地狱书生的博客

众所周知，自动交换的全光传送网是未来各种业务的最基础平台，也是光传输网的发展方向。围绕着智能全光网络这一核心，许多新技术和新产品正在研究开发之中，并将逐步走向商用化。在骨干传输领域，其研究方向主要包括传输容量的不断增加、无电中继传输距离的不断延长和网络的智能化水平的不断提高三个方面。基于光包交换技术（GMPLS）的全光网络智能化实现主要与软件技术和网络拓扑研究有关，而传输容量和传输距离与光纤传输媒介直接相关。随着传输带宽的不断增加、通路间隔的不断加密和基础传输速率的不断增高，对光纤的参数要求逐步增加，在传统的衰减、色散等基础上增加了衰减斜率、色散斜率、光纤非线性、PMD等方面的要求，下面根据未来可能的技术应用，提出对未来传输网络中的光纤要求。
　　
　　4.1 超长距离WDM系统
　　超长距离（Ultra Long-haul）WDM系统是现在设备供货商炒作最热的技术之一，许多厂商声称可在2002年推出商用化的以10Gbit/s为基础的超长距离WDM系统，以40Gbit/s为基础的超长距离WDM系统要比以10Gbit/s为基础的超长距离 WDM系统晚些时间。已经有2.4Tbit/s (240×10Gbit/s)WDM系统采用全喇曼放大器在-D/+D光纤（正色散与负色散光纤混用，不是G.655和G.652光纤）上7400km无中继传输试验成功的报道。一般认为1500~2000km无电中继传输的WDM系统可以认为是超长距离WDM系统，该系统的目标传输距离有可能达到4000km无电中继。该系统与一般WDM系统的主要不同在于光均衡器（Optical Equalizer）的采用，对各信道的功率斜率和色散斜率分别进行补偿，最终达到最佳的传输效果。但是，由于目前常用的E-LEAF光纤色散斜率较大，需要补偿的段落较G.652光纤短，同样的传输距离，则需要更多的补偿模块，并且目前其色散斜率补偿光纤也尚未商用，实验室中在G.655光纤上采用超长距离WDM系统进行的试验仅仅是对功率斜率的补偿。当然，在超长距离WDM系统中也有可能采用喇曼放大器，采用喇曼放大器后，超长距离WDM系统在G.652光纤和G.655光纤上的传输性能上相差不多。采用喇曼放大器的目的主要有两个，一是增加传输距离，二是提高整个WDM复用段的传输性能，如OSNR。但是，喇曼放大器的使用必将增加大量的投资。事实上，如果功率斜率调整技术应用的效果好，在G.652光纤中可以大大减少喇曼放大器的使用，正如表2中的A厂商已经在其普通的WDM上采用功率斜率调整技术，在不采用喇曼放大器的情况下，可以实现12×26dB（光放段的数量×每个光放段的衰减量）的传输。当然，超过表中规定的站段配置时，则有可能配置喇曼放大器，并需要采用色散斜率补偿。
　　
　　因此，单从超长距离WDM系统的应用来看，G.652光纤的性能要优于G.655光纤。另外，虽然个别厂商以现有G.652光纤和G.655光纤为基础开发生产独特的频带放大系统，并采用反向和同向喇曼放大技术，实现超长距离传输，但其成本要高于一般带宽应用的WDM系统。
　　
　　4.2 TDM 40Gbit/s和超大容量(Ultra High Capacity)WDM系统
　　目前，商用化的40Gbit/s TDM和WDM系统正在研发之中，在实验室环境下成功进行以40Gbit/s为基础的各种容量WDM系统的报道经常可以在各种专业报纸、杂志看到，目前的实验室世界记录已经达到10.9Tbit/s（273×40Gbit/s）；当然，也有个别运营商网络上关于40Gbit/s WDM进行现场测试的报道，如美国的WORLDCOM。商用化的40Gbit/s SDH和WDM系统预计2002~2003年投入市场。
　　
　　在TDM 40Gbit/s系统中，光驱动和调制模块是关键，在线路编码方式上，部分厂商开发RZ编码代替NRZ编码，以减少高密度传输中的非线性效应。而在40Gbit/s WDM系统中遇到的最大问题包括光复用技术以及光纤的非线性效应、色散管理、PMD补偿等因素的影响。为实现50GHz间隔的波分复用，目前一般采用偏振间插复用技术，实现大容量高密度的波分复用系统。根据编码方式和调制方式的不同，40Gbit/s系统的色散容限一般为几十到上百ps/nm，为保证长距离无电中继的传输，需要比10Gbit/s系统更为严格和精细的色散补偿，并采用类光孤子技术，通过对光源采用预啁啾，并在传输一段距离后采用色散补偿光纤，将展宽后的光脉冲压缩，起到类似孤子传输。但是，根据目前大容量40Gbit/s WDM系统的试验结果，单独的G.652光纤和G.655光纤，可以实现系统的传输，但是传输距离较短，很难实现长距离的传输，对于大容量的WDM系统（80波以上），其传输距离仅为几十公里到一百多公里。当然，以现有G.652光纤和G.655光纤为基础，采用RAMAN放大和超强（Super）FEC技术，可以实现波数不多的WDM系统传输几百公里。目前已有40×40Gbit/s WDM系统在G.652光纤上传输480km的试验报道，采用载频抑制RZ编码（CS-RZ），在每个OA之间需要采用色散斜率补偿光纤，色散斜率补偿光纤的价格要比一般色散补偿光纤高些。
　　
　　研究表明，如果继续在现有光纤上开通大容量40Gbit/s WDM系统的商用化传输，其传输系统设计比较复杂，无电中继传输距离也较短，采用现有的光缆线路，传输距离极限可能不超过1000km，并且所应用的设备技术成本较高。G.655和G.652光纤传输40Gbit/s WDM系统存在的主要问题见表3所示。