概述深圳电信宽带
随着固定接入宽带用户的持续普及和未来lte移动络的部署以及各种宽带应用的大量涌现，骨干传送带宽需求将持续快速增长。据光互连论坛（oif公布的数据，商用络运营商长期年均流量增长将超过50%，即不到2年流量就翻一倍；而来自中国电信的数据是每年传输容量增加接近100%，5年带宽增长10-20倍。在带宽需求不断快速增长的驱动下，n×100gbps dwdm开始走向规模商用，同时下一代dwdm技术即单信道超100gbps技术的研究已经启动。
所谓超100gbps dwdm系统一般指单波长信道速率400gbps或1tbps、而频谱效率大于目前主流的n×100gbps dwdm的2bitshz的大容量波分复用系统。超100gbps系统单信道和客户侧接口速率主要有2种：
100gbps或1tbps，按ip界速率演进规律1tbps是一种选择，但综合技术实现难度等，400gbps也是另外一种可能的选择。近2、3年国际领先的研究机构和知名的光通讯设备商在超100gbps技术上都积极开展了较为深入的研究，完成了若干对未来超100gbps技术走向有影响力的系统试验。本文将简要分析超100gbps光纤传输系统所涉及的关键技术，并介绍具有代表性的超100gbps系统试验成果。
超100gbps系统关键技术分析
偏振复用正交相位调制（pdm-qpsk、相干光接收、电均衡补偿是目前业界共识的100gbps系统实现方式，也应是未来超100gbps系统的技术基础。为了维持大容量长距离传输能力，超100gbps光纤传输需要在更高效的光调制、各种损伤（尤其是光纤非线性损伤补偿等关键技术上取得突破，更好传输性能的新型光纤等也是对超100gbps光纤长距离传输的有利支持。
高效光调制技术
目前的n×100gbps dwdm陆地系统通道间隔为50ghz，单纤c波段容量为8tbps，频谱效率为2bitshz。发展需求要求超100gbps dwdm系统提供大于n×100gbps dwdm的单纤传输容量。业界比较一致的认识是采用多电平调制方案，即偏振复用m进制正交幅度调制（pdm-mqam，光谱宽度可以压缩到pdm-qpsk的2log2m。
图1[1]描述光信噪比osnr代价与不同调制方式的每符号比特数的关系。不同的调制方式，每符号的比特数不一样，如pdm-qpsk是4比特符号，而pdm-16qam是8比特符号，其光谱宽度是pdm-qpsk的12，从而可以容纳更多的波长通道或更高的信号速率，提升了传输容量。但是多电平调制由于各符号间码距缩小增加了osnr代价，即达到同样的误码性能需要更高的系统osnr，如pdm-16qam需要的osnr比pdm-qpsk高4db。如假设系统发射功率、信道损伤影响等其它条件都不变，则pm-16qam的传输距离只有pm-qpsk的40%，这可能会增加大量的电中继，提高了系统造价（即投资成本capex和运维复杂性（即运维成本opex，所以高阶调制方案在长距dwdm应用中受到了很大的限制。
图1 osnr代价与每符号比特数的关系
光正交频分复用技术（o-ofdm
低系统总成本要求高阶调制osnr的劣化不能太大，从而限制了高阶调制阶数；在可接受的调制阶数下所需要的相干光接收机中的模数转换器（adc又难以实现。超100gbps系统符号速率就已经很高，如400gbps信号，加上20%的前向纠错编码（fec总速率约480gbps，pm-8qam调制下波特率约80gbps，单载波调制电驱动器带宽要大于50ghz，adc的采样速率要高于120 gsps，目前这么高采样率adc面临巨大的技术实现瓶颈。因此完全通过单载波高阶调制实现超100gbps大容量骨干传输的可行性较小。而o-ofdm采用多个正交子载波来承载信息，每个子载波信号速率较低，增加了方案的可行性。同时ofdm子载波频谱交叠也提高了频谱效率。
光正交多子载波的产生是o-ofdm方案的核心技术之一。业界试验了多种技术方案，图2[2]是较流行的基于循环频移器（rfs光正交多载波结构图。rfs包括一个闭合的光纤环路、1个iq调制器和两个光放大器（用来补偿频率转换所产生的损耗。iq调制器由两个幅度相等、90°相移的信号所驱动。多子载波幅度的一致性以及保持较高的子载波osnr是该项技术的难点所在。
图2 基于rfs多载波发生器的结构图
12下一页>