100G光通信：产业链共同推进 市场应用步伐加快

接入网带宽的提速要求其上层的汇聚层网络和骨干层、核心层网络同步提速。以10G为主的光传输网络将沿着40G、100G的路线图快速升级，业界主流的厂商都在加快对100G设备及器件的研发，PM-QPSK相干接收技术在100G发展中获得了更多支持，100G光网络产品和技术的成熟已经进入倒计时。

日前七部委联合出台的《关于推进光纤宽带网络建设的意见》提出，城市用户接入能力平均要达到8Mbps以上，农村用户接入能力平均要达到2Mbps以上，商业楼宇用户基本实现100Mbps以上的接入能力。接入网带宽的提速要求其上层的汇聚层网络和骨干层、核心层网络同步提速。以10G为主的光传输网络将沿着40G、100G的路线图快速升级。根据测算，2013年，我国广东等电信业发达地区会出现明确的100G需求。100G光网络产品和技术的成熟已经进入倒计时。

流量猛增100G加快发展

100G规模商用时间点预计在2013年到2015年间。

·主流厂商的PM-QPSK系统和板卡设计已经完成。

“以2008年中国电信CHINANET网络带宽为基点来看，假如未来几年保持现有带宽增长率（即年均增长50%～80%），在目前ECMP(等值多路径)最大8条的数量限制不变的情况下，预计2013年长三角等地区就有零星的长途传输段落出现迫切的100G应用需求，2014年就会迅速扩展到全国主要的核心节点和部分省份的出口节点。”中国电信北京研究院副院长张成良日前表示，“超高清HDTV的发展会带来更大的网络带宽需求(每用户50Mbps左右)，因此中国电信100G接口规模商用时间点应该在2013年到2015年间。”业界主流的厂商都在加快对100G设备的研发。在传输系统厂商中，阿尔卡特朗讯(上海贝尔)、华为、爱立信的CoherentPM-QPSK系统和板卡设计已经完成，DSP和FEC处于研发阶段。西班牙电信Telefonica2009年在现有网络上进行了全球首个100G光传输的现网测试，实现了1088公里单波速率为112Gbps的DWDM传输，阿尔卡特朗讯、华为和爱立信参加了测试。“这项测试在已有业务重载(42个10G波道)的现网平台上，混合了10G、40G和100G波道，不需要对波长进行重新规划，并且在无需额外中继的情况下跨越了包括5个可调ROADM的多个节点，成功进行了24小时误码测试和一系列的性能测试。”上海贝尔有线产品投标部高级投标方案总监丁浩博士在接受《中国电子报》记者采访时说。

路由器厂商的进展显得更快一些，预计100GE接口将在2010年、2011年商用化，可以看到的设备是思科的CRS-3、Juniper的T1600、阿尔卡特朗讯的7750SR。运营商也在为100G传输进行准备，一些领先运营商也已经开始现网测试，预计2012年前后会有较多厂商推出成熟的100GWDM传输设备，2013年前后具备商用部署条件。

100G突破技术难点

· ADC与DSP技术是主要难点。

·业界加快了对接收端芯片的研发。

据介绍，100GWDM(波分复用)的光网络传输主要要解决三个方面的技术难题。一是从40G速率提高到100G，光信噪比OSNR需要增加4dB左右，而对色散和PMD(单模光纤偏振色散)的容限将更加苛刻到1/3左右。二是非线性效应的影响远远超过了目前的10G和40GWDM传输系统，对入纤功率的限制较严格，影响了对大跨段的支持能力。三是相干接收的模数转换(ADC)和数字处理能力(DSP)要求较高，成为 100GWDM传输系统的主要技术瓶颈。

此外，100GWDM光传输的编码技术也与40G不同。目前有PM-DQPSK和相干接收PM-QPSK等几种编码技术，其中相干接收PM-QPSK获得了更多支持。该编码技术是通过电域完成偏振分离、相位补偿和均衡等工作，PBS将信号分成两个相互正交的偏振光，然后分别与本地光源进行混频操作，得到四路拍频信号。四路拍频信号经光电转换和模数转换(ADC)进入DSP进行处理。该技术的核心是一个高速ADC和一个高速数字信号处理电路(DSP)。

如何提高接收端芯片的数字处理能力是业界公认的100G光传输中遇到的主要瓶颈，目前芯片对40G的处理能力已经达到极限。然而这一难点正在被突破，丁浩说：“100G光传输需要数字处理芯片达到56G的计算能力，处理器速度达到1个或几个T的量级，阿尔卡特朗讯通过算法的改进已经能够达到这一要求，今年会把这些技术商用化。”相关企业也在加快DSP的研究。Opnext在2010年美国光纤通信展上演示了在线处理的100GDP-QPSK相干接收DSP(用FPGA搭的)，算是业界一个很大的进展。Hurricane计划利用FPGA实现在线的相干接收，以20%的FEC编码冗余实现1500公里传输，并预计在2011年中期推出100G线路侧模块。

产业链共推100G发展

·芯片、器件技术发展对设备研发至关重要。

·部分器件已推出，100G光纤已商用。

100G光网络的发展需要产业链上各个环节的企业共同推进，上游芯片、器件、光纤技术的进展对下游设备的研发至关重要。

要达到100G的传输速率，集成电路、光芯片、光器件等关键器件也必须能够支持100G的应用，如在光模块中要用到跨阻放大器、高速逻辑器件等集成电路。目前业界公司已经在积极研发100G的适用产品，有的公司已经推出了部分产品。美国Inphi公司在中国的授权厂家代表缘隆有限[FS:Page]公司(Align-ment)的总裁赵典锋告诉记者，Inphi公司推出了应用于100G相干接收器的跨阻放大器(TIA)，以及用于100G传输系统的高速逻辑器件(HSL)。他认为，100G光通信产业总体来说还是处于研发阶段，产业链还需要较长时间才能发展成熟。

FPGA也是在网络通信中应用广泛的器件，它在100G以太网和100G光网络的应用中可以实现以太网接口、包处理，流量管理，OTN组帧和交换、交叉等功能。记者获悉，FPGA供应商Altera最近发布了28nm的StratixVFPGA，并宣布其中StratixVGT FPGA是业界第一个面向100G以上系统，集成28Gbps收发器的FPGA。据Altera公司产品和企业市场副总裁VinceHu介绍，StratixVFPGA具有1.6Tbps串行交换能力。他表示，以往40nm的FPGA产品也可以实现100G的应用，但StratixV可以通过28G收发器实现光模块接口，并且支持10G-BASEKR背板，可以极大提高系统集成度，从而可以更好地支持客户侧和系统侧接口。

光纤是光网络中最主要的器件之一，康宁通信(大中华区)市场与战略副总裁何思道告诉记者，100G光网络对光纤的损耗、色散、衰减等等指标都提出了更高的要求。今年3月份在圣地亚哥，康宁公司与Ciena公司共同展示了其长途光纤产品在100G网络中的应用。 100G系统的距离为1500km，由12个跨段组成，每个跨段的距离为125km，这一结构通过康宁SMF-28ULL低衰耗兼容光纤与Ciena的100G适用光学引擎配合得以实现。