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0 前言
國內(nèi)三大運營商分別完成100G系統(tǒng)測試后，也相繼或正在啟動100G系統(tǒng)現(xiàn)網(wǎng)（試）商用。100G技術(shù)逐漸從規(guī)模驗證階段開始走向商用階段。與40G系統(tǒng)以紛繁復雜的調(diào)制碼型區(qū)分應用場景不同，100G系統(tǒng)的碼型和調(diào)制方式歸于統(tǒng)一，偏振復用正交相移鍵控（PM-QPSK）傳輸碼型結(jié)合相干接收成為主流方案，同時數(shù)字信號處理（DSP）算法以及前向糾錯（FEC）編解碼成為決定100 Gbit/s性能的關(guān)鍵因素組成。本文對100G系統(tǒng)的技術(shù)特性和傳輸性能進行了分析，同時還較深入討論了100G系統(tǒng)規(guī)模應用時面臨的混傳、OTN調(diào)度、跨段規(guī)范等問題。
1 100G 系統(tǒng)主要傳輸技術(shù)
1.1 100G 系統(tǒng)OSNR 與FEC
光信噪比（OSNR）是WDM 系統(tǒng)最關(guān)鍵的指標之一。相對10G系統(tǒng)或40G系統(tǒng)，100G系統(tǒng)由于速率明顯增加，對OSNR的要求更為嚴格�；赑M-QPSK結(jié)合相干接收的100G傳輸技術(shù)方案，一方面通過多級調(diào)制降低信號波特率，降低系統(tǒng)OSNR要求，另一方面，基于相干接收原理并結(jié)合高速DSP處理也可同樣在明顯改善OSNR要求的基礎上，還可在電域補償數(shù)萬ps/nm的色度色散（CD）和數(shù)十ps的偏振模色散（PMD）。
FEC技術(shù)以編碼冗余度（7%~20%）以及相應的芯片處理復雜度來換取更大的凈增益，同時也是改善100G系統(tǒng)OSNR要求的關(guān)鍵技術(shù)之一。光互聯(lián)論壇（OIF）建議軟判決FEC開銷比小于20%，糾錯極限可以達到1E-2量級。根據(jù)研究結(jié)果，低于20%開銷比時凈增益隨著冗余度增加而增大，而超過后受錯誤平層（Error Floor）影響增益反而下降［1］。另外，信號速率提高導致數(shù)模轉(zhuǎn)換（ADC）和DSP處理能力要求也急劇增加（見表1）。7%開銷的硬判決（HD）方式（有些廠商也采用FEC開銷比大于7%的HD方式），ADC的采樣率一般需要56 GSa/s左右，軟判（SD）的開銷比達到20%時，線路速率達到128 Gbit/s，ADC采樣速率一般需要64 Gsa/s左右，功耗基本要比硬判決高出20%左右，同時也要采用40 nm 甚至28 nm 工藝的專用集成電路（ASIC）技術(shù)才能實現(xiàn)高運算量和低功耗目標［2］。從目前設備廠商的設備具體實現(xiàn)來看，大部分廠商傾向于軟硬結(jié)合的判決方式，以平衡算法復雜度、功耗等關(guān)鍵參數(shù)。
1.2 100G 系統(tǒng)非線性效應
光纖非線性效應的強弱與入纖光功率、光信號速率、調(diào)制碼型特性、光纖色散系數(shù)以及跨段數(shù)目等均有關(guān)系。在相同傳輸碼型的前提下，光信號的調(diào)制速率越高，一般對光纖非線性效應的忍耐程度越低［3］。從100G系統(tǒng)實驗室測試驗證結(jié)果看，非線性效應明顯限制了100G系統(tǒng)的入纖功率大�。ㄒ妶D1）。若按照基于2 dB 系統(tǒng)OSNR 代價衡量標準，當系統(tǒng)采用G.655光纖時，實驗室測試結(jié)果顯示在長距傳輸時100G系統(tǒng)入纖功率不建議超過3 dBm，G.652因光纖芯徑差異導致非線性效應略弱，入纖功率可適當提高一些。
