100G大规模部署时机到来

　　QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）是100G调制方式的最佳选择，100G信号比特率是112Git/s或者更高。如果直接采用QPSK调制，会对系统的光/电器件提出非常高的技术要求。所以引入了光偏振复用（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，可以将波特率进一步降低到28Gbit/s。从而可以降低光/电器件的带宽要求，并降低了系统功耗和成本。国际标准化组织综合此两种技术选择"偏振复用-正交相移键控码"( PM-QPSK)做为标准100G光调制方式。

　　图3 PM-QPSK光发射机模块原理框图

　　在发送端， 100G信号被分为4路低速信号，加上OTN和FEC开销，每路信号为28Gbit/s。激光器发出的光分解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。然后，两个偏振态的QPSK调制光信号会被耦合在一起输出。偏振复用(PM)和QPSK将调制速率降为1/4，从而使100G系统成本降低。

　　相干接收和DSP技术

　　由于经过长距离传输后的PM-QPSK光信号其偏振态会随机变化，接收端的本地光振荡器与接收光信号存在频率差以及相位差，成熟的解决方案是采用高速电信号处理（DSP）技术来处理接收的信号。通过采用复杂的高级电信号处理补偿技术，100G系统PMD容限和CD容限优于10G系统，并且可降低了PMD和CD引入的传输代价，具有较高的光接收灵敏度。

　　100G接收的相干接收和电域补偿技术原理框图如下图所示。

　　图4 相干接收DSP原理框图

　　相干平衡光接收机从光信号还原出两路偏振态，并从中解调出4路相位信息，经过A/D转换为数字信号，然后通过电补偿处理模块来补偿信号由于长距传输造成的一些物理损伤，可去掉由于CD 和PMD所带来眼图上的失真和码间干扰。相比NRZ直接接收，DSP补偿技术可提升OSNR容限到近6dB。采用DSP补偿技术，系统色散容限可以达到40000-60000 ps/nm，PMD容限可以达到25-30ps，实现了100G系统中将不再需要色散补偿模块，且PMD也不再是传输距离的限制因素。网络部署更简单。