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文：李勇、蟻澤純（廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司）
為應(yīng)對移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、國家信息化等未來潛在高帶寬需求，各器件、設(shè)備廠商大力投入100G光傳輸技術(shù)，本文詳細(xì)分析了100G關(guān)鍵技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展情況。
一、引言
伴隨著家庭寬帶接入方式從xDSL 逐步升級為PON，以及有線、無線寬帶用戶量的持續(xù)快速增長，高速互聯(lián)網(wǎng)、IPTV、3D高清視頻、云計算、云存儲、物聯(lián)網(wǎng)等寬帶應(yīng)用的不斷涌現(xiàn)，干線網(wǎng)絡(luò)面臨巨大的帶寬壓力，100G波分大容量傳輸網(wǎng)路將是緩解運營商帶寬壓力的唯一有效手段。
二、100G關(guān)鍵技術(shù)
當(dāng)前主要設(shè)備廠商的100G 波分系統(tǒng)可在C 波段提供的傳輸容量。100G 技術(shù)實現(xiàn)商用，得益于規(guī)模越來越大、體積越來越小的光器件和電芯片集成技術(shù)外，同時一些關(guān)鍵技術(shù)的突破也推動了100G WDM 技術(shù)的發(fā)展，主要有PM-QPSK 光調(diào)制技術(shù)、相干接收、高增益軟判決（SD）FEC 技術(shù)、DSP算法等。
2.1 PM-QPSK 光調(diào)制技術(shù)
100G 信號比特率是112Git/s或者更高。如果直接采用QPSK 調(diào)制，會對系統(tǒng)的光/電器件提出非常高的技術(shù)要求。所以引入了光偏振復(fù)用（Polarization Multiplexed）方案。偏振復(fù)用采用兩路獨立的光偏振態(tài)來承載56GHz 業(yè)務(wù)。每路偏振態(tài)都采用QPSK 調(diào)制方式，可以將波特率進(jìn)一步降低到28Gbit/s。從而可以降低光/ 電器件的帶寬要求，并降低了系統(tǒng)功耗和成本。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織綜合此兩種技術(shù)選擇“偏振復(fù)用- 正交相移鍵控碼”（PM-QPSK）做為標(biāo)準(zhǔn)100G 光調(diào)制方式。
2.2 相干接收
相干平衡光接收機(jī)從光信號還原出兩路偏振態(tài)，并從中解調(diào)出4 路相位信息，經(jīng)過A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后通過電補(bǔ)償處理模塊來補(bǔ)償信號由于長距傳輸造成的一些物理損傷，可去掉由于CD 和PMD 所帶來眼圖上的失真和碼間干擾。
2.3 DSP技術(shù)
經(jīng)過長距離傳輸后，由于PM-QPSK 光信號的偏振態(tài)會隨機(jī)變化，接收端本地光振蕩器與接收光信號存在頻率差以及相位差，業(yè)界采用的解決方案是采用高速電信號處理（DSP）技術(shù)，在電域補(bǔ)償色散和PMD，提升色散容限和PMD 容限。相比NRZ直接接收，DSP補(bǔ)償技術(shù)可提升OSNR 容限到近6dB。
2.4 高增益軟判決（SD）FEC 技術(shù)
SD-FEC 譯碼充分利用了信道輸出的波形信息，解調(diào)器將匹配濾波器輸出的一個實數(shù)值送入譯碼器，即軟判決譯碼器需要的不僅僅是“0/1”碼流，還需要“軟信息”來說明這些“0/1”是0 還是1 的可靠程度，即離判決門限越遠(yuǎn)，判決的可靠性就越高，反之可靠性就越低。要體現(xiàn)遠(yuǎn)近程度就要把判決空間劃分得更細(xì)。除了劃分“0/1”的門限，還要用“置信門限”將“0”和“1”空間進(jìn)行劃分以說明判決點在判決空間的相對位置。軟判決包含了比硬判決更多的信道信息，譯碼器能夠通過概率譯碼充分利用這些信息，從而獲得比硬判決譯碼更大的編碼增益[2]。
