Ed Harstead 朗讯科技公司远距离光传输部高级产品经理
当今业内普遍达成的一个共识是运营商不应单纯为追求高速度的虚名而采用40G（每秒40兆位）技术，应该等待40G技术具备与现有技术相当的性价比，也就是说当40G技术的成本降至10G技术的四倍以下时才予以采用。然而，对于何时能够降至四倍以下，则众说纷纭。例如，有人指出当前40G技术的成本是10G技术的十倍。在本文中，我们将分析40G传输技术应用障碍如何被夸大或误解，同时指出目前已投入商用的40G产品的成本已不足10G技术的四倍。
从理论上讲，40G线路信号所要求的光信噪比（OSNR）高出10G信号6分贝，这意味着10G信号可以不经再生传输更远的距离。当需要将应用传输到40G所能实现的较短传输距离时，10G传输将更为经济，因为它不需要40G所需的信号再生。那么10G和40G系统可以实现的传输距离究竟有多长呢？如果采用同一基础设施（即采用相同的中继器和色散离散补偿光纤等）同时支持10G和40G传输的商用密集波分复用（DWDM）产品，则从理论上看，10G系统的传输距离约为4000公里，而40G的传输距离约为1000公里。这里，1000公里实际上已经超出了现有第二代10G DWDM系统的无再生传输距离，而这也正是40G技术得以充分发挥其潜力的巨大的应用空间。在此，40G技术将凭借所需光接口数量仅为10G技术所需电子和光部件数量四分之一的优势，向世人展示其用武之地。但40G真的能如愿吗？
有人认为，40G技术目前仍不具备合适的性价比，其根据就是传输损耗与比特率的平方成正比。但多数情况并非如此。色散损耗的确与比特率的平方成正比，但有了全信道可调散射补偿器，人们能够以高性价比的方式降低这种损耗。而多数其他损耗与比特率完全不成线性比例，甚至成反比。
一阶偏振模式色散（PMD）容忍度常常被认为是妨碍40G技术应用的主要因素。PMD容忍度与比特率成反比；也就是说，40G信号的PMD容忍度较10G信号低四倍。因此有人争辩说，如果不购买昂贵的PMD补偿设备（PMDC），40G技术将无法支持已有的光纤。而实际情况是，1993年以来制造的光纤在配置后其PMD已经非常之低，约为0.04每秒/平方千米。借助RZ调制技术，40G系统的PMD局限可以很容易被克服，从而使传输距离达到1,000公里所需的OSNR要求。对于1993年以前PMD较高的旧光纤，有效距离将有所缩短。但其影响可以通过如下方法降至最低：将短距离应用所不需要的OSNR空区交替使用，以获得额外的PMD空区。此外，10G传输还可用于旧光纤，这也是同时支持10G和40G技术的传输平台具备的诸多优势之一。不久的将来，价格适中的PMDC也将成为40G技术的另一个选择。
那么，如何比较同等容量下10G系统与40G系统的传输距离呢？假定两种系统具有相同的频谱效率（0.8位/Hz），那么40G系统的信道频率间隔将为50GHz，而10G系统的信道频率间隔将为12.5GHz。问题是，信道间的非线性效应与信道频率间隔成反比，这意味着非线性效应对10G系统的影响至少是40G系统的四倍，最终可能导致10G系统的传输距离被限制在1,000公里范围之内。随着技术的成熟，40G系统的传输距离还将继续提高，相比之下，间隔狭小的10G技术对长途通信网来说可能已经走进了技术上的死胡同。
下一个问题就是，如何比较10G和40G传输的成本呢？考虑可同时支持10G 和40G技术的新一代系统。10G系统采用四个10G分插转发器以四种不同波长进行传输，而40G则使用单个转发器将四个10G客户端信号用一个40G线路信号进行透明的多路传输。两种方式的实际成本究竟如何呢？
朗讯科技目前已经推出了LambdaXtreme™ Transport。这是一套40G DWDM系统，可以单一基础设施同时支持10G和40G两种线速。那些大致了解这些转发器价位的运营商和业内分析家可以证实，在此，40G系统的价格已经不足10G系统的四倍。此外，40G转发器的尺寸小于四个10G转发器，耗电量也小于四个10G转发器之和。也就是说，40G系统不仅资本支出较低，运营支出也较低。最后，2002年5月以来，LambdaXtreme™ Transport已在德国电信网络现场试验中实现了40G的传输速率，在734公里线路上的PMD仅为0.12每秒/平方千米（平均值）。这表明，LambdaXtreme™ Transport已经成为真正意义上的商用化系统。10G/40G成本之争，由此也因事实存在，而不是学术辩论，最终得到圆满解决。
总之，目前已经证实40G系统可以支持最长1000公里的应用，并可望在不远的将来支持更长的传输距离。尽管10G系统的应用空间已经开始萎缩，但在需要传输更远距离的应用或使用旧光纤的场合仍有用武之地。对于当前的运营商来说，理想的选择是一个可以同时支持40G和10G技术的DWDM平台。
摘自《通讯世界》
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