400Gbit/sOTN技术及在干线网中的应用实践

为落实“东数西算”国家战略,打造数据中心间高带宽、大容量、高可靠光网络底座,本文通过研究400Gbit/s高速率实现方式,以相关标准为参考,利用模型构造、仿真模拟、对比等方法,分析PM-16QAM、PM-16QAM-PCS、PM-QPSK3种技术,并结合实际网络系统设置情况,得出PM-QPSK更适合干线传送网络应用。本文进一步分析400Gbit/sPM-QPSK在C+L波段时受激拉曼散射效应影响增大而导致信号性能劣化严重的问题,提供了相应的解决方案;最后重点分析400Gbit/sOTN在省际干线网络中的应用实践,阐述了三重主备架构设计、四维数智设备创新、六大干线新技术,构筑算力枢纽间的高品质光底座。

400Gbit/s传输性能研究与应用分析

针对400Gbit/s传输性能及应用问题,仿真分析了400Gbit/s不同技术方案的传输距离与频谱效率、入纤功率限制与非线性效应,结果表明,4×100Gbit/s技术可以满足骨干网1 000km以上的传输需求,而2×200Gbit/s技术则必须结合低损耗或超低损耗光纤以及新型低噪声光放大器等才可能实现。城域网、数据中心等的大带宽互联可能率先采用400Gbit/s技术,而2×200或4×100Gbit/s可以满足传输容量和传输距离的一般需求。

400Gbit/s骨干网用超低损耗超大有效面积光纤的开发

损耗和非线性是影响超100Gbit/s高速光通信系统性能最为关键的因子。文章设计并研制了一种适合400Gbit/s高速传输用的新型单模光纤,该光纤具备超低损耗与超大有效面积特性,在1 550nm波长处衰减为0.165dB/km,在1 625nm波长处衰减为0.179dB/km;在1 550nm波长的模场直径为13.96μm,有效面积为153μm2。该光纤具备优良的抗弯曲性能,其关键技术指标优于当前国际技术水平,可为下一代高速光纤通信提供关键基础材料支撑。

400 Gbit/s WDM传输技术及标准化进程

近年来我国以FTTH和4G LTE为代表的固定和移动宽带业务迅猛发展,驱动我国网络基础设施取得跨越式发展,在高速大容量光纤传输技术的发展和应用方面更是领先全球。目前N×100 Gbit/s波分复用(WDM)传输技术已经普及,正在从骨干网向城域网延伸;N×400 Gbit/s WDM传输技术的部署也指日可待;介绍了N×400 Gbit/s WDM传输技术方案和标准制定情况,并对该技术的应用前景和后续发展进行展望。

400 Gbit/s技术及应用探讨

随着100 Gbit/s启动规模商用,400 Gbit/s传输技术成为业界关注热点。本文首先介绍了400 Gbit/s发展背景、400 Gbit/s标准化最新进展,在此基础上详细分析了400 Gbit/s关键技术及方案选择,最后对400 Gbit/s未来应用前景进行了展望。

100/400 Gbit/s PAM4光收发模块的技术分析

PAM4(四阶脉冲幅度调制)为100/400Gbit/s以太网提供了一种有效可行的解决方案。介绍了400Gbit/s以太网的技术标准进展和两种400Gbit/s光模块的封装形式,阐述了PAM4光收发模块的基本原理和结构框图,通过分析不同速率的技术方案和参数,表明28GBaud PAM4是实现400Gbit/s以太网传输较好的方案;综述了模块设计所需的器件、芯片、测试仪器和测试方案的现有技术水平,为100/400Gbit/s PAM4光收发模块的设计和实现提供参考。

400 Gbit/s WDM技术方案及应用场景分析

宽带业务、数据中心及云计算业务的飞速发展,使传送网面临业务流量爆炸式增长带来的巨大压力,超高速、超大容量和动态灵活成为光传输技术未来发展趋势。文章介绍超100 Gbit/s WDM(波分复用)技术发展方向及相关标准的最新研究进展。结合影响WDM线路侧速率的关键因素,考虑频谱效率与传输距离的平衡,着重分析提升WDM传输速率的主要途径,重点分析400 Gbit/s WDM的技术实现方案、性能特点及适用场景。

