基于數(shù)字相干接收PM-QPSK調(diào)制的100G光傳輸技術(shù)在長距離光傳輸技術(shù)史上具有里程碑意義，這不僅僅體現(xiàn)在100G光傳輸性能的巨大提升和建網(wǎng)運(yùn)維的顯著優(yōu)勢(shì)上，更是由于其為后續(xù)更高速率傳輸技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
100G運(yùn)維優(yōu)勢(shì)
數(shù)字相干接收技術(shù)使得100G光傳輸系統(tǒng)具有足夠的色散容限和偏振模容限，無需考慮線路傳輸上的色度色散和偏振模色散的影響，這給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維帶來一系列好處，主要包括：
①簡化了傳輸線路上的光學(xué)色散補(bǔ)償和偏振解復(fù)用設(shè)計(jì)，線路設(shè)計(jì)更簡單;
②消除了低PMD光纖的依賴，適用于各種規(guī)格的傳輸光纖，方便光纖線路速率升級(jí);
③消除了傳輸線路DCF光纖非線性效應(yīng)的影響，減少了線路放大器的數(shù)量和ASE噪聲的影響，降低了線路成本，提升了系統(tǒng)長距傳輸能力;
④減小了線路傳輸時(shí)延，按照1km光纖5us的時(shí)延計(jì)算，消除DCF光纖所帶來的時(shí)延減少非�？捎^，這對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用環(huán)境意義重大;
⑤保護(hù)恢復(fù)時(shí)間小于50ms，(不同于40G系統(tǒng))100G數(shù)字信號(hào)處理自適應(yīng)色散補(bǔ)償算法收斂迅速，完全滿足電信級(jí)恢復(fù)時(shí)延要求。
性能體系
100G發(fā)射機(jī)和接收機(jī)是一個(gè)互補(bǔ)的整體，對(duì)其性能的評(píng)估不宜分離割裂開來進(jìn)行分析。對(duì)于100G系統(tǒng)的性能評(píng)估，業(yè)界上尚未有成熟統(tǒng)一的評(píng)估方法，目前業(yè)界提出的性能監(jiān)測評(píng)估方法有Q值(糾前誤碼率通過誤差函數(shù)與Q值相對(duì)應(yīng))、光信噪比(OSNR)、光功率、以及誤差矢量幅度(EVM：ErrorVectorMagnitude)等。
在中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(CCSA)委托中國電信牽頭起草的《N×100Gbit/s光波分復(fù)用(WDM)系統(tǒng)技術(shù)要求》中采用“Rn參考點(diǎn)糾錯(cuò)前誤碼率(Pre-FEC)”作為評(píng)估指標(biāo)�！禢×100Gbit/s光波分復(fù)用(WDM)系統(tǒng)技術(shù)要求》中也介紹了采用該指標(biāo)的原因，即“基于50GHz的N×100Gbit/sWDM系統(tǒng)目前采用常規(guī)OSNR測試方法無法實(shí)現(xiàn)在線測試，新測試方法尚不成熟，這樣N×100Gbit/s WDM系統(tǒng)中采用OSNR指標(biāo)進(jìn)行在線運(yùn)行維護(hù)時(shí)將帶來不便。因此有必要引入一種便于在線評(píng)估N×100Gbit/s WDM系統(tǒng)性能的輔助指標(biāo)，以進(jìn)一步增強(qiáng)N×100Gbit/s WDM系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)能力。Rn參考點(diǎn)糾錯(cuò)前誤碼率(Pre-FEC BER)則是滿足上述要求的有效的輔助手段之一�！盧n參考點(diǎn)在數(shù)字信號(hào)處理之后糾錯(cuò)解碼之前，采用Rn參考點(diǎn)糾錯(cuò)前誤碼率(Pre-FEC BER)而不是R點(diǎn)OSNR作為100G傳輸性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)際上就是考慮到各廠家信道均衡能力的差異。
實(shí)際上，考慮到非線性效應(yīng)的影響，OSNR作為一個(gè)傳輸光信號(hào)性能指標(biāo)已經(jīng)不適用于相位調(diào)制的光信號(hào)，但業(yè)界已經(jīng)習(xí)慣于沿襲該適合于10G強(qiáng)度調(diào)制的指標(biāo)。但對(duì)于基于PM-QPSK調(diào)制的100G系統(tǒng)而言，非線性效應(yīng)的影響非常突出，無法與40G相位調(diào)制(DPSK、DQPSK)那樣繼續(xù)采取忽視的態(tài)度。總之，基于非線性效應(yīng)影響的考慮，OSNR已經(jīng)不適合作為100G光傳輸性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)，但考慮到用戶的運(yùn)維習(xí)慣，可以作為一個(gè)參考。這在CCSA標(biāo)準(zhǔn)中采用糾前誤碼和Q值而不是OSNR來評(píng)價(jià)系統(tǒng)性能就已經(jīng)得到很好的詮釋。
此外，基于PM-QPSK調(diào)制的100G光信號(hào)，其頻譜較寬，不適合采用類似10G在線OSNR監(jiān)測的帶內(nèi)法，又由于采用了偏振復(fù)用技術(shù)，不適合采用類似40G在線OSNR監(jiān)測的內(nèi)插法。目前設(shè)備廠商都積極設(shè)法采用模擬仿真的方式估算OSNR值，運(yùn)營商也表示100GOSNR在線監(jiān)測對(duì)100G的運(yùn)維有一定的參考價(jià)值，但目前技術(shù)尚不成熟，技術(shù)細(xì)節(jié)不透明，測量精度有待提高，其運(yùn)維價(jià)值有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
