在大城市网络上使用 40 Gbps 和 100 Gbps 线路

长途传输用的 40 Gbps 和 100 Gbps ITU / OTN 转发器基于有源机箱和供应商专有系统，并已经在市场上存在一段时间了。这些针对的都是非常具有挑战性的、距离在成百上千的公里的传输解决方案。所有的解决方案都依赖于复杂的技术，并涉及不同的调制格式如 DPSK（微分相移键控法）、DQPSK（差分正交相移键控）、DP-QPSK（双极化微分相移键控法）等。因为复杂性都不是可免费获得的，因此，IEEE 组织对可插入 40 Gbps、100 Gbps 的 短距离&a接收器进行了标准化，而对要求进行的限制则极大地降低相关成本。虽然大多数这样的收发器的使用距离很短（例如10 m，100 m），但 40GBase - LR4 和 100GBase - LR4 型号的产品可以在大城市网络中应用，使用距离高达 60km 。

将更多的 40 Gbps 或 100 Gbps 线路叠加到 10 Gbps 网络

在一个典型的情况下，现有的大城市网络通常依赖于多个 1 Gbps 或 10 Gbps 线路，并将这些线路复用在新光纤网络上。因此，我们的目标不是拆除网络并将其替换为新的基础设施，而是在不影响老系统的情况下添加新的线路，并且要实现最低的 CAPEX（资本支出）和 OPEX（运营成本），同时让安装和维护也做到简单。通过使用无源传输方法很容易实现新 40 Gbps / 100  Gbps 线路的添加。在这种情况下，有关的 40GBase-LR4 / 100GBase-LR4 （或者未来的 -ER4） 收发器（例如 CFP、QSFP CFP2 等 MSA 格式的装置）将直接插入终端设备、交换机、路由器等设备中。新线路可以通过使用一个 1310 nm 带通的端口（可能是现有的）DWDM(CWDM) 有源多路复用器，叠加到现有的 DWDM(CWDM) 网络上 :

如果这个 1310 nm 波段的端口是集成到一个 40 通道 100GHz DWDM 无源多路复用器中的，那么这个设置将允许在一对光纤中传输 40 个高达 10 Gbps 的线路、再加上一个 100 Gbps 的线路，即总计 500 Gbps 的信号，并在不消耗任何电力情况下，利用 1HU / 19 的机架空间实现连接。

克服距离限制

虽然 IEEE 组织已经对用于 10km 和 40 km 距离的 LR4 和 ER4 产品进行了标准化，同时两种产品都在 1310nm 的光谱中运行，但后来的 ER4(40km) 产品的可用性还是 非常有限。在实践中，这意味着 ER4 收发器无法实现商业化，这种情况是否会发生改变也是值得怀疑的。由于大城市适用的是 40GBase 和 100GBase 技术，这实际限制了 LR4 产品的使用。这些产品名义上都可以用于 高达 10km 的 距离其可通过使用单模光纤就可以无瑕疵地实现连接，同时不会损失任何的接头、跳线、ODF 或其他元件。此外，额外的多路复用器会增加额外的插入损失，因此这样一个 LR4 收发器的有效范围将减少到 6km，甚至可能只有 4km。这将极大地限制其使用，并只能在一些罕见的情况下使用。

然而, 这一障碍可以通过引入一个单机型但可以管理的 （SNMP 等） SOA（半导体光放大器） 来解决: 因为 LR4 光纤在 1310nm 范围内运行，因此大城市传输通常使用的、支持 1550nm 频谱的 EDFA （掺铒光纤放大器）不仅不会对 LR4 信号进行放大, 甚至会阻断 LR4 信号。与 EDFA 相反的是，SOA 可以放大 1310nm 的光谱，然而会阻断所有 1550nm 的信号。因此，必须在 1310nm 多路复用器端口和 LR4 收发器之间使用额外的 SOA。

与所有对传输进行的放大一样，信号质量和信噪比都非常重要。因此，必须将 SOA 用作预放大（而不是增效器）来在链接的接收端将传入的（Rx）信号进行放大。最好将所选择 LR4 收发器扩展到应当允许的绝对最大距离，此时，在信号质量方面会超出产品的技术参数。这样做可以使其距离达到 60km。

无源 WDM （波分复用）传输方式可用于建立多路、多达 24 条 100Gbps 的线路, 其方式与无源 DWDM 10Gbps 网络用于增强大城市环境中容量的方法相同。与无源 10G WDM 网络类似, 无源 100G DWDM 网络的安装成本是相应的有源传输装置的几分之一。

与 LR4 产品的 4 激光器和 4 探测器 （每一个都为 25Gbp, 每一个都有特定的 lambda）类似，无源 100Gbps DWDM 解决方案的核心是 100Gbps DWDM CFP MSA 兼容的收发器。这些产品只是没有将光纤 WDM 多路复用器集成到收发器而已。这时候需要一个外部 （例如基于 19 的无源 DWDM） 多路复用器。

与 CFP LR4 类型产品不同, CFP DWDM 产品基于1550nm 频谱中的可调激光器 (50GHz DWDM 网格)。
通过 96 通道的无源 DWDM 多路复用器 （每个 CFP 使用 4 lambda），在一个单模光纤对上可以并行传输一组多达 24 种不同颜色的 100Gbps DWDM 信号 。

与 10Gbps DWDM 网络一样, 这些信号可以通过使用标准的 EDFA （掺铒光纤放大器） 放大器来扩展传输距离。利用这一方法，在不需要额外的和昂贵的放大器的情况下，就可以无源 WDM 方式、在一百公里以上的 #39;距离中，以高达 2.4 Tbps 的速率进行信号传输。