400Gbit/s高速大容量光通信系统单模光纤设计与制备

介绍了一种大有效面积单模光纤的数值设计分析与PCVD(等离子体化学气相沉积)制备工艺,该光纤的有效面积达到133μm2,同时在1 550nm处衰减系数优化到0.183dB/km,弯曲损耗优化至0.45dB/圈(弯曲半径7.5 mm)。在双偏振DFT-S CO-OFDM 4QAM/16QAM(4进制/16进制正交振幅调制的离散傅里叶变换扩展相干光正交频分复用)调制信号下,对该光纤在100Gbit/s和400Gbit/s系统的误码率和Q值等传输性能进行了验证。结果表明,该光纤能有效改善最佳入纤功率和非线性效应,可使传输距离提升30%,能有效优化400Gbit/s传输系统,并且在FTTx领域有着广泛的应用前景。

400Gbit/s光模块的技术浅析

随着IEEE 802.3ba标准的制定完成,100Gbit/s以太网技术已经得到验证并标准化。400Gbit/s以太网和OTN(光传输网)标准成为了下一步人们关注的焦点。文章基于现行100Gbit/s标准,讨论了双载波偏振复用的16QAM(正交幅度调制)、阵列相干探测等以太网和OTN的400Gbit/s光网络模块相关技术。

400 Gbit/s技术、标准及应用进展

在诸多新型宽带应用发展的驱动下,100 Gbit/s高速传输技术已成熟商用并实现规模部署,更高速率的400 Gbit/s成为业界关注的热点。首先分析了400Gbit/s技术的关键特性,在此基础上介绍了400 Gbit/s标准化的最新进展,并探讨了400 Gbit/s未来应用与发展潜在的问题及应对策略建议。

400 Gbit/s PAM4 CFP8光收发模块技术研究

针对日益增长的以太网带宽需求,提出一种四阶脉冲幅度调制(PAM4)的400Gbit/s外形封装可插拔(CFP8)光收发模块的解决方案。阐述了400Gbit/s标准主要测试指标、技术方案、CFP8的基本原理和结构框图,通过直接调制激光器和电吸收调制激光器两种方案对比,测试得到了优良的光眼图和电眼图,表明PAM4CFP8光模块是实现400Gbit/s以太网传输的良好解决方案,在高速光通信系统中具有广阔的应用前景。

400 Gbit/s FR4光收发模块的研究

如今数据中心的业务流量需求急剧上升,很多服务商早已开始着手400 Gbit/s以太网通信系统的建设。相比于100 Gbit/s光模块,400 Gbit/s光模块可提供更高的传输带宽以及更低的功耗和成本。针对上述需求,文章提出了一种应用于数据中心光通信网络系统的400 Gbit/s光收发模块设计方案。首先介绍了400 Gbit/s光模块的相关协议及标准,然后给出了模块的总体设计框架,主要从速率转换、发射、接收和监控4部分进行了阐述,最后对该模块进行了测试。测试结果表明,该模块符合各项协议与标准的规定,是一种能实现数据中心400 Gbit/s以太网传输的良好解决方案。

400 Gbit/s QSFP-DD SR8 光收发模块的研究

随着第五代移动通信(5G)网络全面部署,光通信产业进入到全面快速发展的阶段。根据数据中心光模块的市场需求,光模块在未来必然向高速率和低价格方向发展。文章所研究的400 Gbit/s双密度四通道小型可插拔封装(QSFP-DD)光收发模块采用近高斯光束理论进行光路设计,并通过ZEMAX软件进行光路仿真分析,使用优化函数对球面参数进行优化,最终得到耦合效率为74.8%,分析不同偏移下的耦合效率以得到误差范围。对接触面的菲涅尔反射进行分析,对比不同研磨角度下的器件性能以及模块高温传纤测试,通过对比选择斜8°进行适配。根据实验结果对比协议要求,文章的光路设计搭配斜8°的光纤可以很好地满足使用场景。

