让100G波分传得更远的秘密

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  随着宽带业务的持续发展,承载网骨干层面临着越来越大的带宽压力。同时,路由器100GE端口需求开始出现,10G/40G传送承载网已经不能满足超宽带和100GE端口的需求,在骨干层实现100G传输将已经是网络建设的主流。

  波分系统,单波速率从2.5G到10G,从10G到40G,一直面临着一系列的物理限制。线路速率再次提升到100G,这些物理限制因素仍然存在,并且产生的传输损伤也更为严重。这些因素直接限制了100G系统的传输距离。而100G技术的发展,主要是不断地克服这些因素的影响让信号传得更远的过程。

  影响100G传输的几个因素

  1、要求更高的系统OSNR

  波分传输系统采用光放大器来克服光纤损耗,延长无电中继传输距离,光放大器在对光信号进行功率放大的同时也引入了噪声信号,另一方面,在波特率提升时,光接收机的带宽也需要随之而线性增加,而更宽的接收机带宽将使得更高功率的噪声进入接收机的判决电路,从而会造成误码率的增加,这样就必须要求OSNR容限提升。

  2、要求更高的色散容限

  光信号在光纤中的色散效应来自调制光信号的光谱中的不同频率成分在光纤中的传输速度不同,从而导致承载业务信号的一串光脉冲发生畸变,导致相邻光脉冲之间的码间干扰,从而产生误码。传输光信号的色散容限与光信号的光谱宽度成反比,同时和光信号的时域宽度(脉冲周期)成正比。对于100G信号,由于其光信号的波特率提升,其光谱宽度会相应提升,其时域波形周期也会随之降低,如果100G同样采用传统的OOK/ASK调制方法(二进制振幅键控),则其色散容限将非常小,现有的DCM补偿方式已经完全不能满足要求。对于100G传输,色散容限问题已经成为严重的问题,而传统的光学色散补偿的方法已经不能克服色散容限降低带来的危害,必须采用更新的补偿措施,才能使100G传输成为可能。

  3、要求更高的PMD容限

  同色度色散(CD)一样,偏振模色散(PMD)也同样限制着高速波分系统的传输能力。偏振模色散(PMD)是指对相同频率的光,只要其偏振模式不同,光纤也会导致其传播速度不同,偏振模色散会导致光纤传输系统的码间干扰(ISI),进而引起误码和系统代价。

  如果100G同样采用传统的OOK/ASK调制方法(二进制振幅键控),其PMD容限不足1ps,无法达到工程预算要求。在100G传输系统中,PMD容限也被认为是一个非常严重的问题,常规的强度调制-直接检测(IM-DD)码型调制及接收方式无法满足系统设计要求,在技术上必须寻找新的解决方案。


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