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移動(dòng)通信網(wǎng)消息，伴隨著40G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模部署，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的爆炸式增長(zhǎng)，以及寬帶業(yè)務(wù)和帶寬饑渴型應(yīng)用的增加，使得骨干網(wǎng)數(shù)據(jù)量以每5年接近8倍的速度增長(zhǎng)，骨干傳輸網(wǎng)要求支持100G傳輸?shù)暮袈曉絹?lái)越強(qiáng)烈。
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、接收技術(shù)、FEC、等多個(gè)方面。本文將將從這三個(gè)方面，介紹近期100G線路傳輸解決方案的最新進(jìn)展與技術(shù)。
100G調(diào)制技術(shù)
調(diào)制技術(shù)一直是WDM的研究熱點(diǎn)。隨著比特率的增加和傳輸距離的延長(zhǎng)，WDM的長(zhǎng)距傳輸受4項(xiàng)物理?xiàng)l件限制：OSNR(光信噪比)、色散、非線性效應(yīng)、PMD(偏振模色散)。這些物理因素受調(diào)制速率影響，調(diào)制速率越高，影響越明顯。
目前，QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)是100G調(diào)制方式的最佳選擇，比特率是112Gbps或者更高。如果直接采用QPSK調(diào)制，會(huì)對(duì)系統(tǒng)的光/電器件質(zhì)量提出非常高的要求，所以業(yè)界提出了偏振復(fù)用(Polarization Multiplexed)方案。偏振復(fù)用采用兩路獨(dú)立的光偏振態(tài)來(lái)承載56GHz業(yè)務(wù)。每路偏振態(tài)都采用QPSK調(diào)制方式，可以將100G信號(hào)速率降低到28Gbps。降低光/電器件的帶寬需求，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期階段就可以降低功耗和成本。OIF(光互聯(lián)論壇)也建議采用PM-QPSK作為100G的長(zhǎng)距傳輸調(diào)制方式。
在發(fā)射端，原始的100G信號(hào)被分為4路低速信號(hào)，由于FEC和OTN開(kāi)銷(xiāo)，每路信號(hào)為28Gbps。激光器發(fā)出的信號(hào)分為垂直和水平兩個(gè)偏振態(tài)。用兩個(gè)頻率相同的偏振態(tài)來(lái)承載信號(hào)，可以使速率降低一半，降低帶寬，適應(yīng)更緊湊的通道間隔。QPSK采用4個(gè)傳輸相位調(diào)制每個(gè)偏振態(tài)的光信號(hào)(見(jiàn)圖1)。在發(fā)射端，兩個(gè)偏振態(tài)的QPSK調(diào)制信號(hào)會(huì)被合在一起在線路側(cè)傳送。偏振復(fù)用和QPSK的使用，可以將調(diào)制速率降為1/4，使100G系統(tǒng)能使用成本更低的技術(shù)。同時(shí)更低的調(diào)制速率可以降低光信號(hào)傳輸參數(shù)的靈敏度，相比10G系統(tǒng)，100G在CD(色度色散)和PMD上擁有更好的容限。
相干接收和DSP技術(shù)
PM-QPSK調(diào)試方式可以滿足100G傳輸OSNR的要求，但是，這種調(diào)制方式下的色散和PMD容限還是太低。相同光調(diào)制方式下100G跟10G相比，OSNR容限要差10dB，PMD容限會(huì)降低10倍，CD容限降低100倍，因此必須采用先進(jìn)的技術(shù)手段保證100G的實(shí)用性。選擇相干光、平衡光接收技術(shù)，相比NRZ(不歸零碼)直接接收提升OSNR容限近6dB。其接收原理框圖如圖2所示。
