基于數(shù)字相干接收PM-QPSK調(diào)制的100G光傳輸技術(shù)在長(zhǎng)距離光傳輸技術(shù)史上具有里程碑意義,，這不僅僅體現(xiàn)在100G光傳輸性能的巨大提升和建網(wǎng)運(yùn)維的顯著優(yōu)勢(shì)上，更是由于其為后續(xù)更高速率傳輸技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),。今后的超100G光傳輸將繼承100G光傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想,，采用偏振復(fù)用、多級(jí)調(diào)制提高頻譜效率,，采用OFDM技術(shù)規(guī)避目前光電子器件帶寬和開關(guān)速度的限制,，采用數(shù)字相干接收提高接收機(jī)靈敏度和信道均衡能力。然而,，超100G光傳輸由于非線性效應(yīng)的限制,，傳輸距離和頻譜效率之間的矛盾非常突出，選擇更高級(jí)別的QAM調(diào)制提高頻譜效率和傳輸速率,，其傳輸距離可能遠(yuǎn)低于目前的100G系統(tǒng),。這決定了100G速率在長(zhǎng)距離光傳輸應(yīng)用上會(huì)占據(jù)一個(gè)比較長(zhǎng)的時(shí)間窗口，保守估計(jì)其大規(guī)模在網(wǎng)應(yīng)用時(shí)間在10年以上,。

100G光傳輸采用的數(shù)字相干接收機(jī)通過相位分集和偏振態(tài)分集將光信號(hào)的所有光學(xué)屬性映射到電域,，利用成熟的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在電域?qū)崿F(xiàn)了偏振解復(fù)用、信道損傷（CD,、PMD,、非線性效應(yīng)）均衡補(bǔ)償、時(shí)序恢復(fù),、載波相位估計(jì),、符號(hào)估計(jì)和線性解碼。數(shù)字相干接收技術(shù)使光傳輸系統(tǒng)具有足夠的色散容限和偏振模容限，無需考慮線路傳輸上的色度色散和偏振模色散的影響,，這給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維帶來一系列好處,，主要包括：

簡(jiǎn)化了傳輸線路上的光學(xué)色散補(bǔ)償和偏振解復(fù)用設(shè)計(jì)，線路設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單,。

消除了對(duì)低PMD光纖的依賴,，適用于各種規(guī)格的傳輸光纖，方便光纖線路速率升級(jí),。

消除了傳輸線路DCF光纖非線性效應(yīng)的影響,，減少了線路放大器的數(shù)量和ASE噪聲的影響，降低了線路成本,，提升了系統(tǒng)長(zhǎng)距離傳輸?shù)哪芰Α?/span>

減小了線路傳輸時(shí)延,，按照1km光纖5us的時(shí)延計(jì)算，消除DCF光纖所帶來的時(shí)延減少非?？捎^,，這對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用環(huán)境意義重大。

保護(hù)恢復(fù)時(shí)間小于50ms,，不同于40G系統(tǒng),，100G數(shù)字信號(hào)處理自適應(yīng)色散補(bǔ)償算法收斂迅速，完全滿足電信級(jí)恢復(fù)時(shí)延的要求,。

100G發(fā)射機(jī)和接收機(jī)是一個(gè)互補(bǔ)的整體,，對(duì)其性能的評(píng)估不宜分開來分析。10G/40G光傳輸系統(tǒng)中線路損傷的補(bǔ)償和均衡大都在線路上通過光域補(bǔ)償器件來完成,，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的信道均衡能力比較弱,，在發(fā)射端和接收端分別定義相關(guān)的模板參數(shù)就足以評(píng)估發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的性能。與以往10G/40G速率不同,，基于數(shù)字相干接收的100G光傳輸,，其包括色散補(bǔ)償在內(nèi)的信道均衡通過數(shù)字信號(hào)處理的方式實(shí)現(xiàn)，信道均衡補(bǔ)償算法可以置于發(fā)射機(jī)或接收機(jī),。由于各廠家信道均衡算法不同,，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分配信道均衡能力的方案不一致，無法用一個(gè)參數(shù)模板對(duì)100G的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的性能進(jìn)行優(yōu)劣評(píng)估,。