400 Gbit/s PAM4 DR4硅光模块研究

针对数据中心日益增长的带宽需求,提出一种基于PAM4的400 Gbit/s DR4硅光模块的解决方案。阐述PAM4的基本原理、400 Gbit/s DR4硅光模块的设计原理、技术方案、测试方法及测试结果。测试结果得到了性能优良的眼图及误码率,表明基于PAM4的400 Gbit/s DR4硅光模块是数据中心良好的解决方案,在高速光通信系统中有广阔的应用前景。

400G WDM系统关键参数测评方法研究

400Gbit/s光通信系统和技术是光传输领域业界关注的焦点之一。本文在分析两种典型400Gbit/s技术方案的频谱效率和传输能力差异的基础上,对于多子载波复用超级信道OSNR评价、灵活栅格主光通道光谱测试、高阶调制信号EVM测量等关键参数的测评方法进行了分析和探讨。

京津冀一体化下运营商省干100Gbit/s OTN系统发展思路分析

在京津冀一体化国家战略的前提下,随着地市A、地市H、地市G数据中心的逐步建成和核心网、IDC专业的布局调整,某运营商省干100 Gbit/s OTN系统需进行适当调整。本文提出了3种调整方案,并进行了对比分析,提出了最适合运营商的省干100 Gbit/s OTN系统调整思路。

400 Gbit/s光通信用超低损耗超大有效面积光纤的研究

从电磁场基本理论出发,采用标量波动方程进行分析与计算,设计出一种超低损耗超大有效面积单模光纤(SMF)的折射率剖面结构,纤芯折射率为1.461 16,纤芯直径为13.99μm,内包层引入低折射率下凹环,其折射率为1.455 62,宽为6.95μm;采用连续化学气相沉积(CCVD)工艺,制造出包层直径为125μm的SMF。测试表明,研发的光纤具备超低损耗与超大有效面积特性,其在1 550nm波长的衰减为0.165dB/km,在1 625nm波长的衰减为0.179dB/km;在1 550nm波长的模场直径为13.96μm,有效面积为153μm2;光纤具备优良的抗弯曲性能,在弯曲半径为30 mm的芯轴上弯曲100圈的条件下,其在1 550nm的弯曲附加损耗为0.032dB,在1 625nm波长的弯曲附加损耗为0.093dB。实验结果表明,本文研发的SMF能够满足400Gbit/s高速光通信的应用需求,可为下一代高速光纤通信提供关键基础材料支撑。

我国大容量通信用高端光纤技术的研究进展

文章总结了我国在高端光纤技术方面的研究进展:400Gbit/s用高端光纤技术包括超低损耗光纤技术和大有效面积光纤技术,我国研制的超低损耗光纤在1 550nm的衰减为0.167dB/km,达到了国际先进水平;但大有效面积光纤在1 550nm的有效面积仅为130μm^2,与国际的150μm^2有一定差距;在Tbit/s大容量空分复用光纤方面,我国进行了少模光纤、多芯光纤和轨道角动量光纤的基础探索研究,与国际水平相当。研究结论表明,我国在大容量通信用高端光纤技术方面达到了国际先进水平,这为我国下一代高速光纤通信技术探索了新的可能性。

ROADM全光交换网络关键技术发展与应用展望

介绍了可重构光分插复用器(reconfigurable optical add/drop multiplexer,ROADM)网络的发展历程、ROADM技术方案以及国内ROADM网络的部署情况。全面阐述了ROADM关键技术的发展方向,包括光交叉连接(optical cross-connect,OXC)设备、高维度波长选择开关(wavelength selected switch,WSS)、波长无关/方向无关/竞争无关ROADM(colorless/directionless/contentionless ROADM,CDC-ROADM)、400 Gbit/s FlexGrid ROADM、下一代波长交换光网络(next-generation wavelength switched optical network,WSON2.0)智能控制平面技术。分析了现有ROADM网络应用场景与技术发展趋势,展望了ROADM全光交换网络未来发展前景。

高速光模块关键技术方案及标准化进展

光模块是5G承载网络、数据中心互联和全光接入网络的基础构成单元。随着上层业务应用的快速发展,高速光模块已成为各应用领域实现高带宽、广覆盖的关键要素。在梳理光模块基本概念分类及标准化整体视图的基础上,重点介绍了400Gbit/s、800Gbit/s强度和相位调制高速光模块的技术方案、标准化进展及市场发展趋势,并提出后续发展建议。