100G驱动力及进展

　　城域网络业务流量汇聚及长距离传输

　　在城域网络中随着LTE网络的部署、移动宽带业务、IPTV、视频点播、大客户专线业务的开展，城域网络的带宽压力日趋增长。就移动回传网络而言，LTE时代不仅基站数量众多而且单基站出口带宽高达1G，固网宽带用户的带宽也将由10M逐步升级至100M甚至更高，城域网络的接入、汇聚层单环容量会迅速提升至10G、40G。接入、汇聚层节点数量及带宽的攀升促使了在城域核心层需要部署100G WDM/OTN设备来进行大带宽业务的流量汇聚并与长途传输设备接口。

　　海缆通信系统的大容量长距离传输

　　由于海缆传输的投资成本较高，提高单波提速的方式来提升系统传送容量是普遍看好的解决方案。目前全球已建设的海缆系统包括10G和部分40G WDM系统。100G WDM系统不仅可在C波段提供80×100G的传输容量而且由于采用PM-QPSK编码、相干接收、SD-FEC软判决等先进的技术，在传输距离、B2B OSNR容限、CD和PMD容限等关键项目上均具有较好的指标。采用100G WDM系统既提高了海缆传输系统的容量又降低了系统运营维护成本，可以提供高性价比的海缆传输业务。

　　100G关键技术

　　100G关键技术包括100G调制、接收和FEC（前向纠错）。

　　100G调制技术

　　调制技术一直是WDM的研究热点。随着比特率的增加和传输距离的延长，WDM的长距传输受4项物理条件限制： OSNR（光信噪比）、色散、非线性效应、PMD（偏振模色散）。这些物理因素受调制速率影响，调制速率越高，影响越明显。

　　目前，QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）是100G调制方式的最佳选择，比特率是112Gbps或者更高。如果直接采用QPSK调制，会对系统的光/电器件质量提出非常高的要求，所以业界提出了偏振复用（Polarization Multiplexed）方案。偏振复用采用两路独立的光偏振态来承载56GHz业务。每路偏振态都采用QPSK调制方式，可以将100G信号速率降低到28Gbps。降低光/电器件的带宽需求，在网络建设的初期阶段就可以降低功耗和成本。OIF（光互联论坛）也建议采用PM-QPSK作为100G的长距传输调制方式。

　　图2  PM-QPSK光发射机模块框图

　　在发射端，原始的100G信号被分为4路低速信号，由于FEC和OTN开销，每路信号为28Gbps。激光器发出的信号分为垂直和水平两个偏振态。用两个频率相同的偏振态来承载信号，可以使速率降低一半，降低带宽，适应更紧凑的通道间隔。QPSK采用4个传输相位调制每个偏振态的光信号（见图2）。在发射端，两个偏振态的QPSK调制信号会被合在一起在线路侧传送。偏振复用和QPSK的使用，可以将调制速率降为1/4，使100G系统能成本更低的技术。同时更低的调制速率可以降低光信号传输参数的灵敏度，相比10G系统，100G在CD（色度色散）和PMD上拥有更好的容限。