100g波分关键技术应用探讨.docVIP

精品论文 参考文献 100G波分关键技术应用探讨 广东省电信工程有限公司 广东广州 510000 摘要：本文首先介绍了100G波分的发展现状，为解决当下波分系统速率提升所带来的线路传输损伤限制，针对性地对100Gbit/s波分的关键技术、建网模式进行了详细的阐述，并结合发展规划对提出了推进策略，供相关人员参考借鉴。 关键词：波分；关键技术；调制；建网；传输模式 0 前言 如今电子网络的不断发展，人们日益增加的数据流量给网络带宽带了一定的压力，原有的40G波分设备速率已逐渐不适应高带宽的需求了，为此必须进行波分系统速率的提升。随着100G波分关键技术的逐渐成熟，现核心网络及其业务都以100Gbit/s器件为网络传输主体应用，因此，对100G波分关键技术进行探讨分析就显得极为重要。 1 100Gbit/s波分的发展现状 相对于40Gbit/s技术从提出到商用经历近10年发??过程而言，100Gbit/s技术从提出到接近设备成熟可谓异常迅速。为推动100Gbit/s光通信产业链的发展，多个光通信国际标准组织积极制定100Gbit/s相关标准，涵盖100Gbit/s器件、光模块、OTN开销处理、系统设备等领域。IEEE于2010年6月发布了40Gbit/s/100Gbit/s以太网接口标准802.3ba；由多个光模块厂商组成的CFP多源协议联盟也发布了客户侧可热插拔光模块硬件和软件接口协议，为100Gbit/s客户侧接口制定了接口规范；ITU-T于2009年12月更新了OTN接口建议G.709，定义了支持100GE接入的OTU4帧结构及映射协议，规范了100Gbit/s板卡中成帧处理要求；OIF负责制定100Gbit/s波分侧光模块电气机械接口、软件管理接口、集成式发射机和接收机组件、前向纠错技术的协议规范，有力地推动了波分侧接口设计标准化。 2 100Gbit/s波分的关键技术 相比现有成熟的10Gbit/s和40Gbit/s光传输系统，由于单信道速率的提升，100Gbit/s对光信噪比（OSNR）的要求分别提高了10dB和4dB，色散容限也随着传输速率的平方成反比下降。因此，为了实现100Gbit/s的高速光传输，必须降低系统对OSNR以及色散容限的要求，克服非线性效应的影响。OIF建议通过统一100Gbit/s码型为PDM-DQPSK并辅以四相位相干检测技术来解决这些问题。 100Gbit/s波分PDM-DQPSK相干通信主要采用的关键技术有：偏振复用、新型编码调制、高效FEC、相干检测等。 2.1 偏振复用 偏振复用是利用光信号的两个偏振态之间相互正交特性来实现在同一个光载波上携带两路信息，使得信号码元速率下降一半。偏振复用对于发射机来说只需要一些比较简单的无源器件即可实现，而难点主要在于接收机的解偏部分。但随着相干通信技术的不断成熟，偏振解复用已能够非常容易地在电域中处理。 2.2 新型编码调制 编码调制技术有很多种，有基于强度调制的NRZ、DRZ、ODB和PSBT，基于相位调制的差分相移键控（DPSK）调制和差分正交相移键控（DQPSK）调制，以及结合偏振复用的正交相位调制技术PDM-DQPSK等。利用DQPSK技术可以使光载波携带的信息量增大一倍，频谱效率也更高，从而降低传输波特率，同时降低了ADC采样速率的要求，提高了数字信号处理技术的可实现性。 2.3 高效FEC技术 FEC技术经历了三代的快速发展。第一代的为满足ITUTG.975规定的带外FEC硬判决，采用RS（255，239）方式使用7%的开销，净编码增益为6#12316;dB。第二代FEC采用G.975.1标准，采用级联编码和硬判决技术，增益可达到8#12316;dB。第三代FEC技术采用软判决译码技术，将开销比提升到20%以上实现高性能软判决，这样可将编码增益提升到10#12316;1dB。在相同码率下，软判决FEC增益性能比硬判决高1.5dB左右。OIF建议选择冗余度在18#12316;0%的软判决纠错编码，净增益编码可达10.5dB左右，能有效支撑100Gbit/s系统的应用需求。 2.4 相干检测技术 相干检测技术是在接收侧使用一个大功率、窄线宽、高稳定度的本地振荡激光器，经过偏振分束后与远端输入的光信号进行90deg;混频，90deg;混频器输出一个偏振态的两路信号。混频器输出光信号经双PIN平衡接收光电二极管转换为模拟电信号，经高速模数转换器（ADC）采样量化后转换为数字信号。DSP芯片通过先进的算法实现偏振跟踪，相位、时钟、数