光通信發(fā)展的幾個關(guān)鍵技術(shù)

一、引 言
在很長的一段時間內(nèi)，光通信被認為是導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)泡沫的重要原因，一時人們也“談光色變”�？上驳氖窃谶^去兩年中，寬帶接入、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展加速消化了帶寬，骨干網(wǎng)出現(xiàn)了新的帶寬缺口。目前，骨干傳送網(wǎng)的數(shù)據(jù)速率截面已經(jīng)超過400Gbit/s，而且還在以每年超過100Gbit/s速率增長，新的一輪WDM系統(tǒng)的建設(shè)已是隱約可見。而在北美，一些運營商又在悄悄地試驗40Gbit/s及ULH系統(tǒng)等這些久違了的技術(shù)。光通信已經(jīng)走過了最艱難的階段。
目前，光通信發(fā)展技術(shù)主要集中在超長ULH WDM系統(tǒng)、MSTP城域傳輸技術(shù)、ASON網(wǎng)絡(luò)上。下一代光網(wǎng)絡(luò)將是ASON控制層面+多業(yè)務(wù)處理節(jié)點＋ULH WDM系統(tǒng)的組合。本文將重點討論這幾種技術(shù)的發(fā)展。
二、長途W(wǎng)DM系統(tǒng)
長途系統(tǒng)在過去幾年中一直處于低迷狀態(tài)，2000年左右運營商敷設(shè)的都是基于10Gbit/s的40波系統(tǒng)，當時真正利用的波長也就是10個左右，還有30波沒有利用。在過去4年中，數(shù)據(jù)的快速發(fā)展消耗了剩余波長，對長途W(wǎng)DM系統(tǒng)需求的壓力再次出現(xiàn)，目前骨干網(wǎng)容量提高非常迅速，每年擴容主要為數(shù)據(jù)，一年甚至十幾個10Gbit/s波長，近期內(nèi)這種增幅將不會減小。在某些運營商的個別截面上，線路需求已經(jīng)超過40波。2005年，長途W(wǎng)DM系統(tǒng)的建設(shè)將重新開始，將采用新的技術(shù)，以減少成本并簡化網(wǎng)絡(luò)層次，與ASON共同構(gòu)造下一代傳送網(wǎng)（側(cè)重于傳送平面）。
1800Gbit/s系統(tǒng)還是1.6Tbit/s系統(tǒng)
2000年，中國各運營商開始大規(guī)模建設(shè)以10Gbit/s為基礎(chǔ)的WDM系統(tǒng)。目前，骨干形成的超長距離環(huán)都是采用40×10Gbit/s WDM系統(tǒng)，而當時設(shè)備廠商宣稱以后有能力升級到160波的系統(tǒng)。但是這種升級并不輕松，必須增加L波段的光放大器、增加新的復(fù)用器，并且在每個站點都要進行改動，而且系統(tǒng)設(shè)計原則也要發(fā)生變化，升級到160波要花費極大的精力。從實際實施上看，這些系統(tǒng)只能看作是終極容量為400Gbit/s的系統(tǒng)。
考慮到未來系統(tǒng)的容量需求和技術(shù)成熟性，新建WDM系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)該可以無縫升級到1.6Tbit/s的800Gbit/s系統(tǒng)。對于800Gbit/s系統(tǒng)目前有兩種選擇，一種是間隔為100GHz，覆蓋C+L波段的800Gbit/s系統(tǒng)，一種是間隔為50GHz，僅覆蓋C波段的800Gbit/s系統(tǒng)。
從使用方便性來看，單純C波段的800Gbit/s系統(tǒng)可能更為合適，如果采用C+L波段，從目前放大器技術(shù)來看，還沒有覆蓋C+L波段的EDFA，必須采用兩個放大模塊。復(fù)用器也只是覆蓋一個波段，沒有全波段復(fù)用器/解復(fù)用器。對于采用Raman+EDFA放大器的系統(tǒng)，Raman放大器由于是分布式放大，兩個波段的泵浦源是公用的，而EDFA與復(fù)用器卻是不同的，兩個波段采用不同的復(fù)用器/解復(fù)用器和光放大器，在每個光放大器站都進行復(fù)用/解復(fù)用，光信號分別通過兩個不同的EDFA進行放大。兩個波段的關(guān)系有些類似于20世紀80年代的1310nm/1550nm的粗波分復(fù)用系統(tǒng)，系統(tǒng)構(gòu)造比較復(fù)雜。另外，對于C+L波段色散補償，要做到準確的色散斜率補償也比較困難。
2超長ULH與OADM
ULH＋OADM可以使網(wǎng)絡(luò)層次更加簡化，有利于實現(xiàn)點到點的靈活、可靠、方便的業(yè)務(wù)傳送。目前，超長系統(tǒng)在北美已經(jīng)有所抬頭，40Gbit/s與10Gbit/s混合傳輸?shù)腢LH WDM系統(tǒng)也開展了一些試驗，但并不是商用化的重點。目前，商用化主要集中在10Gbit/s WDM系統(tǒng)的超長傳輸上，有些采用傳統(tǒng)的NRZ+Raman的解決方案，有些采用CRZ＋FEC的技術(shù)，也有采用純粹的Raman放大器，并沒有標準的方案。
我國幅員遼闊，有利于實施超長距離ULH+OADM配置系統(tǒng)，該系統(tǒng)還可以與常規(guī)波分系統(tǒng)并行使用，因此可以根據(jù)地域地點進行自由選擇，使得組網(wǎng)方式非常靈活。ULH新技術(shù)的使用會使光再生距離延長至幾千公里，等效減少了電中繼再生節(jié)點的數(shù)量。另一方面，OADM的使用相對于背靠背系統(tǒng)，也會節(jié)省大量的OTU。目前，較為成熟的超長傳輸距離在2000km，波長間隔在100GHz，使用C波段的40波系統(tǒng)，而OADM上下能力也在20波以上。