一種快速實(shí)現(xiàn)400g多載波復(fù)用的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光通信中的多載波復(fù)用領(lǐng)域，具體涉及一種快速實(shí)現(xiàn)400G多載波復(fù)用的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著4G牌照(第4代移動(dòng)通信技術(shù)的經(jīng)營(yíng)許可權(quán))的發(fā)放，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)(例如互聯(lián)網(wǎng)視頻、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等)業(yè)務(wù)使用戶(hù)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)帶寬和IP流量的需求越來(lái)越高。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)骨干傳送網(wǎng)正全面逐漸地向100Gbit/s (數(shù)據(jù)傳送單位100Gbit/s =
1.25GB/s)的 WDM(Wavelength Divis1n Multiplexing，波分復(fù)用)系統(tǒng)升級(jí)；100Gbit/s光傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)(例如偏振復(fù)用、相干接收以及數(shù)字信號(hào)處理等)使NX 100Gbit/s的WDM系統(tǒng)的傳輸距離可達(dá)上千公里，NX100Gbit/s的WDM系統(tǒng)的傳輸距離和關(guān)鍵光指標(biāo)均能夠與10Gbit/s的DWDM系統(tǒng)媲美。
[0004]IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers，電氣和電子工程師協(xié)會(huì))在2011年3月成立的帶寬評(píng)估工作組通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬需求和端口速率趨勢(shì)的分析，預(yù)計(jì)到2014/2015年網(wǎng)絡(luò)流量將增加10倍，路由器線卡容量需求也提升到了超100Gbit/S。2012年9月，IEEE在日內(nèi)瓦舉行全體成員會(huì)議，在多家設(shè)備廠商聯(lián)合推動(dòng)下，各成員單位在達(dá)成共識(shí)選擇400G(Gbps，IGbps的傳輸速度為每秒1000兆位)速率開(kāi)發(fā)下一代高速以太網(wǎng)。因此，在超100G光傳輸技術(shù)中首先要實(shí)現(xiàn)400G的DWDM傳輸設(shè)備。
[0005]與100G傳輸技術(shù)相比，400G的長(zhǎng)距離傳輸技術(shù)較為復(fù)雜，采用傳統(tǒng)方式已經(jīng)無(wú)法達(dá)到和100G類(lèi)似的性能和技術(shù)。從技術(shù)角度來(lái)講，單通路400Gbit/s光傳輸技術(shù)面臨巨大挑戰(zhàn)；若單純通過(guò)提高波特率來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的傳輸速率，OSNR(Optical Signal NoiseRat1，光信噪比)需求和光纖非線性效應(yīng)會(huì)隨波特率的提高而線性增加。對(duì)于400G的長(zhǎng)距離傳輸技術(shù)而言，為了在同樣的頻帶寬度內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高的傳輸容量和更遠(yuǎn)的傳輸距離，應(yīng)當(dāng)是采用高階調(diào)制碼型和多載波復(fù)用的聯(lián)合。
[0006]目前比較成熟的ADC/DAC(模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器/數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器)的采樣速率為65Gsample/s，更高采樣速率的ADC/DAC尚不能商用，且波特率越高，傳輸距離相應(yīng)的也越短。400G ISC-PDM-16QAM(ISub CarrierPolarizat1n Divis1n Multiplexing-16QuadratureAmplitude Modulat1n,單載波-偏振復(fù)用-16階正交振幅調(diào)制)的傳輸距離約為400G2SC-PDM-16QAM(2Sub CarrierPolarizat1n Divis1n Multiplexing-16QuadratureAmplitude Modulat1n，雙載波-偏振復(fù)用-16階正交振幅調(diào)制)的1/2。另外，編碼調(diào)制的階數(shù)越高，OSNR要求越高，傳輸距離越短。
[0007]綜合考慮4SC-PM-QPSK (4sub Carrier Polarizat1n-multiplexed QuadraturePhase Shift Keying,四載波偏振復(fù)用正交相移鍵控)和2SC-PDM-16QAM是目前階段的最佳選擇。4SC-PM-QPSK和2SC-PDM-16QAM相比較，4SC-PM-QPSK傳輸距離可達(dá)上千公里，其傳輸性能較好，針對(duì)現(xiàn)網(wǎng)是一種很好的解決方案。
[0008]此外，需要通過(guò)多載波復(fù)用技術(shù)將單載波100Gbit/S速率的PM-QPSK復(fù)用為4載波的400Gbit/s速率的信號(hào)。
[0009]目前，光發(fā)送單元板卡能夠輸出4個(gè)調(diào)制格式為PM-QPSK，速率為100Gbit/s的固定頻率的子載波，但是4個(gè)子載波是獨(dú)立的，且頻譜較寬，需要將4個(gè)獨(dú)立的子載波復(fù)用成一路400Gbit/s的光信號(hào)。
[0010]4載波PM-QPSK的400Gbit/s光信號(hào)用于波分復(fù)用系統(tǒng)時(shí)，通道間隔是150Ghz。4個(gè)子載波20dB譜寬為62.5Ghz，若將4個(gè)子載波直接復(fù)用，則復(fù)用后的400Gbit/s光信號(hào)20dB譜寬為173Ghz，不能應(yīng)用于通道間隔為150Ghz的波分復(fù)用系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種快速實(shí)現(xiàn)400G多載波復(fù)用的系統(tǒng)及方法，不僅實(shí)現(xiàn)比較方便，性能較好，而且能夠降低相鄰光載波之間的串?dāng)_，提升了頻譜效率。
