Page 27 - 网络电信2016第18期

光通信

400Gb/s光通信技术发展现状

华荣锦 孙寅 张亮 国网宁夏电力公司信息通信公司

根据400Gb/s系统技术原
理，介绍了可变带宽技术、定
时技术、光纤技术、测试技术
及光模块现状，重点介绍了由
MultiSynth技术、DSPLL技术
和DCO技术组合的定时技术。

一、引言 三、400Gb/s定时技术[2]

云计算时代的到来，需要大容量、高密度数据互联及交换 400Gb/s系统在时钟恢复上与100Gb/s系统没有本质区别，
处理，400Gb/s系统能够在100Gb/s系统的基础上进一步提升网 本文介绍基于Si534xH芯片的定时技术，其原理框图如图1所
络容量并降低每比特传输成本，有效减轻运营商面临的业务流 示。
量持续增长的压力。目前，400Gb/s系统主要有三种实现方案：
①通过4载波的100Gb/sPDM-QPSK方式构建400Gb/s系统，其优点 图1 Si5344H在100G/400G收发器中的应用
是100Gb/s技术已规模商用，技术成熟、成本低、跨距长；②通
过双载波的200Gb/s PDM-QPSK/16QAM方式构建400Gb/s系统，
这种方案的优点是频谱效率提升165%以上，系统集成度较高、
体积小、功耗低；③通过单载波的400Gb/s PDM-32QAM方式构建
400Gb/s系统，这种方案频谱效率最高，看似是最好的解决方
案，但是由于香农定律的限制，其技术实现难度大、成本高，
真正得到广泛开展测试和试点应用的是前两种方案。本文介绍
了400Gb/s系统中的部分关键技术。

二、400Gb/s可变带宽技术 Silicon Labs的Si534xH时钟是专门用于满足100G/400G相
干光应用对定时的要求。除了支持光收发数据转换器中定时所
传统的光网络虽然有很多优点， 但也有许多不足，主要 需的超高频合成，Si534xH时钟还整合了数字信号处理锁相环
表现如下：①波长通道一旦建立后，通道的带宽就基本确定， （DSPLL）抖动衰减技术、MultiSynth低抖动分数频率合成技术
不能灵活地进行调整，很难适应未来业务和网络灵活多变的需 和数字控制振荡器（DCO）技术，从而提供了巧妙的、易于使用
要，比如100Gb/s通道有时只传10Gb/s的业务，这样造成带宽 的单芯片解决方案。所有100G/400G发射器或接收器时钟都可以
资源浪费。②现有的10G/40G/100G系统中的光器件都按照ITU 由单个芯片生成，可替代依赖于昂贵、大封装尺寸的压控SAW振
-TG.694.1协议的规定，被设计为50GHz的固定频率间隔，即无 荡器（VCSO）的分立定时解决方案。与仅支持单一固定频率的
论传输速率多大，都要占用50GHz频率间隔传输，这样势必造成 VCSO不同，新型Si534xH时钟提供很宽的频率范围，支持频率高
频率资源的浪费。

网络应用的日新月异极大地促进了业务流量增长，与此同
时对光纤传输容量的需求日趋迫切。因此在引入高阶调制/偏
振复用技术提升单通道承载信息量的同时，也需要考虑整网方
案优化频谱效率从而提升资源利用率。于是，可变带宽光网络
（FBON）应运而生。FBON的关键技术包括：可变带宽ROADM技
术、可变带宽光收发机技术、可变带宽电层技术和可变带宽管
控层技术[1]。

34 网络电信 二零一六年十月