影响100g传输系统发展凸显因素和其实现关键技术研究

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1、影响100G传输系统发展凸显因素和其实现关键技术研究　　摘要：本文简单介绍了100G传输系统的优越性，对影响100G传输系统发展的重要因素进行了详细分析，并据此结合自己的实践工作经验，对实现100G波分系统关键技术的运用进行了阐述。关键字：100G传输系统、优越性、影响因素、关键技术中图分类号：TN811文献标识码：A文章编号：一、100G传输系统的优越性1.1功耗100G传输系统相比10G在功耗/速率以及设备集成度上应有优势。1.2传输容量通道间隔为50GHz，与现有10G传输系统相同。1.3传输距离长途骨干网要求传输距离至少达1000~1500km，包含6个

2、ROADM（可重构型光分插复用设备）；城域网要求包含20个ROADM。1.4应用场景可在现有光纤通信系统上进行升级，无需更换新型光纤或光放大器。71.5成本100G传输系统相比10G在成本/速率/距离上应有优势。二、影响100G传输系统发展的重要因素2.1色散容限光纤中光信号传输，其脉冲的前沿和后沿存在红移和蓝移，导致脉冲前后沿的传输速度不一样，从而导致经过长距离传输后信号展宽直至无法判决甚至无法恢复，致使相邻光脉冲之间的码间干扰，从而产生误码。传输光信号的色散容限与光信号的光谱宽度成反比，同时和光信号的时域宽度（脉冲周期）成正比。对于100G信号，由于其光信号

3、的波特率提升，其光谱宽度会相应提升，其时域波形周期也会随之降低，如果100G同样采用传统的OOK/ASK调制方法（二进制振幅键控），则其色散容限将非常小，现有的DCM补偿方式已经完全不能满足要求。对于100G传输，色散容限问题已经成为严重的问题，而传统的光学色散补偿的方法已经不能克服色散容限降低带来的危害，必须采用更新的补偿措施，才能使100G传输成为可能。2.2光纤非线性效应7光纤非线性效应的强弱与入纤光功率、光信号的光谱宽度、调制码型特性、光纤色散系数以及跨段数目均有关系，光信号的调制速率越高，对光纤非线性效应的忍耐程度越低。而一些特殊的码型调制技术技术，如

4、相位调制、RZ码型调制等，有利于增强传输码型对光纤非线性效应的抵抗能力。100G传输系统，如果要克服由于调制速率提升而带来的更差的非线性忍耐度，就必须从调制技术上寻找新突破。2.3系统OSNR光信噪比是在光有效带宽为0.1nm内光信号功率和噪声功率的比值。波分传输系统采用光放大器来克服光纤损耗，延长无电中继传输距离，光放大器在对光信号进行功率放大的同时也引入了噪声信号，另外，在波特率提升时，光接收机的带宽也需要随之而线性增加，而更宽的接收机带宽将使得更高功率的噪声进入接收机的判决电路，从而会造成误码率的增加，这样就必须要求OSNR容限提升。2.4PMD容限同色度

5、色散（CD）一样，偏振模色散（PMD）也同样限制着高速传输系统的传输能力。偏振模色散（PMD）是指对相同频率的光，只要其偏振模式不同，光纤也会导致其传播速度不同，偏振模色散会导致光纤传输系统的码间干扰（ISI），进而引起误码和系统代价。如果100G同样采用传统的OOK/ASK调制方法（二进制振幅键控），其PMD容限不足1ps，无法达到工程预算要求。在100G传输系统中，PMD容限也被认为是一个非常严重的问题，常规的强度调制-直接检测（IM-DD）码型调制及接收方式无法满足系统设计要求，在技术上必须寻找新的解决方案。7三、实现100G传输系统的关键技术3.1PDM

6、-QPSK调制技术光信号的光谱带宽是由波特率决定的，波特率越大，光信号的光谱就越宽，两者之间呈现出线性关系。光信号的光谱不能大于WDM信道之间的频率间隔，否则各个WDM信道的光谱会相互交叠，导致各个WDM信道所承载的业务码流之间发生干扰，从而产生误码和系统代价。当波特率提高到100Gbaud/s时，普通调制码型的光谱宽度已经超过50GHz，更加无法实现50GHz间隔传输。在100G系统中，为了能同样达到50GHZ间隔传输，就必须采用偏振复用技术，使得一个光信道内部存在多个二进制信道，在保持线路比特率不变的基础上降低传输的波特率。100GPDM-QPSK调制的本质

7、是通过在光场相位上选取4个可能的取值，使得在不降低线路速率的基础上，将光信号的波特率降低一半。这种复用方式可以将光信号的光谱带宽降低一半，同时又提出了“偏振复用（PDM）”的方案，将100G数据首先通过复用到光波长的两个偏振态上，进一步将传输光信号的波特率再降低一半。与传统得二进制调制不同，PDM-QPSK采用恒定幅度四级相位调制和正交偏振复用相结合得方式将传输符号的波特率降低为二进制调制的四分之一，即100G传输中，采用PDM-QPSK技术之后，实际线路上的波特率仍然是25G速率。7偏振复用也有可能带来一些问题，由于在两个偏振上分别独立加载了业务信息，在光纤传

8、输过程中，不同偏振上的光