[0012]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供的快速實(shí)現(xiàn)400G多載波復(fù)用的系統(tǒng)，包括光轉(zhuǎn)換單元OTU和光譜分析儀0SA，所述快速實(shí)現(xiàn)400G多載波復(fù)用的系統(tǒng)還包括動(dòng)態(tài)信道帶寬光波長(zhǎng)選擇盤(pán)FWSS ；
[0013]所述OTU包括4個(gè)子載波光信號(hào)的輸出端口:Txl、Τχ2、Τχ3和Τχ4，所述FWSS包括I個(gè)輸出端口 Out和4個(gè)輸入端口:Inl、Ιη2、Ιη3和Ιη4 ;TxI與Inl通過(guò)光纖連接，Τχ2與Ιη2通過(guò)光纖連接，Τχ3與Ιη3通過(guò)光纖連接，Τχ4與Ιη4通過(guò)光纖連接；FWSS的Out端口與OSA相連；
[0014]所述快速實(shí)現(xiàn)400G多載波復(fù)用的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)400G多載波復(fù)用時(shí):
[0015]首先在OTU上分別設(shè)置4個(gè)輸出端口上100Gbit/S速率偏振復(fù)用正交相移鍵控PM-QPSK子載波的波長(zhǎng)頻率，根據(jù)波長(zhǎng)頻率設(shè)置相鄰子載波的波長(zhǎng)間隔；
[0016]然后在FWSS上設(shè)置與子載波的波長(zhǎng)間隔相同的波道帶寬間隔，分別將4個(gè)輸出端口上的子載波配置到相應(yīng)頻率的輸入端口，F(xiàn)ffSS對(duì)4個(gè)子載波進(jìn)行光濾波后，合波復(fù)用為4載波PM-QPSK 400Gbit/s速率的光信號(hào)。
[0017]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述FWSS支持動(dòng)態(tài)靈活柵格，提供最小12.5GHz動(dòng)態(tài)信道帶寬調(diào)節(jié)。
[0018]本發(fā)明提供的基于上述系統(tǒng)的快速實(shí)現(xiàn)400G多載波復(fù)用的方法，包括以下步驟:
[0019]S1:在OTU上分別設(shè)置4個(gè)輸出端口上100Gbit/S速率偏振復(fù)用正交相移鍵控PM-QPSK子載波的波長(zhǎng)頻率，根據(jù)波長(zhǎng)頻率設(shè)置相鄰子載波的波長(zhǎng)間隔，轉(zhuǎn)到步驟S2 ;
[0020]S2:在FffSS上設(shè)置與子載波的波長(zhǎng)間隔相同的波道帶寬間隔，分別將4個(gè)輸出端口上的子載波配置到相應(yīng)頻率的輸入端口，F(xiàn)ffSS對(duì)4個(gè)子載波進(jìn)行光濾波后，合波復(fù)用為4載波PM-QPSK 400Gbit/s速率的光信號(hào)。
[0021]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S2之后還包括以下步驟:
[0022]S3:OSA對(duì)4載波PM-QPSK 400Gbit/s速率的光信號(hào)進(jìn)行分析，確定4載波PM-QPSK400Gbit/s速率的光信號(hào)的子載波光譜的邊模已經(jīng)濾除，載波之間的光譜重疊減少。
[0023]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟SI具體包括以下步驟:設(shè)置Txl上的10Gbit/s速率PM-QPSK子載波的波長(zhǎng)頻率為193.1Thz, Tx2上的100Gbit/s速率PM-QPSK子載波的波長(zhǎng)頻率為193.0625Thz，Tx3上的100Gbit/S速率PM-QPSK子載波的波長(zhǎng)頻率為193.025Thz，Tx4上的100Gbit/s速率PM-QPSK子載波的波長(zhǎng)頻率為192.9875Thz，設(shè)置相鄰子載波的波長(zhǎng)間隔為37.5Ghzo
[0024]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S2具體包括以下步驟:設(shè)置FWSS的波道帶寬間隔為37.5Ghz，將Txl上波長(zhǎng)頻率為193.1Thz的子載波配置到InlJf Tx2上波長(zhǎng)頻率為193.0625Thz的子載波配置到In2，將Tx3上波長(zhǎng)頻率為193.025Thz的子載波配置到In3，將Tx4上波長(zhǎng)頻率為192.9875Thz的子載波配置到In4 ；FffSS對(duì)4個(gè)子載波進(jìn)行光濾波后，合波復(fù)用為4載波PM-QPSK 400Gbit/s速率的光信號(hào)。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0026]本發(fā)明利用已有的FWSS對(duì)100Gbit/s速率的子載波進(jìn)行光濾波和合波復(fù)用，復(fù)用后的400Gbit/s光信號(hào)的20dB譜寬為157Ghz，能夠應(yīng)用于通道間隔為150Ghz的波分復(fù)用系統(tǒng)；本發(fā)明不僅實(shí)現(xiàn)比較方便，性能較好，而且能夠降低相鄰光載波之間的串?dāng)_，提升了頻譜效率。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中快速實(shí)現(xiàn)400G多載波復(fù)用的系統(tǒng)的連接框圖；
[0028]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中4子載波PM-QPSK未進(jìn)行光濾波復(fù)用的光譜圖；
[0029]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中4子載波PM-QPSK經(jīng)過(guò)FWSS光濾波復(fù)用后的光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0031]本發(fā)明實(shí)施例中的快速實(shí)現(xiàn)400G多載波復(fù)用的系統(tǒng)及方法基于以下原理得來(lái):
[0032]多載波復(fù)用