400G OTN網絡技術探討

作者：中興文檔 2019-06-17 08:54:37

相比于當前部署的100G系統，400G技術具備大帶寬、低時延、低功耗等優勢，部署400G系統來滿足帶寬需求已是大勢所趨。那么，400G在OTN(Optical Transport Network，光傳送網)網絡中是如何應用的?

隨著云計算、大數據、高清視頻等新業務的不斷涌現，以及5G業務即將開始試商用布局，網絡帶寬壓力不斷增加，運營商對單纖容量提出更高要求。相比于當前部署的100G系統，400G技術具備大帶寬、低時延、低功耗等優勢，部署400G系統來滿足帶寬需求已是大勢所趨。

那么，400G在OTN(Optical Transport Network，光傳送網)網絡中是如何應用的?要想解答這個問題，我們先了解400G在OTN網絡的三種傳輸方案。

對比上述的三種傳輸方案，都有各自的特點和應用場景。目前，應用最廣泛的是***種2x200G傳輸方案，基于200G PM-16QAM雙載波調制技術，通過數字相干接收機，實現500 km無電中繼的傳輸，應用于城域網和骨干網。

下面，我們以2x200G傳輸方案為例，介紹400G系統的關鍵技術。

PM-16QAM技術

同理，QPSK指一個符號表示2個數字bit，相當于對數據做了1分為2的處理，速率降低了1/2。64QAM指一個符號表示6個數字bit，相當于對數據做了1分為6的處理，速率降低了1/6。

雙載波光源技術

單載波只用一個頻率點;多載波用幾個頻點來傳送信息，如果n個頻率給一個用戶傳送信息，則速率可以提高n倍。
400G雙載波通過DSP進行信號處理，將1個400G分為2路200G PM-16QAM信號，1路200G占用37.5 GHz頻譜，這樣400G只需要75 GHz頻譜，達到5.33 bit/s/Hz的頻譜效率。

從現階段電路技術來說，100G已接近“電子瓶頸”的極限。如果速率再高，引起的信號損耗、功率耗散、電磁輻射(干擾)和阻抗匹配等問題難以解決，即使解決則要花費非常大的代價，而400G通過PM-16QAM技術和雙載波光源技術可以降低電層處理的速率(即波特率)，把400G高速率降到低速率進行傳輸。

這樣，400G(448 Gbit/s)的信號，實際上處理的數據波特率為448÷2(雙載波)÷2(PM)÷4(16QAM)=28G Baud。

可變柵格ROADM技術

實現光信號在線路上的靈活封裝和智能調度。

SD-FEC算法

SD-FEC軟判決算法采用15%~25%碼字開銷，來提升系統信噪比，實現長距離傳輸需求。

400G技術大幅提升了OTN網絡的傳輸帶寬和距離，使得OTN網絡實現大帶寬長距離無中繼傳輸，為OTN網絡在5G商用中起到重要支撐作用。

文中涉及的縮略語：

PM-16QAM(Polarization-Multiplexed 16-Quadrature Amplitude Modulation，偏振復用16階正交振幅調制)
QPSK(Quadrature Phase Shift Keying，四相移相鍵控/正交移相鍵控)
64QAM(64 Quadrature Amplitude Modulation，64種符號的正交幅度調制)
DSP(Digital Signal Processor，數字信號處理器)
ROADM(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer，可重構光分插復用器)
SD-FEC(Soft Decision Forward Error Correction，軟判決前向糾錯)

責任編輯：趙寧寧來源：中興文檔