光通信发展的几个关键技术

一、引 言
在很长的一段时间内，光通信被认为是导致网络泡沫的重要原因，一时人们也“谈光色变”。可喜的是在过去两年中，宽带接入、数据业务的迅猛发展加速消化了带宽，骨干网出现了新的带宽缺口。目前，骨干传送网的数据速率截面已经超过400Gbit/s，而且还在以每年超过100Gbit/s速率增长，新的一轮WDM系统的建设已是隐约可见。而在北美，一些运营商又在悄悄地试验40Gbit/s及ULH系统等这些久违了的技术。光通信已经走过了最艰难的阶段。
目前，光通信发展技术主要集中在超长ULH WDM系统、MSTP城域传输技术、ASON网络上。下一代光网络将是ASON控制层面+多业务处理节点＋ULH WDM系统的组合。本文将重点讨论这几种技术的发展。
二、长途WDM系统
长途系统在过去几年中一直处于低迷状态，2000年左右运营商敷设的都是基于10Gbit/s的40波系统，当时真正利用的波长也就是10个左右，还有30波没有利用。在过去4年中，数据的快速发展消耗了剩余波长，对长途WDM系统需求的压力再次出现，目前骨干网容量提高非常迅速，每年扩容主要为数据，一年甚至十几个10Gbit/s波长，近期内这种增幅将不会减小。在某些运营商的个别截面上，线路需求已经超过40波。2005年，长途WDM系统的建设将重新开始，将采用新的技术，以减少成本并简化网络层次，与ASON共同构造下一代传送网（侧重于传送平面）。
1800Gbit/s系统还是1.6Tbit/s系统
2000年，中国各运营商开始大规模建设以10Gbit/s为基础的WDM系统。目前，骨干形成的超长距离环都是采用40×10Gbit/s WDM系统，而当时设备厂商宣称以后有能力升级到160波的系统。但是这种升级并不轻松，必须增加L波段的光放大器、增加新的复用器，并且在每个站点都要进行改动，而且系统设计原则也要发生变化，升级到160波要花费极大的精力。从实际实施上看，这些系统只能看作是终极容量为400Gbit/s的系统。
考虑到未来系统的容量需求和技术成熟性，新建WDM系统建设应该可以无缝升级到1.6Tbit/s的800Gbit/s系统。对于800Gbit/s系统目前有两种选择，一种是间隔为100GHz，覆盖C+L波段的800Gbit/s系统，一种是间隔为50GHz，仅覆盖C波段的800Gbit/s系统。
从使用方便性来看，单纯C波段的800Gbit/s系统可能更为合适，如果采用C+L波段，从目前放大器技术来看，还没有覆盖C+L波段的EDFA，必须采用两个放大模块。复用器也只是覆盖一个波段，没有全波段复用器/解复用器。对于采用Raman+EDFA放大器的系统，Raman放大器由于是分布式放大，两个波段的泵浦源是公用的，而EDFA与复用器却是不同的，两个波段采用不同的复用器/解复用器和光放大器，在每个光放大器站都进行复用/解复用，光信号分别通过两个不同的EDFA进行放大。两个波段的关系有些类似于20世纪80年代的1310nm/1550nm的粗波分复用系统，系统构造比较复杂。另外，对于C+L波段色散补偿，要做到准确的色散斜率补偿也比较困难。
2超长ULH与OADM
ULH＋OADM可以使网络层次更加简化，有利于实现点到点的灵活、可靠、方便的业务传送。目前，超长系统在北美已经有所抬头，40Gbit/s与10Gbit/s混合传输的ULH WDM系统也开展了一些试验，但并不是商用化的重点。目前，商用化主要集中在10Gbit/s WDM系统的超长传输上，有些采用传统的NRZ+Raman的解决方案，有些采用CRZ＋FEC的技术，也有采用纯粹的Raman放大器，并没有标准的方案。
我国幅员辽阔，有利于实施超长距离ULH+OADM配置系统，该系统还可以与常规波分系统并行使用，因此可以根据地域地点进行自由选择，使得组网方式非常灵活。ULH新技术的使用会使光再生距离延长至几千公里，等效减少了电中继再生节点的数量。另一方面，OADM的使用相对于背靠背系统，也会节省大量的OTU。目前，较为成熟的超长传输距离在2000km，波长间隔在100GHz，使用C波段的40波系统，而OADM上下能力也在20波以上。