100G技术带来传输系统重大变革

　　不同于以往的2.5G/10G/40G波分传输系统，100G光传输在实现上伴随着一系列重大变革，包括偏振复用相位调制技术、基于数字信号处理的数字相干接收技术和基于软判决的第三代超强纠错编码技术等。

　　基于数字相干接收PM-QPSK调制的100G光传输技术在长距离光传输技术史上具有里程碑意义，这不仅仅体现在100G光传输性能的巨大提升和建网运维的显著优势上，更是由于其为后续更高速率传输技术的发展奠定了基础。今后的超100G光传输将继承100G光传输系统的设计思想，采用偏振复用、多级调制提高频谱效率，采用OFDM技术规避目前光电子器件带宽和开关速度的限制，采用数字相干接收提高接收机灵敏度和信道均衡能力。然而，超100G光传输由于非线性效应的限制，传输距离和频谱效率之间的矛盾非常突出，选择更高级别的QAM调制提高频谱效率和传输速率，其传输距离可能远低于目前的100G系统。这决定了100G速率在长距离光传输应用上会占据一个比较长的时间窗口，保守估计其大规模在网应用时间在10年以上。

　　100G光传输采用的数字相干接收机通过相位分集和偏振态分集将光信号的所有光学属性映射到电域，利用成熟的数字信号处理技术在电域实现了偏振解复用、信道损伤（CD、PMD、非线性效应）均衡补偿、时序恢复、载波相位估计、符号估计和线性解码。数字相干接收技术使光传输系统具有足够的色散容限和偏振模容限，无需考虑线路传输上的色度色散和偏振模色散的影响，这给网络建设和运维带来一系列好处，主要包括：

　　简化了传输线路上的光学色散补偿和偏振解复用设计，线路设计更简单。

　　消除了对低PMD光纤的依赖，适用于各种规格的传输光纤，方便光纤线路速率升级。

　　消除了传输线路DCF光纤非线性效应的影响，减少了线路放大器的数量和ASE噪声的影响，降低了线路成本，提升了系统长距离传输的能力。

　　减小了线路传输时延，按照1km光纤5us的时延计算，消除DCF光纤所带来的时延减少非常可观，这对时延敏感的应用环境意义重大。

　　保护恢复时间小于50ms，不同于40G系统，100G数字信号处理自适应色散补偿算法收敛迅速，完全满足电信级恢复时延的要求。

　　100G发射机和接收机是一个互补的整体，对其性能的评估不宜分开来分析。10G/40G光传输系统中线路损伤的补偿和均衡大都在线路上通过光域补偿器件来完成，发射机和接收机的信道均衡能力比较弱，在发射端和接收端分别定义相关的模板参数就足以评估发射机与接收机的性能。与以往10G/40G速率不同，基于数字相干接收的100G光传输，其包括色散补偿在内的信道均衡通过数字信号处理的方式实现，信道均衡补偿算法可以置于发射机或接收机。由于各厂家信道均衡算法不同，发射机和接收机分配信道均衡能力的方案不一致，无法用一个参数模板对100G的发射机和接收机的性能进行优劣评估。

　　对于100G系统的性能评估，业界尚未有成熟统一的评估方法，目前业界提出的性能监测评估方法有Q值（纠前误码率通过误差函数与Q值相对应）、光信噪比（OSNR）、光功率以及误差矢量幅度（EVM： Error Vector Magnitude）等。