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40G深受带宽冗余之累(zz通信产业报)
greatxuhao 发表于 2006/3/9 9:28:58 1420 查看 1 回复 [上一主题] [下一主题]
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最近业界关于40G光传输系统的商用价值问题进行了激烈的争论。是否有足够的业务需求来推动40G的发展，40G能否像10G一样成为主流产品，许多人都有这样的疑问。中国电信北京研究院技术部主任张成良认为，目前阻碍其商用化进程的一个因素还是应用问题。
40G传输系统相对于10G传输系统存在许多优势，它可以比较有效地使用传输频带，频谱效率比较高。另外在减少设备成本方面也有自己的特点，业内专家指出40G减少了OAM的成本、复杂性以及备件的数量，每比特的成本比其它城域网的方案更经济。张成良说，40G将使业务得到高效和有保护的承载。尤其在城域市场上，其智能调度性，集成度要远远好于4个10G系统。
40G的应用范围也非常广泛，在未来几年内，可以看到40G接口出现在DWDM系统、ADM设备以及大容量带宽管理设备甚至路由器上。40G接口将在数据中心或网络POP节点中提供高速互联功能。同时，还将看到40G系统在城域网以及长途干线网络中得到广泛应用。
40G究竟在网络的哪一部分立足成为广大厂商关注的问题。业内专家指出，由于网络越来越注重城域地区，因此有些城域网络的带宽需求将很有可能与核心网络的带宽需求相当，甚至有所超越。这将促使40G系统首先在城域网中应用。
在谈到40G的应用时，张成良表示，运营商如果想采用40G技术，就应该等待40G技术具备与现有技术相当的性价比，也就是说当40G技术的成本降至10G技术的四倍以下时才予以采用。看来40G的发展如果要走出实验室，走向商业应用，就必须向人们证明出目前已投入商用的40G产品的成本已不足10G技术的四倍。另一方面就是40G技术必须与现有的10G产品相兼容。
技术尚存障碍
光纤传输速度的每一次飞跃都面临着市场的挑战，这次单一波长的光纤传输速度提高到40G也不例外，它在技术市场等许多方面都遇到了障碍。
40G系统技术难度很大，实现40G系统要求电子学和光学领域的技术都接近极限。首先，需要将网络业务低速颗粒复用为40G信号，将其成帧，选择适合传输的格式进行编码，然后进行驱动和调制，并将其发送到光纤上传输到最近的光放大站点。所有这些工作都需要解决许多困难。另外在长距离传输中，40G则需要考虑更多的限制因素，如色度色散和PMD的精确补偿、OSNR的保证和电中继器的成本等。
张成良告诉记者，目前各个制造商都在全力开发TDM40G系统，但是厂商研究的重点不同，有些厂商主要放在40G的SDH设备上，有些则放在40G的子速率复用器和40G的WDM系统的传输上。因为40G路由器和交换机接口要求进行更复杂的处理，包括流量整形，过滤和数据包优先级划分，因此需要很长一段时间才能出台。40G在城域网应用可以节省机房面积，提高单节点设备的带宽管理能力和调度能力，单波长TDM40G在城域网有着良好的应用前景。
对于N*40GWDM系统而言，它面临的技术挑战更多，特别是PMD，非线性和色散补偿等一系列互相制约的限制因素，而且它们之间互相影响和制约。从应用上看，它只能实现600公里以内的传输，并且有许多技术问题还没有解决。
另外目前40G系统的成本还很高，还不能降到10G实际成本的3倍以下，因此达不到合理应用的程度。但是随着技术的进步，40G的成本会很快降下来，有望朝着大规模应用迈进。
PMD补偿：运营商关注的焦点
光纤的偏振模色散PMD一直是运营商关注的焦点问题。在人们的眼中，0.5ps/sqrt(km)足以保证10G系统400公里的传输，光纤指标也是定义为0.5ps/sqrt(km)。但是对于40G系统来说，要保证系统传输400公里，光纤的PMD链路值应该下降到0.125ps/sqrt(km)以下。由于光纤PMD是一种动态效应，不像色度色散是一个稳态值，需要动态实时地补偿。另一个问题是PMD高阶模式的影响，在10GTDM系统中，面临的主要是一阶PMD问题。而40G系统中的高阶效应开始显现。二阶PMD的一个重要表现形式对信号造成的色度色散效应，因为40G信号所占有的带宽很宽，这种信号带宽的色度色散的效应就很强，可能对40G色度色散补偿造成影响。张成良认为在PMD补偿上，不仅要考虑一阶PMD补偿，而且要考虑高阶PMD补偿。
