一、 引言
　　通信业务特别是数据业务的迅猛发展，运营商对网络建设成本的关注，使得大容量超长距DWDM传输系统的应用规模日益扩大。大容量长距离DWDM传输系统可以简化骨干传输网结构，减少昂贵的光电再生器件的使用，同时提供大容量带宽，从而减少网络投资，降低运营维护费用。正是由于上述特点，大容量长距离DWDM传输系统在干线DWDM领域占据的份额越来越大。
二、 大容量长距离传输技术介绍
　　顾名思义，大容量长距离DWDM设备的关注点集中在两个方向：大容量传输和长距离传输。
　　大容量传输技术包括，提高信道速率、增加波长数量（包括减少波长间隔）和扩展系统光谱范围。
　　长距离传输的关键技术大体可以分为终端技术和线路技术。终端技术包括：码型调制技术、FEC及超强FEC技术、自适应接收等；线路技术包括：大功率EDFA、DRA（分布式RAMAN放大器）、ROPA（遥泵）等；另外还要考虑系统性能控制和调整技术，如自动增益调整、波长锁定等。长距离传输的光纤非线性效应抑制和色散补偿也是需要重点考虑的方面。
　　容量和传输距离是相互制约的，系统通道数增加将导致单通道功率下降，进而导致系统信噪比下降，需要相应的长距离传输技术提升系统性能；当系统通道数降低时，为实现较长距离的传输，需要提升单通道功率，会引起非线性效应的增强，应采取非线性抑制技术。
　　DWDM系统在光纤上的传输，本质上就是非线性效应和色散效应相互作用的过程。色散补偿方案的好坏，对系统性能的影响十分显著，这一点在长距离传输时尤为重要。所谓精细色散补偿就是在不同的信号速率（2.5Gbps/10 Gbps）和信号码型下，寻找非线性效应（多数情况下主要是SPM效应）与光纤色散间的平衡点。
1.码型调制技术
　　目前普遍使用的码型调制是以幅度调制为基础的，即所谓开关键控码型（OOK）。开关键控码型又可以分为NRZ码和RZ码两大类。NRZ码型调制方式简单、成本低、频谱效率高，是目前SDH和DWDM系统中应用最广泛的码型。但是随着大容量长距离传输技术的发展，码型调制技术开始应用于DWDM传输系统。
　　归零码（RZ）调制可以为长距离DWDM系统提供更好的非线性容忍度和更低的OSNR容限。RZ码的缺点是，一般采用两外调制（RZ幅度和数据调制）来产生RZ码比特序列，调制结构比NRZ复杂，对两级调制之间的级间定时和时延控制要求高。
　　RZ码调制技术还包括CS-RZ（载频抑制RZ）和CRZ（啁啾RZ）等码型。在CS-RZ码中，相邻码元的电场振幅的符号相反，从而达到降低光谱宽度的目的，在功率较高的情况下，不但增加了色散容限，而且有更强的抵抗SPM和FWM等光纤非线性效应的能力。一般的CRZ码采用三级调制技术（RZ幅度调制、相位调制和数据调制），调制技术比较复杂，不能摆脱级间定时和时延要求高的问题。
　　RZ码，CS-RZ码和CRZ码的频谱宽度不同，使用这些码型技术所对应的系统容量也有所不同，如表1。
表1 不同码型所对应的系统容量

　　由表1可以看出，RZ码和CS-RZ码可以用于信道间隔50GHz的DWDM系统，而CRZ码由于频谱宽，不适用于更大容量（如10Gb/s系统，通道间距50GHz）、更高速率（如40Gb/s系统，通道间距100GHz）的长距离或者超长距离DWDM传输系统。
　　另外，一些新的码型技术也得到了广泛研究，如基于相位调制的DPSK（差分相移键控Differential Phase Shift keying）、基于偏振调制的PLSK(偏振位移键控Polarization Shift keying)以及DCS-RZ（双二进制载频抑制RZ）等。
2.前向纠错技术
　　前向纠错技术是指信号在被送入传输信道之前预先按一定的算法进行编码处理，加入带有信号本身特征的冗码，在接收端按照相应算法对接收到的信号进行解码，从而找出在传输过程中产生的错误码并将其纠正的技术。FEC技术可以有效地延长光信号的传输距离，提高整个通信系统的性能。
　　 ITU-T G.709将Reed-Solomon(255，239)算法规定为标准的带外纠错算法，同时确定了前向纠错技术传输的帧结构，这种标准的前向纠错算法使用了大概7%的纠错冗码。超强前向纠错，对标准前向纠错的Reed-Solomon(255，239)算法做了改进，采用了具有更加强大纠错能力的前向纠错编解码方式。由于现在没有统一的标准，各个厂家采用超强前向纠错的算法各不相同。
　　普通FEC可以获得5～6 dB的净编码增益，两种超强FEC可以获得的编码增益相当，可获得7～9 dB的净编码增益。
3.系统容量扩展
　　DWDM系统容量的扩展主要依赖于2个方向：单信道速率提升和波长数增加。
