解析100G传输方案及应用

100G线路解决方案

　　在100G线路传输技术领域，业界主流的解决方案是采用PDM-QPSK编码调制技术，在接收端采用相干接收并通过数字化变化和DSP处理进行色散和PMD的补偿。在调制侧各厂家的机理基本相同，均是采用偏振模分复用和四相位调制两个关键过程降低高速100G信号传输码速率，通过处理将码速率降低到28Gbps，各厂家实现的主要差异在于接收端AD转换、DSP的算法处理以及FEC编解码，体现在OSNR容限、CD/PMD补偿值和具体传输规格上，PDM-QPSK在线路的传输规格可达到1200km（15*22dB），线路波长频率间隔是50GHz，传输容量可以达到8T。PDM-QPSK调制及Coherent检测技术被OIF国际标准化组织确定为未来100Gbps长距离传输的标准收发方式，成为业界研究热点。

　　业界其他100G线路编码解决方案还有2SC-DP-QPSK方案，同PDM-QPSK的接受机理基本相同，也是采用相干接收技术，100G采用2个56G子波长通过反向复用实现，其频率间隔25GHz，线路传输速率同样也能达到8T，和PDM-QPSK的频谱效率相同。由于采用56G的四相位调制和偏振复用，其码速率只有14Gbps，这就造成和10G速率接近，当和10G混传时，XPM效应较大，抗非线性能力相对较弱，另外由于采用2套发射端，器件实现较复杂，实现上成本代价较大。

　　另外一种100G解决方案是OPFDM-DQPSK，其接收端采用非相干接收技术，主要用于和既有网络的10G/40G非相干系统的兼容混传，线路上采用2个56G波长反向复用实现，其优点是在系统设计上和原有的非相干10G/40G系统光层参数非常相似，不会带来额外的色散代价，线路频率间隔也是50GHz，系统容量可达到4T，更多定位在城域网络应用。

　　100G网络解决方案

　　网络混传解决方案

　　随着100G时代即将到来，100G和现网如何兼容传输成为业界关注的焦点问题，需要考虑评估几个主要影响因素，包括系统的OSNR容限、CD/PMD容限和非线性影响。混传场景主要有以下三种：

　　第一，相干100G（PDM-QPSK）和非相干10G/40G既有系统混传。众所周知，具备相干接收端的100G解决方案可以给网络带来诸多好处，比如节省DCM模块，光层规划更加简单等，然而和原有的系统特别是10G非相干混传时，原系统的DCM模块对相干系统会带来多少影响一直是一个顾虑。实验室测试表明，非相干系统对相干系统额外的OSNR上的代价不高于0.5dB，影响较小，且相干100G的入纤光功率可达到1～2dBm，和现有的10G系统接近，只需OSNR参数能同时满足100G和10G的设计要求，即可实现兼容混传。

　　第二，相干100G和相干40G系统的混传。对于40G相干系统，目前业界有两种主流编码技术，一种采用2相位调制PDM-BPSK，码速率为21.5Gbps，入纤功率和100G相干、10G系统接近，是最容易平滑混传的解决方案；另一种40G相干采用4相位调制PDM-QPSK，码速率为11.25Gbps，抗非线性较弱，入纤功率较低，和100G相干兼容混传代价较大，在混传场景时需要慎重设计。

　　第三，非相干100G（OPFDM）和非相干10G/40G混传。非相干100G的光层设计参数和既有10G/40G系统接近，影响代价较小，只要在OSNR同时满足设计的前提下即可实现混传。网络调度解决方案

　　100G是未来大带宽承载的主流技术，线路侧管道宽带化，客户侧业务更加多样化。在网络侧应用中，100G主要有两种场景的应用技术，一种是基于100GE的承载，另一种是基于子速率ANY/ODU0/ODU1/ODU2/ODU3的复用调度技术。在100G引入初期，基于100GE路由器的承载是主要驱动力，是目前的刚性需求，应用场景会达到70%以上；对于第二种应用场景，会随着100G的商用逐步步入视野，并随着100G商用部署成本的降低将和40G/10G同时作为主流承载技术。此种应用场景下，100G大带宽承载成了波分网络更具实质意义的带宽池，基于OTN的交叉架构下客户侧业务做到随用随取。

　　100G现网测试总结

　　各厂家100G原型机的推出和运营商现网测试加速了100G产业发展的步伐。近期较大规模的测试是2009年Telefónica本土的多厂家联合测试，其中包括华为在内的3个厂商进行了100G测试。华为现网测试在Telefónica的80*10G WDM现网进行，测试基于华为OSN 6800 WDM/OTN传输平台，传输链路基于正在使用的G.652光纤，单波传输速率达到了112G，无电中继传输距离长达1022km，经过20跳9维ROADM和2个MUX/DEMUX级联，实现10G/40G/100G混合传输，原10G现网业务均正常运行。此次测试结果表明，现网无需任何改动，就能实现从10G到40G/100G的升级，有效地保护现网投资。

　　在国内，由中国电信北京研究院组织实施的中国电信、华为与康宁公司三方100G联合测试成功发布，于2010年11月成功完成了100G超长距WDM传输技术实验室测试，实现了超过3000公里的超长距离传输。这次测试是中国境内第一次100G超长距WDM传输实验，同时也创造了全球陆地光缆传输系统100G WDM传输距离的最新纪录。

　　100G现网应用的挑战

　　尽管100G已初步具备商用条件，然而要实现真正商用还需要解决一些挑战。首先，100G实现机理复杂，接收机还要采用相干和DSP处理，多数采用器件搭建，没有完全ASIC化，而且相干应用功耗较大，到2012或2013年单板功耗值会达到280W左右，才能和10G能效相当。

　　此外，100G的引入还需要产业的成熟。目前100G关键器件虽可获取，但还没有实现量产，价格仍然较高。乐观的是由于100G行业方案趋同，产业链会在初具商用规模后1至2年内加速成熟，催生100G在网络实现规模应用。