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新型光纖助力光網絡邁入400G時代

發布時間:2017/8/9 丨 文章來源:admin 丨 瀏覽次數:1685

光纖是通信產業繁榮的基石,所有通信業務的承載都離不開這一最基礎的物理媒介。業務的發展促進光傳輸網技術不斷變革,光傳輸容量和距離也在不斷刷新。目前超100G光傳輸系統受到傳輸距離的限制,新型光纖技術有望助力下一代光傳輸系統升級換代。

  新型光纖有助于延長400G系統傳輸距離

  光傳輸系統需要保持系統容量和傳輸距離之間的平衡,在長距離光傳輸系統中,普遍采用高階調制方式提高頻譜利用率,同時通過低損耗、新型放大器等方法來保持所需的傳輸距離。

  目前400G光傳輸系統有多種實現方式,包括四載波PM-QPSK、雙載波PM-16QAM等。其中雙載波PM-16QAM為業界的主流實現方式,PM-16QAM調制格式系統和PM-QPSK調制格式系統相比,具有更高的頻譜效率。理論上,PM-16QAM的背靠背OSNR容限比PM-QPSK差約6.7dB,因此PM-16QAM的傳輸距離不到PM-QPSK的四分之一。一方面設備廠家正在研究更高階的FEC技術和新型放大技術(如拉曼放大器)提高系統OSNR,提升系統傳輸距離;另一方面,作為系統傳輸的物理層媒介,新型光纖也能提升系統OSNR,滿足400G系統長距傳輸的需求。

  在400G系統無電中繼傳輸距離達到1000km的場景中,根據骨干網光纜現狀和400G PM-16QAM傳輸系統的性能,如果使用普通的EDFA放大器,則需要光纖的損耗達到0.14dB/km,目前的光纖技術達不到這樣的損耗。如果使用普通的EDFA放大器加上大有效面積光纖,則需要光纖的損耗達到0.153dB/km,目前的光纖技術也達不到這樣的損耗。如果使用拉曼放大器,則需要光纖的損耗達到0.17dB/km。如果使用拉曼放大器加上大有效面積光纖,光纖的損耗可以放寬到0.183dB/km。

  在400G系統無電中繼傳輸距離為600km的場景中,如果使用普通的EDFA放大器,則需要光纖的損耗達到0.165dB/km,超低損光纖基本能夠滿足性能要求。如果使用普通的EDFA放大器加上大有效面積光纖,則需要光纖的損耗達到0.178dB/km。如果使用拉曼放大器,則需要光纖的損耗放寬到0.195dB/km。

  為了評估100G和400G傳輸系統在新型光纖上的傳輸性能,早在2014年,中國移動便在國內率先開展了實驗室測試和現網試點。實驗室中,100G和400G信號分別在G.652、超低損光纖和大有效面積光纖上進行傳輸性能測試:超低損光纖熔接后的損耗為0.175dB/km,大有效面積光纖熔接后的損耗為0.165dB/km。

  系統方面,100G系統采用PM-QPSK調制格式,400G系統采用雙載波的PM-16QAM調制格式。根據實驗結果結合理論分析,采用PM-QPSK調制格式的100G系統的背靠背OSNR容限約為10dB,能夠在G.652光纖上傳輸約3000km(5dB OSNR余量);采用PM-16QAM調制格式的400G系統的背靠背OSNR容限約為18.5dB,能夠在G.652光纖上傳輸約450km(5dB OSNR余量),測試性能結果如表1所示。對于超低損光纖和大有效面積光纖,400G的傳輸距離可以被延長到約600km和900km(5dB OSNR余量)。因此超低損光纖和大有效面積光纖對于延長400G系統的傳輸距離幫助非常大。


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