PMD补偿技术比较复杂，而且必须每个波长分别补偿，目前还不能在一个通带内对所有波长同时进行补偿。PMD补偿还处于实验室研究阶段，基本方式是通过检测输入信号的PMD状态，与理想状态相比较的差值作为控制信号来改变PMD控制器的状态，从而将输入信号偏振状态调整到正常状态，其技术的关键是如何确定当前信号的偏振状态，有些厂商采用对40G的谐波或倍频信号进行滤波比较，从而得出输入信号的偏振状态。业内专家指出，目前40G长途系统可以通过挑选光纤的方式开通系统，只有出现了成熟的PMD色散补偿技术N*40G才能大规模在长途传输中应用。
40G剑指传输网未来
对于各大运营商而言，在对待新技术方面逐渐回归理性。业内专家认为，就现有的传输网络情况来看，以10G为主的传输技术已经构建了中国电信、联通和铁通传输网的各个大环，目前的10Gbps的速率就已经可以满足用户的需求，最新的基于10G技术的设备已能在一根10G光纤上提供总计160个信道的1.6Tbps传输容量，这些在一定程度上制约了40G光纤网络技术的发展与应用步伐。
市场和相关的经济模式是决定40G光通信网络能否成为主流的关键。10G光通信网络就是最好的例子，当Nortel率先推出OC-192时，真正的市场以及相关的运营模式还不存在，他们不得不花费大笔经费来培育市场。因此，今天40G所遇到的最大难题是来自于经济方面的，光学网络设备厂商必须向运营商们证明对40G设备的投资是值得的。国际数据集团(IDC)的研究分析师SterlingPerrin认为，尽管如此，由于现在业界开销的减少，以及许多运营商已在10G线路上投资了大笔的钱，因此40G光通信网络可能不会在短时间内得到运营商的青睐。
虽然人们对40G的商用前景的推测显得有点保守，但可以肯定的是，40Gbit/s技术将是下一代通信网最关键的技术，传输网向着40Gbit/s迈进是网络发展的必然趋势。中国电信总工程师韦乐平认为传输网的扩容是未来的发展趋势，40G技术的应用虽然被延迟，但是终将问世。特别是最近一些低成本40G器件的面市将加速这一进程。相信随着技术的进一步成熟和成本的下降，40G必然被广大运营商所接受。
链接:40Gbit/s的相关标准出炉
有关40Gbit/s的标准主要在OIT和ITU-T两个标准组织中进行。
G.693
适用于NRZ40Gbit/s的局内系统光接口。定义了发送眼图。
G.707
该建议定了SDH系统传送不同类型净荷的NNI接口。具体定义了STM-N的比特速率、帧结构、客户层信号(如PDH、ATM和IP)到STM-N的映射和复用格式、STM-N帧的开销。其中当N等于256时，代表传输的比特速率为39813120bit/s，近似为40Gbit/s。该建设还详细定义了STM-64/
STM-256的带内前向纠错(FEC)。
G.709
该建议定义了光传送网子网内部或子网之间的接口，主要包括光传送体系、帧结构、位速率、客户信号映射格式以及支持多波光网络的开销功能；
该建议定义的接口可用于光传送网的客户层到网络的接口(UNI)、网络节点接口(NNI)。G.709与40Gbit/s有关的内容，包括定义了CBR40G映射到OPU3中，及RS(255，239)编码的带外FEC。
G.783
G.728中的模型支持STM-256的加扰/解扰、适配处理、再生段层格式、再生段到复用段的支持FEC的适配、复用段层格式、复用段到其他端口的适配功能、拦动漂移、指针处理等。
G.8251
是基于SDH的数字网络的抖动和漂移控制。该建议规定的抖动和漂移适用于STM-256。
G.959.1
是光传送网的物理接口。适用于局间、短距、长距的接口。2003年修订稿中，定义了NRZ40G、RZ40G的速率包括G.707的STM-256和G.709的OTU3；参数中增加了针对RZ码的占空比；规定了NRZ40G玫RZ40G的发送眼图；并定义了NRZ40G、RZ40G的几种代码的主光通道参数。