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光通信仍有很大的發展空間

編輯:jfopt   瀏覽:1394   發布時間:2012-05-28


  “光通信技術的發展不是到頭了,而是仍有很大的發展空間!蔽錆h郵電科學研究院,烽火科技高級顧問,教授級高級工程師,原副院長,原總工程師毛謙先生9月7日在2009中國光通信行業總裁研討會上作出如上結論,毛老師的報告是“新一代大容量長距離光傳輸技術的發展趨勢”。
  隨著信息時代對信息量需求爆炸式的增長,對傳輸網絡的要求也不斷提高。目前全國電話用戶超過10億,其中固定電話3.35億,移動電話6.70億。全國互聯網用戶超過2.98億,其中寬帶上網用戶2.7 億。2008網絡出口帶寬總數達到640,286.67 Mbps,較2007年增長73.6% !八羞@些說明對網絡帶寬的需求量是很大的!
  毛謙指出,互聯網的骨干網帶寬達到了6~9個月就翻一番的速度,未來5年之內,光傳送網的帶寬將以每年高于50%的速度遞增。到2010年,骨干網截面帶寬流量將達到50T以上,其中97%以上為數據帶寬!爱斍巴ㄐ殴歉删W是以10Gbit/s為基礎的WDM網絡構建,已經呈現出‘力不從心’的狀態,部分段落80×10Gbit/s DWDM系統容量已經用完!
  作為主要傳輸手段的光傳輸技術,必然向大容量、長距離的方向發展。
  實現大容量長距離光傳輸系統非常有必要
  為更好地疏通網絡,更有效地利用現有網絡資源及進一步優化傳輸網,在核心網大節點之間建立快速直達連接越來越顯得必要。
  另外,我國地域遼闊,省會城市間的距離大都在400~500km左右(所以我國的假設參考數字段長度定為420km)。而節點間超過1000km的情況也比比皆是。比如烏魯木齊至哈爾濱達6000km。因此,“超長距離光纖傳輸(ULH)系統的技術在這些超長距離連接中大有用武之地,也非常必要!
  三大途徑實現超大容量光纖傳輸
  毛謙認為,目前實現超大容量光纖傳輸主要采用三種途徑,即提高單通道速率和增加波長數,以及利用多種光復用技術。
  在提高單通道速率方面,有電時分復用技術,速率可達40Gb/s、160Gb/s,不過這種技術受制于電的速率瓶頸,需要發現新材料,另外也可利用OTDM提高單通道速率,速率為160Gb/s、640Gb/s ,不過這種技術受制于光脈沖壓縮難度。也可以利用OCDM提高速率,但技術難度大,當然也有人在研制多種復用方式結合使用:ETDM+OTDM+OCDM,技術難度更是十分大。
  在增加DWDM的波道數方面,方法有減小波道間隔,從目前常見的100GHz、50GHz壓縮到25GHz、12.5GHz,未來可能壓縮到40ch、80ch、160ch、320ch?但這種方法會出現通道間干擾加大的問題。另外是可以擴展可用波長范圍來增加波長數,目前C波段1530~1565nm了安排80波,未來可以擴展為1527.99~1565.50nm,安排96個波,也可以擴展為1527.99~1568.77nm,安排104波。第三個方法是開發新的波段:利用U波段,開發波長大于1675nm的波段。
  在利用多種光復用技術方面,毛謙提到了光波分復用WDM,光偏振復用OPM以及光正交頻分復用OOFDM。
  與國外差距不是很小,而是很大
  很多人認為中國光通訊產業已經與國外差距越來越小,而毛謙則認為,“差距還很大!
  在ULH領域,目前國際先進水平是以32Tb/s(320x114Gb/s)傳輸580公司,40x40Gb/s實現10000公里傳輸(通過色散管理光纖),以及13.5Tb/s OFDM相干系統進行6248公里傳輸。而國內最先進的水平是3.2Tb/s(80x40Gb/s) 傳送800km,160x10Gb/s  DWDM系統在真實光纖上無再生傳輸3040km至5000km。
  ULH的關鍵技術問題待突破
  毛謙老師將ULH關鍵技術分為線路碼型和光調制技術,光放大技術,有拉曼放大時的光信噪比研究,色度色散補償技術,偏振模色散補償技術,前向糾錯技術,相干接收技術,光孤子技術等。
  “沒有最好的碼型,只有適用的碼型!盢RZ,RZ,CSRZ,DPSK等碼型都有其用武之地,選擇碼型應綜合考慮以下主要因素:系統的波長間隔;需要傳輸的距離;對色度色散的容忍度;對PMD的容忍度;對非線性的容忍度;對OSNR的要求;實現的復雜度,即成本因素。
  在光放大器的選擇和應用方面,毛謙認為,要正確應用EDFA!按罂缇、大放大量累積的噪聲要比小跨距、小放大量累積的噪聲大,但是太小的跨距使EDFA的用量明顯增多,既增大了維護量,又提高了成本。根據計算機仿真分析和現行的標準,選擇80km作為光放大段的跨距比較合適!
  毛謙表示有必要引入拉曼光纖放大器ROA。ROA不需要額外的換能光纖,而利用傳輸用的標準光纖進行分布式放大。雖然放大系數不很高,但有相當低的等效噪聲指數,對改善系統光信噪比極有利。因此ULH系統中EDFA和ROA常結合使用,可達到較好的效果。
  色散補償方面,“色散補償模塊已經比較成熟,對各跨距的合路信號的色散補償用DCM比較合適!痹诮邮斩死每烧{色散補償器對每個波長信號進行精確補償,可達較好的總體效果。無源色散補償器件的發展也很快,但目前在補償帶寬上仍顯不足。該問題解決后,將大大簡化系統。色散補償時,還應注意,一定要留適度的殘余色散,以避免系統受四波混頻的非線性效應影響。
  即使已經應用了上述關鍵技術,許多ULH系統還不一定能實現目標要求的傳輸距離。這主要還是OSNR不夠的矛盾,解決這一問題還有一個關鍵技術,就是前向糾錯碼FEC的應用!癠LH系統采用FEC后,一般都可以實現需要傳輸的目標距離!
  當然,這其中毛謙也特別提到一種關鍵技術:相干接收技術。這種技術也在總裁論壇上被其他廠商所反復提及,該技術具有多個突破性優勢,可以將靈敏度提高約20dB;選擇性,頻效率高:9個光子/比特;適用于多種調制碼型:PSK、DPSK、DQPSK、QAM等;簡化或省掉色散補償;降低對OSNR的要求;已有相應的接收模塊;“采用相位敏感的編碼和傳輸技術將成為一種趨勢!
  光通信技術將繼續向前發展
  “光通信技術的發展不是到頭了,而是仍有很大的發展空間!蔽磥砉馔ㄓ崒⒊饩W絡智能化,分組傳送光網絡(PTN),光交換,以及光子/量子通信方面發展。未來的路還很長,業界都在致力于推動這些技術的快速發展,但我國與國際光通信技術水平還有很大差距,“技術的進步依靠廣大同仁的共同努力!”

 


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