摘    要：隨著40G技術的規模商用以及100G技術的逐漸成熟，40G/100G標準化與產業應用關系更為密切，本文分析了40G/100G技術現狀和標準化進展，同時對40G/100G技術后續發展趨勢進行了較深入的探討。

0  前言

由于高清電視（HDTV）、視頻點播（VOD）和移動寬帶業務的快速發展，特別是基于Internet的視頻應用和P2P應用使運營商的骨干網絡的業務流量持續增長。為了應對大容量網絡的帶寬要求，高速率的WDM傳輸技術成為解決問題的重點。傳輸容量也從1995年首次商用的8×2.5G系統發展到近幾年開始規模部署的80×40G系統，而更高速率的N×100G傳輸技術也逐漸走向成熟。

與傳統10G DWDM系統相比，40G/100G對各種系統的光傳輸損傷更為敏感。原本對10G系統影響并不顯著的色度色散、偏振模色散、非線性效應等等，在40G/100G高速光傳輸系統中已經成為限制傳輸性能的主要因素。近些年，隨著復雜調制碼型技術、自適應色散補償技術以及新型復用技術的逐漸突破和發展成熟，40G光傳輸技術已經發展成熟并逐步步入規模商用的階段。與此同時，在網絡流量保持快速增長的持續驅動下，N×100G光傳輸技術目前也已經取得了初步突破，并有望在未來2~3年內逐步成熟并取得商用。

1  40G/100G技術現狀

隨著40G系統商業應用的驅動和高速光電處理技術的發展，目前國內外主流傳輸設備廠商均可提供商用40G WDM產品。國內廠商華為、中興和烽火，以及國外阿朗、諾西、愛立信、CIENA、富士通等諸多廠商目前均能提供N×40G WDM商用設備，支持差分移相鍵控（DPSK）、部分差分移相鍵控（P-DPSK）、歸零碼 -差分正交相移鍵控（RZ-DQPSK）、相位整型二進制傳輸（PSBT）和光雙二進制碼（ODB）等多種碼型。隨著技術的不斷進步以及運營商寬帶傳送需求的日益迫切，國內外各大運營商均已經開始40G WDM網絡的規模建設。中國聯通、中國電信已經規模部署和建設40G WDM網絡，中國移動也已經于2010年完成了40G的實驗室和現網測試，已經開始了商用試點網絡的建設和部署。從國外運營商來看，網絡規模和業務量較大的運營商，如AT&T、Verizon和NTT等都已經部署和建設了40G商用網絡。

借助于40G技術成功商用的經驗，100G技術從2007年提出以后發展很快，相應邏輯接口已經趨于標準化后期。100G調制格式目前主要有正交相移鍵控（QPSK）和正交頻分復用（OFDM）2種，但需要在性能、復雜度、可實現性上取得平衡。目前業界已認識到100G碼型趨于歸一到QPSK碼型上，其中PM-QPSK成為主流方案。從2006年開始就已經有一些100G實驗室演示及試驗網建設。Internet2計劃在2011年采用光子集成技術（infinera）和ciena的100G傳輸設備建設100G骨干網，但100G技術距離真正的規模商用還有一段時間。大部分光器件目前已經達到可商用程度，但相干接收技術中關鍵芯片ADC和DSP的量產商用還需一段時間，功耗和處理能力需要突破。

2  40G/100G標準化現狀

目前主要有ITU-T、IEEE和OIF 3個組織在進行40G和100G的相關標準化工作。ITU-T主要從光傳送網的角度對40G和100G技術進行規范；而IEEE主要從業務接口的角度規范40GE/100GE的接口參數；OIF則主要關注于100G長途傳輸線路接口以及相關電接口的規范。

各主要國際標準化組織在40G/100G的標準化工作如圖1所示。ITU-T與IEEE對于40G/100G標準化分工如圖2所示。

IEEE于2006年7月成立了高速網絡工作組（HSSG），重點對40GE和100GE標準目標進行定義，包括10×10G和4×25G 2種100GE光接口標準。2007年12月，HSSG正式轉變為IEEE 802.3ba任務組，其任務是制訂在光纖和銅纜上實現40G和100G數據速率的標準，研究內容包括邏輯模塊功能、基于光纖長距與短距PMD、基于銅纜PMD等。2010年6月，IEEE P802.3ba正式完成，由多個模塊廠商組成的CFP多源協議聯盟也發布了客戶側可熱插拔光模塊硬件和軟件接口協議。隨著802.3ba的完成，IEEE也啟動了串行40GE的標準化工作（IEEE 802.3bg），預計到2011年6月完成�？傮w而言，IEEE在40GE和100GE上的標準化工作已經趨于完善。

ITU-T于2009年12月更新了OTN接口建議G.709，規范了40G/100G相應的邏輯接口（ODU3和ODU4），相應的物理接口指標在G.959.1中進行定義。同時，隨著IEEE對40GE和100GE標準化工作的結束，ITU-T在G.709中還定義了40GE和100GE到OPU3和OPU4的映射協議，規定了單板中的成幀處理要求�？梢哉f，到目前為止，ITU-T對40G和100G的相關標準工作已經趨于完善，這將會在很大程度上促進40G/100G技術的逐步廣泛應用。

OIF于2008年9月左右開始研究100G長距離DWDM傳輸項目，該項目遵從ITU-T定義的112 Gbit/s傳輸速率，采用DP-QPSK和相干接收機結合的技術來開展100G系統的長距離傳輸研究，制定100G波分側光模塊電氣機械接口、軟件管理接口、集成式發射機和接收機組件、前向糾錯技術的協議等規范以推動波分側接口設計的標準化。目前開展的項目包括100G長距離DWDM傳輸架構、100G長距離DWDM傳輸集成光器件、100G DP-QPSK長距離通信的FEC、用于100G長距離DWDM傳輸的光模塊標準、用于甚短距離芯片到模塊的接口標準等，目前已完成的IA包括100G長途傳輸架構、偏振復用正交調整發射器件要求、100G DWDM傳輸系統用集成相干接收機要求以及100G長途WDM模塊電氣特性。

與此同時，我國也在積極進行40G/100G的標準化工作。我國的40G/100G傳輸標準由中國通信標準化協會（CCSA）制定，目前已經完成行標《N×40 Gbit/s光波分復用（WDM）系統技術要求》（YD/T 1991-2009）、《N×40 Gbit/s光波分復用（WDM）系統測試方法》（YD/T 2147-2010）。在100G的標準化工作方面，我國也在積極跟蹤相關的國際標準的最新進展。目前已經完成標準類研究報告“40G/100G以太網承載和傳輸技術研究”，行業技術報告“N×100Gbit/s DWDM傳輸系統技術要求”和研究報告“N×100Gbit/s DWDM系統測試方法”正在研究當中。