尚難商用 400G如何打破香農(nóng)極限

　　ICCSZ訊    盡管業(yè)界對(duì)400G呼聲甚高，但受制于技術(shù)尚不成熟，運(yùn)營(yíng)商對(duì)400G更多是停留在實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試階段。

　　“400G傳輸距離有限，意味著運(yùn)營(yíng)商需要在現(xiàn)網(wǎng)中引入更多的中繼設(shè)備，導(dǎo)致成本大幅上升。因此，中國(guó)電信今年暫無(wú)計(jì)劃在骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)上引入400G。”中國(guó)電信北京研究院副院長(zhǎng)張成良在接受《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》(網(wǎng))采訪時(shí)表示。

　　正如摩爾定律已經(jīng)在半導(dǎo)體行業(yè)開始失效，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(nóng)極限，如果進(jìn)一步增加頻譜效率意味著更高的信噪比要求，直接導(dǎo)致400G系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度大大增加和成本快速上升。

　　“突破香農(nóng)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(nèi)的廠商都推出了400G OTN解決方案，并且攜手多家運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室和驗(yàn)證測(cè)試，以驗(yàn)證和改善400G方案的性能。

　　從廠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(xiàn)，三種方案各有優(yōu)劣勢(shì)。

　　其中四載波通過(guò)四個(gè)載波的100G PDM-QPSK方式來(lái)構(gòu)建400G超級(jí)波道，基于100G已經(jīng)規(guī)模商用，這種方案技術(shù)成熟、成本低、跨距長(zhǎng)，能夠滿足運(yùn)營(yíng)商的長(zhǎng)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(jí)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(tǒng)其本質(zhì)還是100G系統(tǒng)。”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(gòu)建400G超級(jí)波道。這種方案的好處是將頻譜效率提升165%以上，系統(tǒng)集成度較高，體積小、功耗低;劣勢(shì)是跨距短，只能達(dá)到500km，無(wú)法適用長(zhǎng)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(gòu)建400G超級(jí)波道。這似乎是最正宗的400G解決方案，不過(guò)，上海貝爾專家向記者指出，由于香農(nóng)定理的限制，其技術(shù)實(shí)現(xiàn)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(zhǎng)途傳輸中的應(yīng)用前景并不樂(lè)觀。

　　“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(yīng)用。”張成良告訴記者。

　　標(biāo)準(zhǔn)有待統(tǒng)一

　　困擾400G傳輸?shù)倪€有標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。

　　2013年3月，IEEE正式開啟了400GE的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。IEEE給出時(shí)間表，預(yù)計(jì)今年發(fā)布400GE初稿，2016年-2017年發(fā)布正式的400GE標(biāo)準(zhǔn)。一般來(lái)說(shuō)，傳輸標(biāo)準(zhǔn)會(huì)在以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)出來(lái)后才有定論，因此400G傳輸標(biāo)準(zhǔn)還有相當(dāng)?shù)囊欢温芬摺?/p>

　　在標(biāo)準(zhǔn)未出爐之際，400G傳輸產(chǎn)業(yè)將再次經(jīng)歷亂戰(zhàn)現(xiàn)象。

　　上海貝爾專家向記者回憶，40G時(shí)代，由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)未統(tǒng)一，多種技術(shù)制式并存導(dǎo)致了互通性差、成本高、商用化進(jìn)程慢。100G技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)化前也經(jīng)歷過(guò)標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)，最終阿爾卡特朗訊所倡導(dǎo)的PDM-QPSK調(diào)制方式和相干接收技術(shù)以優(yōu)良的性能統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn)。

　　同樣，對(duì)于超100G的標(biāo)準(zhǔn)，不可避免的也存在著標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)。“從40G的前車之鑒可以看出，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，400G將可能會(huì)重蹈40G的覆轍。”上述上貝專家向記者表示。

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

　　上述專家告訴記者，從100G時(shí)代起，超高速數(shù)字信號(hào)處理芯片較以往的研發(fā)難度大大增加，因此到目前規(guī)模商用為止，真正掌握這項(xiàng)技術(shù)的設(shè)備廠商依然很少。貝爾實(shí)驗(yàn)室從2005年就成功實(shí)現(xiàn)了100G的演示，但是到了2010年才開始提供100G的DSP芯片，其技術(shù)難度從研發(fā)的時(shí)間長(zhǎng)度中也可見一斑。

　　受到數(shù)據(jù)流量迅猛增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)，從10G到40G，再到100G，業(yè)界實(shí)現(xiàn)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(yù)計(jì)，一旦400G相關(guān)技術(shù)問(wèn)題解決，它就會(huì)很快走向商用。