對(duì)于100G系統(tǒng)的性能評(píng)估,，業(yè)界尚未有成熟統(tǒng)一的評(píng)估方法，目前業(yè)界提出的性能監(jiān)測(cè)評(píng)估方法有Q值（糾前誤碼率通過誤差函數(shù)與Q值相對(duì)應(yīng)）,、光信噪比（OSNR）,、光功率以及誤差矢量幅度（EVM: Error Vector Magnitude）等。

在中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（CCSA）委托中國電信牽頭起草的《N×100Gbit/s光波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)技術(shù)要求》中采用“Rn參考點(diǎn)糾錯(cuò)前誤碼率（Pre-FEC）”作為評(píng)估指標(biāo),?！禢×100Gbit/s光波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)技術(shù)要求》中也介紹了采用該指標(biāo)的原因，即“基于50GHz 的N×100Gbit/s WDM 系統(tǒng)目前采用常規(guī)OSNR測(cè)試方法無法實(shí)現(xiàn)在線測(cè)試，新的測(cè)試方法尚不成熟,，這樣,，在N×100Gbit/s WDM系統(tǒng)中采用OSNR指標(biāo)進(jìn)行在線運(yùn)行維護(hù)時(shí)將帶來不便。因此有必要引入一種便于在線評(píng)估N×100Gbit/s WDM系統(tǒng)性能的輔助指標(biāo),，以進(jìn)一步增強(qiáng)N×100Gbit/s WDM系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)能力,。Rn參考點(diǎn)糾錯(cuò)前誤碼率（Pre-FEC BER）則是滿足上述要求有效的輔助手段之一”。Rn參考點(diǎn)在數(shù)字信號(hào)處理之后糾錯(cuò)解碼之前,，采用Rn參考點(diǎn)糾錯(cuò)前誤碼率（Pre-FEC BER）而不是R點(diǎn)OSNR作為100G傳輸性能的評(píng)價(jià)指標(biāo),，實(shí)際上就是考慮到各廠家信道均衡能力存在差異。

實(shí)際上,，考慮到非線性效應(yīng)的影響,，OSNR作為一個(gè)傳輸光信號(hào)性能指標(biāo)已經(jīng)不適用于相位調(diào)制的光信號(hào)，但業(yè)界已經(jīng)習(xí)慣于沿襲該適合于10G強(qiáng)度調(diào)制的指標(biāo),。但對(duì)于基于PM-QPSK調(diào)制的100G系統(tǒng)而言,，非線性效應(yīng)的影響非常突出，無法像40G相位調(diào)制（DPSK,、DQPSK）那樣繼續(xù)采取忽視的態(tài)度,。總之,，基于非線性效應(yīng)影響的考慮,，OSNR已經(jīng)不適合作為100G 光傳輸性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)，但考慮到用戶的運(yùn)維習(xí)慣,，可以作為一個(gè)參考。這在CCSA《N×100Gb/s光波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)技術(shù)要求》中采用糾前誤碼和Q值而不是OSNR來評(píng)價(jià)系統(tǒng)性能就已經(jīng)得到很好的詮釋,。

此外,，基于PM-QPSK調(diào)制的100G光信號(hào)，其頻譜較寬,，不適合采用類似10G在線OSNR監(jiān)測(cè)的帶內(nèi)法,，又由于采用了偏振復(fù)用技術(shù)，不適合采用類似40G在線OSNR監(jiān)測(cè)的內(nèi)插法,。目前設(shè)備廠商都積極設(shè)法采用模擬仿真的方式估算OSNR值,，運(yùn)營(yíng)商也表示100G OSNR在線監(jiān)測(cè)對(duì)100G的運(yùn)維有一定的參考價(jià)值，但目前技術(shù)尚不成熟,，技術(shù)細(xì)節(jié)不透明,，測(cè)量精度有待提高，其運(yùn)維價(jià)值有待進(jìn)一步驗(yàn)證,。

