基于反向复用技术的100G光传输系统

基于反向复用技术的100G光传输系统

借鉴于《基于方向复用技术的100G光传输的设计与实现》

作者：欧阳长冬，刘其超，史朝翔，常建新，高猛

（重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆400065；新普矽谷（北京）科技有限公司，北京10085）

随着视频业务、企业数据业务、大型数据中心和移动4G/5G互联网的兴起以及云计算等新兴业务的迅猛发展，传统电信传输网络已显露出很多不适应。新兴业务对带宽的需求量巨大，传统以10/40G为主的光传输网络面临着极大的挑战。近年来，拥有100G端口的交换机、路由器已经初步进入数据网络。为适应这一改变，作为支撑的光传网也即将开始进入100G的传输时代。经过多年的发展，100G技术已日渐成熟。以PDM-QPSK（偏振复用—正交相移键控）调制方式，相干接收技术为基础的100G传输系统已成为业界的标准，目前此方案的成本依然非常昂贵，相对应的设备也是体积庞大，耗电量惊人，对网络维护成本要求也极高，这些只能是把100G传输应用局限在骨干、核心网。这里认为100G传输技术下一个阶段的发展将在底层网络的应用，例如城域网、接入网和数据中心的互连互通。而基于传统的PDM-QSPK调制方式和复杂的高速DSP算法的100G传输方式由于其昂贵的价格和较高的芯片技术要求，使其无法应用于对成本要求非常敏感的低端网络应用需求。因此，在城域网。接入网以及大型数据中心互联互通应用领域的100G传输如何在性能和成本上寻找一个平衡成为一个迫切需要解决的问题。

eWAVE5101

eWAVE5101 40G/100G传输设备是为满足大容量和长距离数据传输而开发的一款小型化且高性价比的设备。它支持包括100GBASE-LR4、100GBASE-ER4和100GBASE-SR10的各种100G用户接口，能与任何第三方100G设备无缝连接。它也能支持包括40GBASE-LR4、40GBASE-ER4的各种40G用户接口，进行40G信号传输。它支持双纤和单纤双向工作方式，还配有可插拔的SMC网管子卡作为外接网管的备份（带LCD显示）。

eWAVE5101中的光接口均采用标准的光模块可插拔方式，这是基于当前100G传输设备的开发理念：面对不断变化中的100G业务需求，尽可能低成本为用户提供各种可选择传输模式。eWAVE5101的设计充分考虑了用户的低功耗和节省占地空间等需要，从而达到整体上节省设备资本支出以及降低运营维护费用的目的。

理想应用环境

-最远相距80km无中继站的大容量传输

-作为不同模式40G/100G光接口间的转换

-作为40G/100G光网络的客户侧设备

-在现有网络上升级提供40G/100G传输业务

特点：

-目前市场上最高集成度的100G产品。

-支持各种100GBASE-x用户接口

-支持各种40GBASE-x 用户接口

-符合ITU-TG.709 100G 标准

-用户接口：CFP LR-4 WDM 4x28Gb/s OTU4

-3个通用插槽可用于：EDFA子卡、DCM子卡、OLP线路保护子卡或无源WDM/OAD子卡

-1个支持GUI接口的SMC网管子卡（带LCD显示）

-线路侧传输距离：点对点无中继80km,有中继站可达1000km以上

应用案列I：80km点对点应用

无需添加光纤放大器和色散补偿器等子模块

应用案列II：160km无中继站点对点应用

单跨段160km传输

应用案列III：400G传输应用

占用4U机柜空间

应用案列IV：40G传输应用

应用案列V：单纤双向传输应用

本文提出了一种新型的基于反向复用技术（In-verse-Multiplexing）和多通道分发技术（Multiplex-Lanes Distribution）的低成本100G传输方案。此方案没有采用相干接收方式和复杂的高速DSP算法，与传统的基于PDM-QPSK和DSP算法的方案相比，可节约至少50%的成本代价，满足了人们对降低100G传输成本的迫切要求。另一方面，小型化低功耗也是一个诉求，研究开发的设备机箱尺寸为标准电信级1RU（1.75 in 高，19 in 宽），且是世界上目前已知的尺寸和功耗最小的100G传输设备（100W）。此100G方案适用于点到点的传输，例如数据中心路由器、交换机的100G接口互连互通，或者一个简单的点到点企业网或者接入网网络应用。此方案可以无中继的点到点企业网或者接入网网络应用。此方案可以无中继传输100GE或100G OTN至少80km。该设备自带光放大器和色散补偿器，通过可插拔EDFA（掺饵光纤放大器）和DCM（色散补偿）（基于FBG技术）模块，传输距离可进一步提高，可以达到至少160km。本研究开发的另一个最大亮点是在同样的硬件平台上，用户可以将用户侧的100G CFP光模块，通过热插拔的方式换成40G CFP光模块，再加上一些必要的软件配置，可以向下兼容40G CFP光信号的长距离传输。这个独特的特性是由于在设计中采用了多通道分发（Multiplex-Lane Distribution）技术，而40G传输只是占用了100G传输中10个通道中的4个从而实现兼用的目的。这是目前已知唯一的用户可以按照不同速率业务要求实现弹性配置，实现100G或40G传输需要的平台设备，可以满足城域网和数据中心对不同速率接口传输的要求。