烽火通信跨越技术瓶颈 100G商用近在咫尺

　　相干检测及DSP

　　相干检测与ADC和数字信号处理（DSP）的结合也是100G极为关键的一项技术突破，相比于直接检测和自相干解调方式，相干解调具备以下几点优势：

　　能有效提高解调效率。相干解调将中频信号经过ADC采样后利用DSP在电域完成载波恢复、相位检测和偏振态检测，解调精度较高，同时避免了直接检测和自相干解调中光器件对解调灵敏度的影响。

　　能显著提高接收机灵敏度。适当提高本振光源功率可以增加相干混频后的光信号幅度，以改善光电转换后电信号的误码率。因此，相干解调可以获得更高的接收机灵敏度，同样也可获得更好的OSNR灵敏度。

　　利用DSP技术在电域均衡色散和PMD，理论上可以获得无限宽的色散和PMD容限，考虑到芯片设计复杂度和可实现性，通常色散容限可设计在几万ps/nm，PMD容限可设计在上百ps。

　　具有更低的成本优势。相干检测的核心技术在于电域的ADC和DSP，光器件仅有本振光源和相干混频器。目前线宽为100kHz的ITLA组件和集成式的混频器与光电探测器组件均已能够规模化量产。而高速ADC和DSP芯片曾经被认为是100G走向商用的最大技术瓶颈，经过一年多的磨合与发展，以40nm CMOS工艺为基础的ASIC在稳定性和成品率上已能达到商用化要求。

　　以上提到的多项技术的融合决定了100G克服技术瓶颈，达到工程实用化、规模化要求的能力。从OSNR容限提升的贡献上看，偏振复用提供了3dB，QPSK提供了3dB，FEC提高了3dB左右的编码增益，相干接收理论上也能够改善2-3dB的OSNR，使得100G的OSNR容限可以达到或者接近10G的水平。数字信号处理技术的使用让100G在色散和PMD方面不再受限，尤其是在适应线路色散或PMD变化时，DSP芯片的收敛速度非常快，通常在毫秒级，有效解决了40G应用中由于采用FBG或Ethlon等光学器件难以避免的色散搜索时间超过秒级而影响设备倒换时间的问题。光谱宽度小于40G DPSK或DQPSK码型，这样100G在级联ROADM或OADM的能力也好于40G。从组网结构上看，对于点对点的骨干网应用，100G不需要色散补偿，可以简化链路放大器数量，节约建网成本；对于城域网应用，100G无需考虑路由长短造成的色散变化，并可穿通多个OADM节点，组网更加灵活高效。

　　烽火通信作为中国光通信的"发源地"，在光传输领域有着深厚的底蕴和研发实力，一直坚持自主创新、自主研发的道路，早在2006年就已经对100G进行战略布局，并先后承担国家973项目"超高速超大容量超长距离光传输基础研究"和160×100Gb/s 2000公里的3U光传输系统的研究。目前推出的商用化100b/s OTN解决方案中，其需求定位、技术起点更高，一步到位的推出了基于采用127Gb/s相干检测偏振复用正交相位调制（Coherent PM-QPSK）作为线路传输码型的100G系统，采用软判决LDPC加20%开销EFEC前向纠错编码算法，可获取高达11.5dB编码增益；采用数字信号处理技术均衡线路传输损伤，提升色散容忍能力达到60000ps/nm，DGD容限超过100ps，全面缓解了色散和PMD对高速传输系统的限制，各项系统参数达到规模商用系统条件。该套系统不但支持传输WDM的应用方式，而且支持基于100G的电交叉技术和支线路分离的OTN应用方式，在技术上相对业界主流解决方案更胜一筹。

　　总而言之，虽然目前仍受到成本和功耗问题的制约，但随着电子工艺的发展，从产业链的成熟度和各大运营商测试结果来看，100G已跨越技术瓶颈，即将迎来全面规模商用。烽火通信将会不断适应市场发展的需要，继续加强自主创新能力，积极开发100G乃至更高速率传输研究，引领业界的发展潮流。

　　作者：曹云 冯勇华