下一代光通信的發(fā)展趨勢離不開容量，因為光通信的老本就在容量。10G從1996年第一次問世以來至今已經(jīng)進行了大規(guī)模的鋪設(shè)，在中國鋪設(shè)的量也相當(dāng)大，中國電信三個大環(huán)網(wǎng)已經(jīng)開通，隨后聯(lián)通、鐵通的大環(huán)也都開通。下一步符合邏輯的想法是發(fā)展40G。

根據(jù)中國電信的預(yù)測，在未來5年內(nèi)，帶寬將以每年50%以上的速度增長，到2010年，干線帶寬流量將達到50Tbit/s以上，其中97%以上為數(shù)據(jù)帶寬。因此，提高現(xiàn)有和新建光傳輸線路的容量是今后光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的首要任務(wù)。提高容量的途徑有兩條：提高單通道的傳輸速率和增加通道數(shù)。目前應(yīng)用的DWDM技術(shù)，單通道速率以10Gbit/s為主流，波長數(shù)最多可支持160波。進一步提高所支持的波長數(shù)不是沒有可能，但是難度較大。所以，將10Gbit/s升級為40Gbit/s成為非常迫切的任務(wù)，或者說40Gbit/s的應(yīng)用日益急迫。

　　40G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膬?yōu)勢

　　第一，可以比較有效地使用傳輸頻帶，頻譜效率比較高。第二，降低了設(shè)備的成本，如果40G的成本能降到10G實際成本的三分之一以下時，就達到了合理應(yīng)用的程度;如果能夠降到這一點的話，就可能實現(xiàn)大規(guī)模的應(yīng)用;如果降不到這點，就很難應(yīng)用。第三，減少了OAM的成本、復(fù)雜性以及備件的數(shù)量。這是很明顯的，因為它只用一個網(wǎng)元代替了四個網(wǎng)元，自然簡單了很多。第四，每比特的成本比其他的城域網(wǎng)的方案更加經(jīng)濟。第五，通常單波長可以處理多個數(shù)據(jù)連接，核心網(wǎng)的功能將會大大增強。因此，隨著路由器有了10G的端口，核心傳送網(wǎng)理應(yīng)轉(zhuǎn)向40G。也就是說，傳送網(wǎng)應(yīng)該比路由器接口速率高4倍，這樣組網(wǎng)效率較高�？赡苡貌涣藥啄�，大多數(shù)骨干路由器的端口都是10G了，在這樣的前提下就會迫使傳輸設(shè)備走向40G。

　　40G傳輸系統(tǒng)的技術(shù)難點

　　第一，色度色散補償和極化模PMD補償技術(shù)。從理論上看，色度色散代價和極化模色散代價都隨比特率的平方關(guān)系增長，因此40G的色散和PMD容限只是10G的十六分之一，做起來很困難。第二，光信噪比的要求較難滿足。因為整體上說，它比10G要求提高了6dB，差不多要求32dB的光信噪比。這么高的光信噪比如果沒有喇曼放大器，則是很難做到的。第三，調(diào)制格式的選擇。40G調(diào)制是一個很大的難題，有那么多選擇，如NRZ碼、差分相移鍵控RZ碼(RZ-DPSK)調(diào)制方式、光孤子(Soliton)調(diào)制方式、偽線性RZ調(diào)制方式、啁啾的RZ(CRZ)、全譜RZ(FSRZ)、雙二進制，究竟哪一種好，目前還沒有結(jié)論。第四，超級FEC。其實這是一個非常古老的技術(shù)。但是隨著光速率達到40G，提高光信噪比的難度越來越大，成本和代價也越來越高，F(xiàn)EC就成為一個非常關(guān)鍵的實用技術(shù)。特別是對于40Gb/s速率，采用帶外FEC已經(jīng)成為關(guān)鍵的技術(shù)之一，不僅可以使傳輸距離達到實用化要求，而且在一些短距離傳輸系統(tǒng)上，可以避免實施昂貴復(fù)雜的有源PMD補償。第五，封裝技術(shù)。在40G速率下封裝技術(shù)也成為一個難點。光纖耦合容差僅0.2mm，所以在范圍很寬的溫度下能夠繼續(xù)維持穩(wěn)定工作并不是一件簡單的事。第六，交換機和路由器的接口難度更大，需要非常復(fù)雜的處理能力，包括在40Gb/s速率下實現(xiàn)包基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)量整形、過濾和優(yōu)先。它涉及很多元件，包括成幀器、網(wǎng)絡(luò)處理器、流量工程實現(xiàn)芯片和高速I/O芯片等。

　　40G傳輸系統(tǒng)的材料

　　40G的材料也是一個問題。過去習(xí)慣用硅鍺和鎵砷，到了40G時代可能這兩種材料的性能已經(jīng)不能滿足要求了，在很多場合下可能需要采用InP(銦磷)材料了。InP屬于半導(dǎo)體Ⅲ-Ⅴ族成員，這種材料比硅鍺的電壓低，比鎵砷的功耗低，尺寸非常小，可以小于1mm2，電光效應(yīng)比其他材料都強，而且可以用來構(gòu)成各種有源和無源的集成器件，還可以作為半導(dǎo)體應(yīng)用在超高速電子電路上，包括40Gb/s速率的驅(qū)動電路等上。在這樣的超高速度下其性能優(yōu)于硅鍺和鎵砷材料。因此InP材料將是40G的首選材料。但是它的缺點是制作比較困難，不像硅鍺和鎵砷材料那樣成熟，特別是由于芯片尺寸太小，使得與光纖的耦合變得困難，而且插損大。為了克服這一困難，可以采用錐形結(jié)構(gòu)作耦合來實現(xiàn)InP芯片模斑尺寸與光纖端面的匹配。

　　總之，由于上述種種技術(shù)難點以及全球電信市場的低迷，40G系統(tǒng)的規(guī)模商用化還需要一定的時間，但其終將到來卻是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的趨勢。