烽火通信跨越技術(shù)瓶頸 100G商用近在咫尺

　　2011年底，烽火通信攜手中國(guó)電信率先完成了國(guó)內(nèi)首個(gè)集團(tuán)級(jí)運(yùn)營(yíng)商的100G傳輸系統(tǒng)測(cè)試。本次測(cè)試烽火通信采用業(yè)界公認(rèn)的100G DWDM長(zhǎng)距離傳輸調(diào)制碼型，基于相干檢測(cè)的PDM-QPSK，完成80x100G超過(guò)1500km的光纖傳輸。不僅在產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性上展現(xiàn)了自身的技術(shù)領(lǐng)先地位，也標(biāo)志著100G正式跨越了技術(shù)瓶頸，已全面迎來(lái)規(guī)模商用時(shí)代。

　　眾所周知，單信道速率的每一次提升，都會(huì)受到包括OSNR容限、色散、PMD及非線性等傳輸損傷的限制，因此需要更為先進(jìn)的技術(shù)來(lái)減小這些傳輸損傷的影響，滿足傳輸距離的要求。諸如10G向40G跨越時(shí)，用到了相位調(diào)制代替NRZ傳輸碼型，提高40G信號(hào)的OSNR容限。而對(duì)于100G而言，不僅僅是一項(xiàng)技術(shù)的變革，是將偏振復(fù)用、相位調(diào)制、超強(qiáng)FEC、相干檢測(cè)、DSP等多技術(shù)創(chuàng)新的融合產(chǎn)物，正在這些技術(shù)的發(fā)展與變革，100G才真正迎來(lái)商用時(shí)代。

　　偏振復(fù)用

　　利用光信號(hào)的兩個(gè)偏振態(tài)之間相互正交特性來(lái)實(shí)現(xiàn)在同一個(gè)光載波上攜帶兩路信息，使得信號(hào)碼元速率下降一半。偏振復(fù)用是比較成熟的技術(shù)，在40G系統(tǒng)中已有過(guò)工程應(yīng)用，而對(duì)于100G已然成為一項(xiàng)不可或缺的技術(shù)。偏振復(fù)用對(duì)于發(fā)射機(jī)來(lái)說(shuō)只需要一些比較簡(jiǎn)單的無(wú)源器件即可實(shí)現(xiàn)，而難點(diǎn)主要在于接收機(jī)的解偏部分。但隨著相干檢測(cè)技術(shù)的不斷成熟，偏振解復(fù)用已能夠非常容易地在電域中被處理。

　　相位調(diào)制

　　相位調(diào)制在40G系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，這也進(jìn)一步推動(dòng)了這項(xiàng)技術(shù)在100G中的成熟。利用QPSK技術(shù)可以使光載波攜帶的信息量增大一倍，與偏振復(fù)用的結(jié)合使得100G信號(hào)波特率降低到約25Gbaud/s，因此能夠應(yīng)用在50GHz間隔的OTN系統(tǒng)中，同時(shí)也降低了信號(hào)對(duì)光纖非線性容忍度的要求。

　　超強(qiáng)FEC

　　FEC是100G最關(guān)鍵的技術(shù)之一，不同的FEC將獲得不同的系統(tǒng)性能。在40G以下的傳輸系統(tǒng)當(dāng)中，多采用7%開(kāi)銷的硬判決FEC，采取BCH級(jí)聯(lián)或BCH與RS級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)的編碼增益最高在9dB左右，理論上7%開(kāi)銷FEC編碼增益的香農(nóng)極限是10dB。為獲取更多的編碼增益，使得100G的OSNR容限更接近于現(xiàn)有10G或40G系統(tǒng)能力，一些新型的FEC編解碼方案的出現(xiàn)解決了這一問(wèn)題。低密度奇偶校驗(yàn)碼（LDPC）由于編碼長(zhǎng)度較長(zhǎng)，同時(shí)校驗(yàn)矩陣具有稀疏性，相隔較遠(yuǎn)的碼元被同時(shí)校驗(yàn)，有助于將連續(xù)的突發(fā)誤碼離散化，因此LDPC能有效糾錯(cuò)突發(fā)誤碼較長(zhǎng)的情況。除此之外，LDPC采用迭代算法解碼，譯碼電路可實(shí)現(xiàn)并行化處理，從而具備復(fù)雜度低、延時(shí)小的優(yōu)點(diǎn)。OIF推薦LDPC為100G的主流FEC碼型之一。軟判決也是提高編碼增益的另一種有效方式。傳統(tǒng)的硬判決對(duì)信號(hào)量化比特位為1，非“0”即“1”，軟判決則采用多個(gè)比特位（考慮設(shè)計(jì)復(fù)雜度，通常有效比特位為5）來(lái)量化信號(hào)，再通過(guò)Viterbi估計(jì)算法提高判決準(zhǔn)確率。軟判決比硬判決的編碼增益可高出1dB以上。

　　烽火通信100G系統(tǒng)采用的超強(qiáng)FEC類型是20%開(kāi)銷比的軟判決LDPC，可有效提高編碼增益至11.5dB，比目前40G系統(tǒng)采用的BCH級(jí)聯(lián)方式得到的編碼增益提高有3dB。