面向未来的光通信技术

刘晶

　　编者按:2001年，在全球通讯市场增长放缓的情形下，中国及亚太地区仍然保持了较高的发展速度。特别是在中国的光通信市场上，电信运营商持久不衰的投资热情为制造商创造了巨大的商机，这也使得几乎所有国际知名通信厂商都将目光更多地投向了中国市场。据统计，中国光通信市场的年增长是国民经济增长的2～3倍，而且在入世、承办奥运会等有利因素的促进下，预计这种增长势头在未来几年内不会衰减。近日，中兴通讯组织的光网络新技术高层研讨会受到众多专家、厂商的广泛关注。本报为此特别推出光通信专题，从厂商、技术、市场等角度全方位介绍光通信的发展状况。

　　在骨干网中，光传输技术被广泛地应用。目前运营商正纷纷加大城域网的建设力度，光通信技术在城域网中的应用也由此为业界所关注。

　　在日前由中兴通讯组织的光网络新技术高层研讨会上，中国电信集团公司总工程师韦乐平、清华大学教授范崇澄等专家就光通信技术近二、三年的发展趋势进行了深入的探讨。

　　光通信两个焦点话题

　　在研讨会上，光通信市场和技术的焦点集中在两个话题上，一个是40Gbps端口的光通信技术，另一个是光城域网。随着用户要求的提高，运营商竞争压力的增加，光通信的发展也不再是单纯地要求更大的容量，光网络的管理能力已经提到重要地位。

　　韦乐平说，光通信技术在近二、三年将向以下几个方向发展：光的传输链路容量继续按光纤定理前进，每比特的成本将继续下降，以平均9～12个月翻一番的速度前进；组网方式开始从简单的点到点传输向光层联网方式前进，改进组网效率和灵活性；光联网将从静态联网开始向智能化动态联网方向发展，改进网络响应和生存性；由于光传输网与IP网的发展速度不匹配，其他方面也有所不同，所以网络核心趋向传送层和业务层分别独立发展，整个网络向高智能的3T网发展；网络边缘趋向传送和业务一体化的融合方向发展，这是强调业务快速实现的必然结果。

　　40G发展有争议

　　目前，光通信高端技术是10G端口的设备，许多省网的建设已经采用这一技术组网。40G的发展也已提上日程，但各方对其发展前景存有争议。

　　韦乐平说，40G的优势是能够有效使用传输频带，频谱效率高；减少设备成本(这是指当40G产品在提供4倍于10G的容量、2.5倍于10G的价格时而言，这个线也是40G起动的市场线)，降低复杂性和数量，节省机房空间(到这个比例，40G就会发展起来)；减少了OAM成本和复杂性以及备件数量；就成本/比特而言，目前比其它城域网方案经济；通常，单个波长能处理多个数据连接时，核心网的功能将大大增强，因此，随着路由器有了10G端口，核心网理应转向40G。

　　40G/S传输碰到了一些技术难题，主要存在于电子电路和材料。传统的硅锗和镓砷材料较困难，铟磷高速性能好，尺寸小，功耗小，但难制造；还有拉曼放大器的技术在这里也十分重要，它能够降低发送功率，改进系统功耗；其中的关键技术还存在于传输距离，目前其传输距离很难与10G相比。在色散补偿技术上要求更高，40G的色散容限降低16倍，需要进行精确的补偿。在40Gbps上，封装技术也成了难点，由于高功率及对损伤的敏感，与光纤的耦合容差只有0.2um；交换机和路由器接口的难度更大，与传输系统的复用器不同，40G数据设备接口需复杂的处理能力，涉及很多元件，包括成帧器、网络处理器、流量工程实现芯片等，路由器与交换机实现40Gbps端口预计要比传输设备晚一年。

　　范崇澄说，基于40Gbps的DWDM系统由于受物理定律的限制，在技术上会碰到许多困难，所以目前远达不到降低每比特成本的目的，考虑到市场形势，在2～3年内不会大规模铺设。目前提高容量、降低成本的主要手段是10Gbps，这会给服务供应商和设备供应商双方带来效益。目前基于40Gbps的研发工作还在进行。

　　他说，40Gbps的驱动因素有两个。一是核心层带宽必须大于来自周边任一信号的带宽；数据网设备逐步采用10G接口时核心网需升级至40G，但目前更多是在短距离的40G端口间使用，长途不会使用。二是更大的带宽可以让运营商更加灵活有效地提供服务。从40Gbps的应用上来讲，三年内将逐步在DWDM系统、路由器等设备上看到40G接口。

　　光城域网承载多业务

　　光网络设备现在大量地应用在城域网的建设中。韦乐平说，光城域网是一种主要面向企事业用户的、最大可覆盖城市及其郊区范围、可提供丰富业务和支持多种通信协议的公用网。城域网是传统广域网和局域网或传统长途网和接入网的桥接区，是传送网和接入网与各种业务的融合区，是传统电信网与数据网的交叉融合地带，未来的三网融合区；各种不同背景的技术在此碰撞交融产生新的衍生体，因此多样化将是城域网的基本特征。

　　城域网采用SDH多业务平台的优点在于：将SDH设备与二层或三层设备在物理上集成，将多个节点融合成一个；通过统计复用和超额订购业务来提高TDM通路的带宽利用率和减少局端设备的端口数使现有SDH基础设施最佳化。要克服的缺点是：减少占地、降低功耗，简化指配，改进扩展性，节省运营成本，提供VPN或视频广播等；SDH对抖动的要求比较高，从而带来成本比较高；SDH有多层结构，带宽效率低，开销处理复杂，传输效率低；管理困难，成本较高。

　　城域网采用WDM多业务平台，特点在于：可以将LAN直接扩展到城域网，无须协议转换；提供对协议和速率透明的通用业务接口：从45Mbps到2.5Gbps的端口，还有SDH、以太网、ATM等接口；网管系统的标准化和集成化；低价位：核心是无光放大或低成本光放大器、低成本光滤波器、WDM器件；客户层性能监视靠数字包封器；不能提供灵活低成本的低速率业务汇接；目前成本仍太高。

　　范崇澄说，城域网使得光网络大规模得以应用，但建网成本高、性能不够灵活，即对光的管理不够灵活是目前来自城域网组网的主要难题。

摘自《中国电子报》2002.3.5