“技术的发展不是到头了，而是仍有很大的发展空间。”武汉邮电科学研究院，烽火科技高级顾问，教授级高级工程师，原副院长，原总工程师毛谦先生9月7日在2009中国光通信行业总裁研讨会上作出如上结论，毛老师的报告是“新一代大容量长距离技术的发展趋势”。
随着信息时代对信息量需求爆炸式的增长，对传输的要求也不断提高。目前全国电话用户超过10亿，其中3.35亿，移动电话6.70亿。全国用户超过2.98亿，其中上网用户2.7 亿。2008网络出口带宽总数达到640,286.67 Mbps，较2007年增长73.6% 。“所有这些说明对网络带宽的需求量是很大的。”
毛谦指出，互联网的带宽达到了6～9个月就翻一番的速度，未来5年之内，光传送网的带宽将以每年高于50%的速度递增。到2010年，骨干网截面带宽流量将达到50T以上，其中97%以上为数据带宽。“当前通信骨干网是以10Gbit/s为基础的网络构建，已经呈现出‘力不从心’的状态，部分段落80×10Gbit/s 容量已经用完。”
作为主要传输手段的光传输技术，必然向大容量、长距离的方向发展。
实现大容量长距离光传输系统非常有必要
为更好地疏通网络，更有效地利用现有网络资源及进一步优化传输网，在核心网大节点之间建立快速直达连接越来越显得必要。
另外，我国地域辽阔，省会城市间的距离大都在400~500km左右（所以我国的假设参考数字段长度定为420km）。而节点间超过1000km的情况也比比皆是。比如乌鲁木齐至哈尔滨达6000km。因此，“超长距离传输（ULH）系统的技术在这些超长距离连接中大有用武之地，也非常必要。”
三大途径实现超大容量光纤传输
毛谦认为，目前实现超大容量光纤传输主要采用三种途径，即提高单通道速率和增加波长数，以及利用多种光复用技术。
在提高单通道速率方面，有电时分复用技术，速率可达40Gb/s、160Gb/s，不过这种技术受制于电的速率瓶颈，需要发现新材料，另外也可利用OTDM提高单通道速率，速率为160Gb/s、640Gb/s ，不过这种技术受制于光脉冲压缩难度。也可以利用OCDM提高速率，但技术难度大，当然也有人在研制多种复用方式结合使用：ETDM+OTDM+OCDM，技术难度更是十分大。
在增加DWDM的波道数方面，方法有减小波道间隔，从目前常见的100GHz、50GHz压缩到25GHz、12.5GHz，未来可能压缩到40ch、80ch、160ch、320ch？但这种方法会出现通道间干扰加大的问题。另外是可以扩展可用波长范围来增加波长数，目前C波段1530~1565nm了安排80波，未来可以扩展为1527.99~1565.50nm，安排96个波，也可以扩展为1527.99~1568.77nm，安排104波。第三个方法是开发新的波段：利用U波段，开发波长大于1675nm的波段。
在利用多种光复用技术方面，毛谦提到了光波分复用WDM，光偏振复用OPM以及光正交频分复用OOFDM。
与国外差距不是很小，而是很大
很多人认为中国光通讯产业已经与国外差距越来越小，而毛谦则认为，“差距还很大。”
在ULH领域，目前国际先进水平是以32Tb/s(320x114Gb/s)传输580公司，40x40Gb/s实现10000公里传输（通过色散管理光纤），以及13.5Tb/s 相干系统进行6248公里传输。而国内最先进的水平是3.2Tb/s(80x40Gb/s) 传送800km，160x10Gb/s DWDM系统在真实光纤上无再生传输3040km至5000km。
ULH的关键技术问题待突破
毛谦老师将ULH关键技术分为线路码型和光调制技术，光放大技术，有拉曼放大时的光信噪比研究，色度色散补偿技术，偏振模色散补偿技术，前向纠错技术，相干接收技术，光孤子技术等。
“没有最好的码型，只有适用的码型。”NRZ，RZ，CSRZ，DPSK等码型都有其用武之地，选择码型应综合考虑以下主要因素：系统的波长间隔；需要传输的距离；对色度色散的容忍度；对PMD的容忍度；对非线性的容忍度；对OSNR的要求；实现的复杂度，即成本因素。
在光的选择和应用方面，毛谦认为，要正确应用EDFA。“大跨距、大放大量累积的噪声要比小跨距、小放大量累积的噪声大，但是太小的跨距使EDFA的用量明显增多，既增大了维护量，又提高了成本。根据仿真分析和现行的标准，选择80km作为光放大段的跨距比较合适。”
毛谦表示有必要引入拉曼光纤放大器ROA。ROA不需要额外的换能光纤，而利用传输用的标准光纤进行分布式放大。虽然放大系数不很高，但有相当低的等效噪声指数，对改善系统光信噪比极有利。因此ULH系统中EDFA和ROA常结合使用，可达到较好的效果。
色散补偿方面，“色散补偿模块已经比较成熟，对各跨距的合路信号的色散补偿用DCM比较合适。”在接收端利用可调色散补偿器对每个波长信号进行精确补偿，可达较好的总体效果。无源色散补偿器件的发展也很快，但目前在补偿带宽上仍显不足。该问题解决后，将大大简化系统。色散补偿时，还应注意，一定要留适度的残余色散，以避免系统受四波混频的非线性效应影响。
即使已经应用了上述关键技术，许多ULH系统还不一定能实现目标要求的传输距离。这主要还是OSNR不够的矛盾，解决这一问题还有一个关键技术，就是前向纠错码FEC的应用。“ULH系统采用FEC后，一般都可以实现需要传输的目标距离。”
当然，这其中毛谦也特别提到一种关键技术：相干接收技术。这种技术也在总裁论坛上被其他厂商所反复提及，该技术具有多个突破性优势，可以将灵敏度提高约20dB；选择性，频效率高：9个光子/比特；适用于多种调制码型：PSK、DPSK、DQPSK、QAM等；简化或省掉色散补偿；降低对OSNR的要求；已有相应的接收模块；“采用相位敏感的编码和传输技术将成为一种趋势。”
光通信技术将继续向前发展
“光通信技术的发展不是到头了，而是仍有很大的发展空间。”未来光通讯将朝智能化，分组传送光网络（PTN），光交换，以及光子/量子通信方面发展。未来的路还很长，业界都在致力于推动这些技术的快速发展，但我国与国际光通信技术水平还有很大差距，“技术的进步依靠广大同仁的共同努力！”
武汉邮电科学研究院，烽火科技高级顾问，教授级高级工程师，原副院长，原总工程师毛谦先生
