但需要注意的是現(xiàn)在10G系統(tǒng)的成本正在快速下降，因此與幾個(gè)歐洲電信公司形成鮮明對(duì)比的是，世界上大多數(shù)電信運(yùn)營(yíng)商都在質(zhì)疑是否應(yīng)該為40G系統(tǒng)擴(kuò)充4倍帶寬而付出的高昂成本買單時(shí)，再談發(fā)展更為昂貴的100G系統(tǒng)，似乎是不切實(shí)際的。并且，使用單通道100G的調(diào)制方式，和使用10個(gè)波長(zhǎng)復(fù)用的10路10G信號(hào)相比，成本孰高孰低，目前還是個(gè)問題。因此100G光接入系統(tǒng)的發(fā)展前景還有賴更深入的研究和探討。