　　单信道速率目前的商用系统主要以2.5Gb/s 和10Gb/s为主，单信道40Gb/s的系统在研发过程中。
　　波长数的扩展主要是使用更窄的信道间隔和更宽的光谱范围。以160波系统为例进行阐述，如图1所示。

图1160波DWDM系统原理框图
工作信道分四组实施：第1组：C波段，间隔100GHz，40波；第2组：C+波段，间隔100GHz，40波；第3组：L波段，间隔100GHz，40波；第4组：L+波段，间隔100GHz，40波。
　　如果要实现40波→80波→160波不中断业务的平滑升级，系统在建设初期必须按照预期的最大容量系统进行设计。
4.光放大技术
　　光放大技术主要集中在以下几个方面：
　　● DRA（分布式Raman放大器）
　　DRA是利用光纤的受激Raman效应实现信号光的放大，即一个弱信号与一强泵浦光同时在光纤中传输，弱信号波长在泵浦光的Raman增益带宽内得到放大。分布式Raman放大器的开关增益一般在10~13dB左右，DRA普遍与常规EDFA混合使用，以降低节点等效噪声系数，增加信号传输距离。
　　● 大功率EDFA
　　大功率EDFA的输出功率高于普通EDFA，输出功率一般在24dBm~26dBm，通常用作功率放大器以提高单信道功率，进而提升系统信噪比。如前文所述，光功率的提升将会增加非线性效应引起的功率代价，因而大功率EDFA在网络中的使用要受到一定的限制。
　　● ROPA（遥泵）
　　ROPA是采用大功率泵源远程泵浦一段距离以外的饵纤，以延长放大段距离。根据泵浦光传输方向的不同，可以分为同向泵浦和反向泵浦。
5.系统性能控制和均衡
　　● 波长稳定
　　大容量DWDM波长间隔窄，为有效抑制信道间串扰，系统对波长稳定度提出了更高的要求，80/160波系统的波长漂移要求小于+/-5GHz，必须采用波长锁定技术。波长锁定的基本实现方法是用波长敏感器件（如ETALON）对激光器的波长漂移进行监控，将得到的信息负反馈给激光器调节输出波长，实现激光器的波长稳定。
　　● 功率均衡
　　在长距离大容量DWDM系统中，需要一种能够适应光纤链路中功率动态变化的增益均衡器—动态增益均衡器来克服静态的GFF均衡灵活性不足，以及光网络系统中通道数量动态增减所造成的功率不均衡问题。
　　目前实现动态增益均衡器的方法主要有，采用分支延迟线的傅立叶分解滤波器技术和Vmux（AWG+VOA array）等。
三、 160 x 10 Gb/s DWDM 系统—ZXWM M900
　　中兴通讯大容量长距离DWDM传输设备ZXWM M900，综合采用了码型调制技术、DRA+EDFA/Hi-power EDFA光放大技术、FEC/超强FEC、色散优化管理技术，实现了160×10Gb/s无电中继传输5940 km。
　　ZXWM M900使用革新的ERZ码型调制技术，采用单级调制方式，解决了传统两级调制方式的级间定时和时延要求高的难题，集成度高；具有很强的非线性抑制能力，相对于普通NRZ码，ERZ码具有更低的功率谱密度，可以有效降低非线性效应的干扰作用；与CRZ技术相比，ERZ可以支持更窄的信道间隔，可应用于通道间隔50GHz的80/160波DWDM系统；与传统的NRZ调制相比，ERZ调制可等效降低系统信噪比要求3～5dB。
　　ZXWM M900可以提供FEC/AFEC功能，并可以在同一单板上实现无FEC、FEC和AFEC等不同状态的在线切换，AFEC编码后的速率与FEC相同，仍为10.71Gb/s，可以和RZ调制方式联合使用，AFEC能够等效降低信噪比要求7～9dB。
　　ZXWM M900采用集中式波长反馈控制专利技术，如前文所述，对于大容量DWDM系统，为避免信道间串扰，波长稳定技术是不可或缺的。传统的波长稳定技术是在每个信道上实现波长稳定的，即采用分布式的波长反馈控制方式，成本较高。中兴通讯开发了集中式波长反馈控制专利技术，各个信道的波长稳定通过集中控制方式实现，可以有效降低总体成本和初期成本；还可以为已有设备提供更好的兼容性，在已运行设备上配置的OTU 波长稳定度不能满足50GHz间隔信道要求情况下，通过使用集中式波长反馈控制技术，使得原有信道的波长稳定精度能够满足50GHz间隔信道要求，实现C→(C+)→L→(L+)，向80/160 波系统的在线升级。
　　中兴ZXWM M900经过多年的不断发展和持续改进，功能日益强大和完善，已成功应用于国内所有主要运营商的国家一级干线，也广泛应用于各运营商的省级干线，并且大规模进入国际市场，在印度、印尼、俄罗斯及独联体等国家获得成功应用。