随着云计算,大数据和高清视频等新服务的出现,以及即将到来的5G服务试商用部署,网络带宽压力不断增加,运营商对单纤容量提出了更高的要求。与目前部署的100G系统相比,400G技术具有带宽大,延迟低,功耗低等优点。部署400G系统以满足带宽需求是不可阻挡的趋势。
那么,400G如何应用于OTN(光传输网络)网络?为了回答这个问题,我们首先要了解OTN网络中400G的三种传输方案。
2x200G传输方案
4x100G传输方案
1x400G传输方案
与上述三种传输方案相比,它们各有特点和应用场景。目前,应用最广泛的是第一个2x200G传输方案。基于200G PM-16QAM双载波调制技术,数字相干接收机实现了500 km无功继电器的传输,应用于城域网和骨干网。
下面,我们以2x200G传输方案为例介绍400G系统的关键技术。
PM-16QAM技术
PM-16QAM是一种高阶模式调制格式。
PM指的是将光信号分离成两个偏振方向,然后将信号调制成两个偏振方向以进行传输。它相当于对数据的“1分为2”处理,并且速率减少了一半。
16QAM指代表示4个数字位的符号,其相当于数据的1到4处理,并且速率减少1/4。
类似地,QPSK指代表示2个数字位的符号,其相当于数据的1到2处理,并且速率减少1/2。 64QAM表示一个符号代表6个数字位,相当于1表示数据。分为6次治疗,费率减少1/6。
双载波光源技术
单个运营商仅使用一个频点;多载波使用多个频率点来发送信息,并且如果n个频率向一个用户发送信息,则速率可以增加n倍。
400G双载波通过DSP进行信号处理,将一个400G分成两个200G PM-16QAM信号,一个200G占用37.5 GHz频谱,因此400G仅需75 GHz频谱,实现5.33 bit/s的频谱效率/赫兹。从目前的电路技术来看,100G接近“电子瓶颈”的极限。如果速率较高,则难以解决由信号丢失,功耗,电磁辐射(干扰)和阻抗匹配引起的问题。即使它解决了,也会花费很多钱,400G可以通过PM-16QAM技术和双载波光源技术。降低电层处理速率(即波特率)并将400G高速率降低到低传输速率。
因此,400G(448 Gbit/s)信号实际上处理的数据波特率为448÷2(双载波)÷2(PM)÷4(16QAM)=28G波特。
可变网格ROADM技术
灵活的封装和线路上的光信号智能调度。
可变网格是指可配置的信道间隔,支持以12.5 GHz的步长从37.5 GHz开始的间隔。
可变网格与固定波长50 GHz和100 GHz波长网格兼容。
服务板支持12.5 GHz的波长调整。分离式波形板支持12.5 GHz可变网格配置,并根据信号大小灵活打包。
ROADM可以重建光信号,实现光信号的智能调度。
SD-FEC算法
SD-FEC软判决算法使用15%~25%的码字开销来提高系统信噪比并实现长距离传输要求。
第二代SD-FEC软判决算法使用25%的码字开销,比第一代更强,以提高传输性能。
支持在第一代SD-FEC算法(15%)和第二代SD-FEC算法(25%)之间切换。
400G技术大大增强了OTN网络的传输带宽和距离,使OTN网络实现了大带宽长距离非中继传输,对于5G商用的OTN网络起着重要的支撑作用。