100G技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用研究

　　移動(dòng)通信網(wǎng)訊，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等未來潛在高帶寬應(yīng)用驅(qū)動(dòng)超高速光傳輸技術(shù)快速發(fā)展。借助于40Gb/s技術(shù)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和研究基礎(chǔ)，業(yè)界最終傾向于100Gb/s選擇偏振復(fù)用、QPSK調(diào)制碼型、基于DSP的相干技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)束了40Gb/s時(shí)代多國(guó)演義局面，在主導(dǎo)技術(shù)路線上趨于統(tǒng)一。本文主要介紹了100Gb/s技術(shù)、設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)最新進(jìn)展，同時(shí)對(duì)未來100G應(yīng)用策略提出了相應(yīng)建議。

　　1 概述

　　隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、新型互聯(lián)網(wǎng)等未來寬帶傳送需求的強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)，100Gb/s已經(jīng)逐漸從幕后的技術(shù)研究走向了商用前臺(tái)，尤其是最近兩年國(guó)內(nèi)發(fā)展更為迅速。從2011年年底開始，中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通三大運(yùn)營(yíng)商依次開展并整體上完成了100Gb/s技術(shù)首次實(shí)驗(yàn)室規(guī)模測(cè)試驗(yàn)證，其間華為、中興、烽火、上海貝爾、諾西等公司參與了100Gb/s傳輸設(shè)備的測(cè)試，Cisco、Juniper、華為、上海貝爾等參與了路由器設(shè)備的測(cè)試，中國(guó)移動(dòng)與工信部電信研究院合作更是進(jìn)行了路由器和傳輸設(shè)備的100Gb/s現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)測(cè)試，這些測(cè)試驗(yàn)證為100Gb/s設(shè)備在商用前功能、性能、穩(wěn)定性等評(píng)估奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。從100Gb/s標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展來看，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化組織中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（CCSA）、國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU-T）、國(guó)際電氣電子工程師學(xué)會(huì)（IEEE）、光互聯(lián)論壇（OIF）等均得了明顯進(jìn)展。100Gb/s技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)最新進(jìn)展進(jìn)一步推動(dòng)了100Gb/s技術(shù)步入商用化的進(jìn)程，如何合理部署100Gb/s成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。本文將在介紹100Gb/s關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備及應(yīng)用現(xiàn)狀、標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展的最新信息基礎(chǔ)上，對(duì)于未來如何合理部署100Gb/s技術(shù)提出相應(yīng)建議。

　　2 100G關(guān)鍵技術(shù)

　　和40Gb/s技術(shù)類似，除了支持現(xiàn)有通路間隔（如100GHz、50GHz）和盡量提高頻譜利用率之外，100Gb/s的關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在調(diào)制編碼與復(fù)用、色度色散容限、偏振模色散容限、OSNR容限、非線性效應(yīng)容限、FEC等多個(gè)方面。

　　（1）調(diào)制編碼與復(fù)用

　　從實(shí)現(xiàn)方式上來看，100Gb/s的調(diào)制格式和復(fù)用方式相對(duì)40Gb/s而言類型更為豐富，除了基于偏振復(fù)用結(jié)合多相位調(diào)制的調(diào)制方式，如偏振復(fù)用－（差分）四相相移鍵控（PDM-（D）QPSK）之外,還包括更多級(jí)相位和幅度調(diào)制的調(diào)制碼型，如8 /16相相移鍵控（8PSK/16PSK），16/32/64級(jí)正交幅度調(diào)制(16QAM/32QAM/64QAM)等，以及基于低速子波復(fù)用的正交頻分復(fù)用（OFDM）等。這些編碼同時(shí)也可以和偏振復(fù)用技術(shù)結(jié)合，組合類型非常豐富。另外，從調(diào)制編碼的解調(diào)來看，目前主要可采用兩種方式，直接解調(diào)和相干解調(diào)，其中相干解調(diào)主要采用數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，這就顯著降低了相干通信中對(duì)于激光器特性的要求。