Q值(糾前誤碼率)可以比較全面地反應(yīng)收發(fā)機(jī)之間光傳輸性能，但由于其為系統(tǒng)整體傳輸指標(biāo)，無法具體描述鏈路運(yùn)行狀況，對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維價(jià)值有限�？紤]到光功率和Q值均可在線監(jiān)測，兩者配合使用可以滿足運(yùn)維要求。一旦線路調(diào)試完畢，各監(jiān)測點(diǎn)光功率的變化即可完全反映系統(tǒng)運(yùn)行狀況。當(dāng)監(jiān)測到各傳輸通道Q值劣化后，追蹤各監(jiān)測點(diǎn)光功率變化即可定位線路問題。烽火網(wǎng)管系統(tǒng)可實(shí)時(shí)反映各通道Q值和監(jiān)測點(diǎn)光功率變化，并提供實(shí)時(shí)預(yù)警分析以提高運(yùn)維效率。
誤差矢量幅度(EVM)可在監(jiān)測點(diǎn)用DSP恢復(fù)為星座圖后評(píng)估發(fā)射機(jī)和傳輸性能，可以同時(shí)反映強(qiáng)度和相位噪聲的影響且不受調(diào)制格式限制，是100G乃至超100G傳輸理想的性能監(jiān)測方式，但由于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程緩慢，其成熟商用還需要一段時(shí)間。
網(wǎng)絡(luò)混傳解決方案
隨著100G時(shí)代的到來，100G和現(xiàn)網(wǎng)如何兼容傳輸成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)問題。由于100G系統(tǒng)有超高色散容限，因此混傳所需要考慮的問題主要是非線性影響�；靷鲌鼍爸饕幸韵聝煞N：
第一，100G和10G既有系統(tǒng)混傳。眾所周知，具備相干接收端的100G解決方案可以給網(wǎng)絡(luò)帶來諸多好處，比如節(jié)省DCM模塊，光層規(guī)劃更加簡單等，然而和原有的系統(tǒng)特別是10G非相干混傳時(shí)，會(huì)對(duì)100G引入更多的非線性損傷，因此考慮與100G混傳時(shí)單波入纖功率應(yīng)不大于-1db。
第二，100G和40G系統(tǒng)的混傳。100G受到的非線性干擾較小，無需降低入纖光功率，無需留有保護(hù)間隔。兩者基于相位調(diào)制的碼型可以50GHz混傳，比如DP/DQ編碼方式。
烽火100G優(yōu)勢(shì)
烽火100G系統(tǒng)于2011年12月率先通過中國電信組織的全球最大規(guī)模100G測試，較其他廠家提前1～2個(gè)月，測試各項(xiàng)性能指標(biāo)領(lǐng)先。在2012年3月馬來電信組織的100G系統(tǒng)測試中各項(xiàng)指標(biāo)第一。隨后通過了中國移動(dòng)和中國聯(lián)通組織的100G系統(tǒng)測試，并于2012年8月率先通過中國移動(dòng)組織的杭州-福州100GOTN現(xiàn)網(wǎng)測試。經(jīng)過測試和驗(yàn)證，烽火科技100G具有如下特點(diǎn)：
①采用數(shù)字相干檢測偏振復(fù)用正交相移鍵控(PM-QPSK)調(diào)制技術(shù)，支持50GHz通道間隔;
②單根光纖C波段滿配9.6Tb/s無電中繼傳輸距離經(jīng)現(xiàn)網(wǎng)測試超過2600km，可成倍提高光纜的利用效率，減少布纖施工，降低網(wǎng)絡(luò)成本;
③憑借優(yōu)異的電域補(bǔ)償算法消除了100G光信號(hào)在傳輸過程中CD/PMD限制(CD容限大于60000ps/nm，DGD容限大于105ps)，使其對(duì)光纖CD/PMD參數(shù)不敏感，線路上無需CD、PMD補(bǔ)償模塊，精簡鏈路設(shè)計(jì)，降低線路傳輸?shù)墓收下�，簡化了網(wǎng)絡(luò)維護(hù);
④采用13%開銷的SD-LDPC和7%開銷EFEC相結(jié)合的前向糾錯(cuò)編碼算法以較小的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度和處理時(shí)延獲得12dB的編碼增益，糾錯(cuò)極限達(dá)到2e-2，確保了網(wǎng)絡(luò)傳輸可靠性、穩(wěn)定性和健壯性。
⑤具有很強(qiáng)的ROADM級(jí)聯(lián)穿透能力(23級(jí)ROADM級(jí)聯(lián)OSNR代價(jià)小于0.5dB)，支持全光交叉靈活調(diào)度;
⑥OMSP/OLP保護(hù)倒換時(shí)間<50ms，滿足電信級(jí)保護(hù)倒換時(shí)間要求;
⑦與現(xiàn)有WDM傳輸系統(tǒng)兼容，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)10G/40G系統(tǒng)的平滑升級(jí)，系統(tǒng)擴(kuò)容簡單方便;
⑧采用業(yè)界領(lǐng)先的40nm工藝ASIC芯片，集成度高，單盤典型功耗業(yè)界最低(160W);
結(jié)束語
烽火憑借在100G技術(shù)領(lǐng)域的長期積累，不但在國際國內(nèi)多次測試中以優(yōu)異的成績獲得了廣泛的肯定，而且成功建設(shè)了多個(gè)100G商用工程。烽火100G系統(tǒng)在武漢電信、馬來西亞電信(TM)取得了規(guī)模商用，在廣東電信、黑龍江移動(dòng)、泰國CAT也已投入應(yīng)用，在100G工程運(yùn)維方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，拼接成熟的技術(shù)和對(duì)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的深入理解，烽火將持續(xù)為運(yùn)營商提供高可靠、高可用的高速傳輸網(wǎng)絡(luò)。
