尚難商用 400G如何打破香農極限

　　ICCSZ訊    盡管業(yè)界對400G呼聲甚高，但受制于技術(shù)尚不成熟，運營(yíng)商對400G更多是停留在實(shí)驗室和現網(wǎng)測試階段。

　　“400G傳輸距離有限，意味著(zhù)運營(yíng)商需要在現網(wǎng)中引入更多的中繼設備，導致成本大幅上升。因此，中國電信今年暫無(wú)計劃在骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)上引入400G。”中國電信北京研究院副院長(cháng)張成良在接受《通信產(chǎn)業(yè)報》(網(wǎng))采訪(fǎng)時(shí)表示。

　　正如摩爾定律已經(jīng)在半導體行業(yè)開(kāi)始失效，芯片性能提升趨緩一樣，由于光纖的傳輸容量已經(jīng)逼近信道的香農極限，如果進(jìn)一步增加頻譜效率意味著(zhù)更高的信噪比要求，直接導致400G系統的技術(shù)實(shí)現難度大大增加和成本快速上升。

　　“突破香農極限的理論，光網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)業(yè)界尚需要時(shí)間去研究。”張成良表示。

　　雙載波成優(yōu)選方案

　　目前，包括華為、阿朗、中興和烽火通信在內的廠(chǎng)商都推出了400G OTN解決方案，并且攜手多家運營(yíng)商進(jìn)行了實(shí)驗室和驗證測試，以驗證和改善400G方案的性能。

　　從廠(chǎng)商推出的解決方案來(lái)看，400G光傳輸網(wǎng)絡(luò )主要通過(guò)四載波、雙載波和單載波三種方式實(shí)現，三種方案各有優(yōu)劣勢。

　　其中四載波通過(guò)四個(gè)載波的100G PDM-QPSK方式來(lái)構建400G超級波道，基于100G已經(jīng)規模商用，這種方案技術(shù)成熟、成本低、跨距長(cháng)，能夠滿(mǎn)足運營(yíng)商的長(cháng)距離傳輸需求。

　　不過(guò)，這種方案只有在引入頻譜壓縮技術(shù)提高頻譜效率，并通過(guò)芯片升級解決集成度和功耗問(wèn)題的前提下才有意義。“否則，以目前的100G芯片搭建出來(lái)的400G系統其本質(zhì)還是100G系統。”張成良表示。

　　雙載波方案則是通過(guò)兩個(gè)載波的200G PDM-16QAM方式來(lái)構建400G超級波道。這種方案的好處是將頻譜效率提升165%以上，系統集成度較高，體積小、功耗低;劣勢是跨距短，只能達到500km，無(wú)法適用長(cháng)距離傳輸場(chǎng)景。

　　單載波則是通過(guò)一個(gè)載波的400G PDM-32QAM方式來(lái)構建400G超級波道。這似乎是最正宗的400G解決方案，不過(guò)，上海貝爾專(zhuān)家向記者指出，由于香農定理的限制，其技術(shù)實(shí)現難度大、成本高、跨距小于200km，如果沒(méi)有大的技術(shù)突破，在長(cháng)途傳輸中的應用前景并不樂(lè )觀(guān)。

　　“從全球范圍來(lái)看，目前，雙載波400G成為業(yè)界普遍看好的方案，可以考慮在城域網(wǎng)率先應用。”張成良告訴記者。

　　標準有待統一

　　困擾400G傳輸的還有標準問(wèn)題。

　　2013年3月，IEEE正式開(kāi)啟了400GE的標準化進(jìn)程。IEEE給出時(shí)間表，預計今年發(fā)布400GE初稿，2016年-2017年發(fā)布正式的400GE標準。一般來(lái)說(shuō)，傳輸標準會(huì )在以太網(wǎng)標準出來(lái)后才有定論，因此400G傳輸標準還有相當的一段路要走。

　　在標準未出爐之際，400G傳輸產(chǎn)業(yè)將再次經(jīng)歷亂戰現象。

　　上海貝爾專(zhuān)家向記者回憶，40G時(shí)代，由于技術(shù)標準未統一，多種技術(shù)制式并存導致了互通性差、成本高、商用化進(jìn)程慢。100G技術(shù)在標準化前也經(jīng)歷過(guò)標準之爭，最終阿爾卡特朗訊所倡導的PDM-QPSK調制方式和相干接收技術(shù)以?xún)?yōu)良的性能統一了標準。

　　同樣，對于超100G的標準，不可避免的也存在著(zhù)標準之爭。“從40G的前車(chē)之鑒可以看出，沒(méi)有統一的標準，400G將可能會(huì )重蹈40G的覆轍。”上述上貝專(zhuān)家向記者表示。

　　與此同時(shí)，上海貝爾專(zhuān)家指出，在400G技術(shù)上，超高速光電數字信號處理及芯片的實(shí)現仍然是最大的挑戰。目前，只有阿朗和Ciena兩家廠(chǎng)商能夠提供400G超高速傳輸芯片。

　　上述專(zhuān)家告訴記者，從100G時(shí)代起，超高速數字信號處理芯片較以往的研發(fā)難度大大增加，因此到目前規模商用為止，真正掌握這項技術(shù)的設備廠(chǎng)商依然很少。貝爾實(shí)驗室從2005年就成功實(shí)現了100G的演示，但是到了2010年才開(kāi)始提供100G的DSP芯片，其技術(shù)難度從研發(fā)的時(shí)間長(cháng)度中也可見(jiàn)一斑。

　　受到數據流量迅猛增長(cháng)的驅動(dòng)，從10G到40G，再到100G，業(yè)界實(shí)現更高速率光網(wǎng)絡(luò )商用的時(shí)間跨度越來(lái)越短。

　　因此，可以預計，一旦400G相關(guān)技術(shù)問(wèn)題解決，它就會(huì )很快走向商用。