烽火通信跨越技术瓶颈 100G商用近在咫尺

　　2011年底，烽火通信携手中国电信率先完成了国内首个集团级运营商的100G传输系统测试。本次测试烽火通信采用业界公认的100G DWDM长距离传输调制码型，基于相干检测的PDM-QPSK，完成80x100G超过1500km的光纤传输。不仅在产品的可靠性和稳定性上展现了自身的技术领先地位，也标志着100G正式跨越了技术瓶颈，已全面迎来规模商用时代。

　　众所周知，单信道速率的每一次提升，都会受到包括OSNR容限、色散、PMD及非线性等传输损伤的限制，因此需要更为先进的技术来减小这些传输损伤的影响，满足传输距离的要求。诸如10G向40G跨越时，用到了相位调制代替NRZ传输码型，提高40G信号的OSNR容限。而对于100G而言，不仅仅是一项技术的变革，是将偏振复用、相位调制、超强FEC、相干检测、DSP等多技术创新的融合产物，正在这些技术的发展与变革，100G才真正迎来商用时代。

　　偏振复用

　　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。偏振复用是比较成熟的技术，在40G系统中已有过工程应用，而对于100G已然成为一项不可或缺的技术。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。但随着相干检测技术的不断成熟，偏振解复用已能够非常容易地在电域中被处理。

　　相位调制

　　相位调制在40G系统中得到广泛应用，这也进一步推动了这项技术在100G中的成熟。利用QPSK技术可以使光载波携带的信息量增大一倍，与偏振复用的结合使得100G信号波特率降低到约25Gbaud/s，因此能够应用在50GHz间隔的OTN系统中，同时也降低了信号对光纤非线性容忍度的要求。

　　超强FEC

　　FEC是100G最关键的技术之一，不同的FEC将获得不同的系统性能。在40G以下的传输系统当中，多采用7%开销的硬判决FEC，采取BCH级联或BCH与RS级联设计的编码增益最高在9dB左右，理论上7%开销FEC编码增益的香农极限是10dB。为获取更多的编码增益，使得100G的OSNR容限更接近于现有10G或40G系统能力，一些新型的FEC编解码方案的出现解决了这一问题。低密度奇偶校验码（LDPC）由于编码长度较长，同时校验矩阵具有稀疏性，相隔较远的码元被同时校验，有助于将连续的突发误码离散化，因此LDPC能有效纠错突发误码较长的情况。除此之外，LDPC采用迭代算法解码，译码电路可实现并行化处理，从而具备复杂度低、延时小的优点。OIF推荐LDPC为100G的主流FEC码型之一。软判决也是提高编码增益的另一种有效方式。传统的硬判决对信号量化比特位为1，非"0"即"1"，软判决则采用多个比特位（考虑设计复杂度，通常有效比特位为5）来量化信号，再通过Viterbi估计算法提高判决准确率。软判决比硬判决的编码增益可高出1dB以上。

　　烽火通信100G系统采用的超强FEC类型是20%开销比的软判决LDPC，可有效提高编码增益至11.5dB，比目前40G系统采用的BCH级联方式得到的编码增益提高有3dB。