Q值（糾前誤碼率）可以比較全面地反映收發(fā)機(jī)之間的光傳輸性能,，但由于其為系統(tǒng)整體傳輸指標(biāo)，無法具體描述鏈路運(yùn)行狀況，對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維價(jià)值有限,?？紤]到光功率和Q值均可在線監(jiān)測(cè)，兩者配合使用可以滿足運(yùn)維要求,。一旦線路調(diào)試完畢,，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)光功率的變化即可完全反映系統(tǒng)運(yùn)行狀況。當(dāng)監(jiān)測(cè)到各傳輸通道Q值劣化后,，追蹤各監(jiān)測(cè)點(diǎn)光功率變化即可定位線路問題,。烽火網(wǎng)管系統(tǒng)可實(shí)時(shí)反映各通道Q值和監(jiān)測(cè)點(diǎn)光功率變化，并提供實(shí)時(shí)預(yù)警分析以提高運(yùn)維效率,。

誤差矢量幅度（EVM）可在監(jiān)測(cè)點(diǎn)用DSP恢復(fù)為星座圖后評(píng)估發(fā)射機(jī)和傳輸性能,，可以同時(shí)反映強(qiáng)度和相位噪聲的影響且不受調(diào)制格式限制，是100G乃至超100G傳輸理想的性能監(jiān)測(cè)方式,，但由于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)展緩慢,，其成熟商用還需要一段時(shí)間。

作為中國優(yōu)秀的信息通信領(lǐng)域設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)解決方案提供商——烽火通信在國家973項(xiàng)目《超高速超大容量超長(zhǎng)距離光傳輸基礎(chǔ)研究》和國家863項(xiàng)目《100GE光以太網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與傳輸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 》的支撐下一直致力于100G及超100G光傳輸技術(shù)的研究和開發(fā),，并于2011年全球首次在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了單光源1.92Tb/s和C波段30.7Tb/s的光傳輸,。

烽火通信100GOTN產(chǎn)品同時(shí)提供支線路合一和支線路分離兩種解決方案，單盤采用第二代40nm工藝ASIC芯片,，具有功耗低（OTU典型功耗150W）和集成度高的優(yōu)點(diǎn),。

烽火100G系統(tǒng)于2011年12月率先通過中國電信組織的全球最大規(guī)模100G測(cè)試，較其他廠家提前了1~2個(gè)月,，測(cè)試各項(xiàng)性能指標(biāo)領(lǐng)先,。在2012年3月馬來西亞電信組織的100G系統(tǒng)測(cè)試中各項(xiàng)指標(biāo)第一。隨后通過了中國移動(dòng)和中國聯(lián)通組織的100G系統(tǒng)測(cè)試,，并于2012年8月率先通過中國移動(dòng)組織的“杭州－福州100G OTN現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試”,。經(jīng)過測(cè)試和驗(yàn)證，烽火通信100G具有如下特點(diǎn)：

采用數(shù)字相干檢測(cè)偏振復(fù)用正交相移鍵控（PM-QPSK）調(diào)制技術(shù),，支持50GHz通道間隔,。

單根光纖C波段滿配9.6Tb/s無電中繼傳輸距離經(jīng)現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試超過2600km，可成倍提高光纜的利用效率,，減少布纖施工,，降低網(wǎng)絡(luò)成本。

憑借優(yōu)異的電域補(bǔ)償算法消除了100G光信號(hào)在傳輸過程中的CD/PMD限制（CD容限大于60000ps/nm,，DGD容限大于105ps）,，使其對(duì)光纖CD/PMD參數(shù)不敏感, 線路上無須CD、PMD補(bǔ)償模塊,，精簡(jiǎn)鏈路設(shè)計(jì),，降低了線路傳輸?shù)墓收下?，?jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)。

采用13%開銷的SD-LDPC和7%開銷EFEC相結(jié)合的前向糾錯(cuò)編碼算法以較小地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度與處理時(shí)延獲得12dB的編碼增益,，糾錯(cuò)極限達(dá)到2e-2,，確保了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃浴⒎€(wěn)定性和健壯性,。

具有很強(qiáng)的ROADM級(jí)聯(lián)穿透能力（23級(jí)ROADM級(jí)聯(lián)OSNR代價(jià)小于0.5dB）,，支持全光交叉靈活調(diào)度。