作者：宋軍
    4/6/2010,光學領域最具權威的《Nature Photonics》期刊，最近對全球100Gbit/s（以下簡稱100G）光網絡的市場情況做了總結。本文將簡述該篇報導的主要觀點，并結合筆者的個人看法，對當前全球100G光接入網相關技術和市場情況，做個簡要回顧。
    首先應該指出的是，本文所談到的的100G，通常指單波長通道的調制速率達到100Gbit/s，而不是通過波分復用等模式，實現(xiàn)多個10Gbit/s通道復用后的總容量。大家知道，當前40G的網絡建設才剛剛被提上日程，但許多知名系統(tǒng)運營商和系統(tǒng)供應商都對100G全光網絡給予了極高的關注。知名分析公司Ovum最近公布了其調研結果，分析稱全球100G全光網絡今年將有大的發(fā)展，且未來兩年將有不俗成績。其中僅用于100G全光波分復用系統(tǒng)的集成光收發(fā)模塊，在未來五年市場需求就將指數(shù)成長，到2014年，預計銷售額將達到4.55億美元。預計今年夏天IEEE將正式通過40G和100G以太光網絡的相關標準，屆時，100G網絡的較大規(guī)模商用之門也將被正式開啟。
    100G網絡的熱潮始于09年歲末，且從去年末到今年初，短短幾個月中，就有世界知名的電信運營商，如弗萊森電訊(Verizon)和德國電信（Deutsche Telekom），以及一些系統(tǒng)供應商，如華為、北電、愛立信、阿爾卡特-朗訊等在不同場合高調宣布了各自的100G光網絡計劃。其中，北美電信運營商Verizon去年末宣布，他們基于北電的技術，在巴黎和法蘭克福兩大都市間建設了世界上第一條商用的100G光網絡。但幾乎就在同一時間，華為宣布，他們剛剛贏得了西班牙電信（Telefónica）的訂單，將為其建設傳輸距離超過1000公里，且不使用電子中繼補償?shù)拈L距離100G光網絡。緊接著，作為歐洲100GET計劃的一部分，愛立信也宣稱，將攜手德國電信，基于已有的光技術平臺，試點其100G網絡技術。此外，北電也發(fā)布了其從紐約到波士頓間距離達600公里的100G光網絡的成功試點工作。
    超高速的光傳輸（甚至達Tbit/s），在實驗室里并不是新穎的技術，早在10多年前的OFC中就有許多實驗報導，但要商用化，降低成本是關鍵。因此，現(xiàn)在40G和100G光網絡的發(fā)展，最核心的技術就是要實現(xiàn)和現(xiàn)有光纖網絡結構的兼容，即實現(xiàn)系統(tǒng)的可持續(xù)性升級。圍繞實現(xiàn)這一目標，各主要系統(tǒng)供應商八仙過海，各顯神通。
    北電40/100G產品市場營銷經理Helen Xenos在介紹他們的100G光網絡技術時，是如下描述的，“我們的100G光接入方案，是完全基于現(xiàn)有10G光接入系統(tǒng)的升級，與現(xiàn)有10G產品相比，改變主要有兩個，一是信號調制格式使用偏振復用的QPSK格式，二是接收端使用了相干接收，并使用數(shù)字信號處理來降低信號損傷�！�
    其實去年筆者為光纖在線寫的一篇評論《下一代無源光網絡發(fā)展策略解析》中，已經詳細的介紹了對下一代無源光網絡系統(tǒng)可能有巨大誘惑力的一些技術，北電這里采用的偏振復用、多進制調制格式，以及相干接受、電子色散補償?shù)榷及�含其中。這些技術的實現(xiàn)方式，可參見《下一代無源光網絡發(fā)展策略解析》,這里就不再詳述了。
    具體到Helen Xenos談到的北電100G方案中，其實就是使用光學雙二進制調制和偏振復用技術，將單通道調制速率翻了4倍，最終達到112 Gbit/s。這么高的調制速率，信號在傳輸中將受色散、非線性、偏振模式色散（PMD）等因素影響，嚴重退化。因此在接收端使用相干接收，將有效降低這些信號損傷因素帶來的信號扭曲（誤碼）。此外，筆者在《下一代無源光網絡發(fā)展策略解析》一文中也指出使用電子色散補償，是一種價格非常低廉，且應用靈活有效的信號損傷恢復技術。北電的系統(tǒng)就是綜合應用了這幾項技術后實現(xiàn)的。
    Ovum網絡部的首席分析師Ron Kline談到“無論使用什么調制方式，100G光接入系統(tǒng)要想實現(xiàn)長（超長）距離的傳輸，都必須降低傳輸波特率，以將系統(tǒng)損傷（如色散）控制在合理范圍內，且需要配合使用相干接收等方式在接收端對信號損傷予以有效補償�！�
    愛立信和德國電信的試點工程思路其實也大同小異。其試點工程基于一個已有的10G和40G的混合光接入網絡，采用偏振復用和RZ-DQPSK調制格式，并結合使用了50GHz的波分復用，為了增加可靠性，網絡具有可重構的光加減復用模塊和光放大模塊。目前，該試點工程已實現(xiàn)了用單模光纖，600公里的接入距離。并且愛立信宣稱，依靠合理優(yōu)化鏈路結構，他們已經實驗室中實現(xiàn)了1200公里的接入。
    華為將為西班牙電信建設的100G光接入系統(tǒng)，則主要基于其已有的OSN 6800波分復用/光傳輸平臺，使用標準的G.652光纖。其網絡中將共使用10套可重構的光加減復用器、33套光放大器和2套波分復用/解復用器。系統(tǒng)復用的頻帶間隔為50GHz，能與現(xiàn)有系統(tǒng)無干擾工作，且能同時兼容10G、40G和100G的工作模式。
    阿爾卡特-朗訊在西班牙，基于Telefónica現(xiàn)有的網絡結構，在四個城市間實驗了總距離為1088公里的100G光接入網絡性能。其主要技術也是使用了相干接收和電子色散補償�？梢哉f其長工作距離試點主要歸功于軟件部分，即在數(shù)字信號處理模塊使用優(yōu)異的算法。
    盡管當前100G系統(tǒng)已經初現(xiàn)商用曙光，但需要走的路仍很長�；氐介_篇那句話，要想將40G/100G光接入系統(tǒng)大規(guī)模實用，降低成本是關鍵。當前40G商用的目標是要將成本控制在10G系統(tǒng)的2.5倍。但需要注意的是現(xiàn)在10G系統(tǒng)的成本正在快速下降，因此與幾個歐洲電信公司形成鮮明對比的是，世界上大多數(shù)電信運營商都在質疑是否應該為40G系統(tǒng)擴充4倍帶寬而付出的高昂成本買單時，再談發(fā)展更為昂貴的100G系統(tǒng)，似乎是不切實際的。并且，使用單通道100G的調制方式，和使用10個波長復用的10路10G信號相比，成本孰高孰低，目前還是個問題。因此100G光接入系統(tǒng)的發(fā)展前景還有賴更深入的研究和探討。