400G传输技术介绍及技术研究

姚兰

摘要：随着互联网、物联网、移动承载、IP视频以及云计算的飞速发展，客户需求高速增大，数据流量高速攀升，IEEE预测到2020年网络流量将增加100倍。随着“互联网+”计划的出台，对网络的带宽、业务快速提供、网络灵活性等方面都提出了更高的需求。作为流量承载主体的光传输网，为满足客户新的需求，只有提升网络容量，增加网络灵活性，才能适应技术的演进发展潮流。正因为如此，在100G刚刚迈入黄金发展期之时，400G技术曙光已经初现。

关键词：400G；光传输网；载波；调制

中图分类号：TN929.11 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）04-0031-01

1 400G传输的关键技术

早在2012年9月IETF就选中400G作为pre-Call-For-Interest（CFI），2013年3月起草了400G的CFI即标准格式指示位，2015至2016年完成了标准制定。随着标准的逐步完善，2014年至2015年，各大厂家生产出了400GE的模块原型机，2016年400GE模块才开始商用。可以看出400G的标准和模块还尚未成熟。

1.1 客户侧400G关键技术

OTN技术是400G技术的必然选择，Flex OTN映射是400G/1T的最佳方案。Flex OTN提供灵活的电层，具备简单的层次结构，并且兼容已有的OTN层次结构，完美的匹配灵活的光传输架构。400G封装映射技术如图1所示。

400G封装映射技术可以支持任意速率业务接入，原有100G OTN技术仅仅可支持100GE速率业务的封装，400G技术不仅可以支持100G速率业务的封装，还可以支持40G、10G、GE/2.5G业务等封装。

1.2 线路侧400G关键技术——发端调制

如何能实现超高的传输速率呢？传输速率与载波数、偏振方向数、波特率、调制阶数有关。

数据速率=载波数×偏振方向数×Log2（调制阶数）×波特率：

例如：100G：Line rate=134G（2nd Gen. SDFEC） PM-QPSK=1×2×2×33.5G；

400G：Line rate=512G 2C-PM-16QAM=2×2×4×32G。

图2所示，可以看出更高阶的调制带来更大的传输带宽和更短的传输距离，所以自适应的调制方式可以最大的提升网络传输带宽。调制举例图3所示。

图4所示，可出看出QPSK进行调制时1个Symbol等于2个bits，适用于中等传输带宽/长距传输方案。当采用16QAM进行调制时1个Symbol等于4个bits，适用于高传输带宽/短距传输方案。

2 华为400G/1T多载波解决方案

华为公司采用子载波-Nyquist Super Channel以减轻DSP的復杂度，提升光电集成以减少设备的占地面积、功耗和成本。华为400G/1T方案可兼容当前网络，400G/1T采用一个平台。400G/1T多载波解决方案图5所示。

3 400G技术面临的挑战

虽然400G技术已经开始商用，但是超100G技术还面临很多挑战和亟待解决的问题，例如需要更大带宽光电转换组件和ADC/DAC和更多的波道占用和更低的光谱效率。人们也期待超级信道等具有革命性的新技术的成熟，再将这些新技术与SDN结合起来，构建未来的智能化光网络，进一步提高频谱利用率。