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上海贝尔引领100G创新和实践

发布时间:2020-02-10 17:38:40 阅读: 来源:风口厂家

为应对网络带宽增长要求,有效降低每比特/公里的承载成本和功耗,超高速率WDM传输技术成为业界的关注重点。从1995年DWDM系统首次商用以来,短短15年时间内,单个WDM系统的容量就从20G迅速地发展到3.2T,平均每年增长40%。然而面对年50%以上的业务量增速,研制和商业化更高速率的传输技术已不可避免。今天技术创新已使80波100GWDM系统的商业应用成为现实,意味着单一系统可在0.1秒内传输两个小时无任何压缩的1080P高清视频,即每秒可传送20部家用高清网络电影。

怎样才能将今天的40Gb/s传输速率、0.8bit/s/Hz的频谱效率提高到人们所希望的100Gb/s传输速率和2bit/s/Hz的频谱效率,并且克服光纤对于长距离传输100G高速信号带来的挑战呢?选择合适的信号调制方式和高性能的接收技术是关键。

先进的100G调制格式

要将100G的信息流通过50GHz间隔的信道传输,必须将频谱利用率从40G传输的0.8bit/Hz提高到2bit/Hz。要实现这个跨越,选择合适的调制格式是关键。

简单地沿用10G和40G的幅度调制和两相位(BPSK)与四相位(QPSK)调制格式,在100G速率下已无法实现在50GHz信道中的有效传送。因为即便使用QPSK,其波特率也在50G,有效带宽将超出50GHz,将它放在50GHz信道内,信号功率将损耗太大。必须考虑更高效率的调制方式。

为了维持合适的传输波特率,100G传输每信元符号需要携带更多的比特信息,如4比特/符号,可以通过两条途径实现:

途径一:采用多相位调制和相位结合幅度调制的格式,如8PSK和16QAM,但随着这种调制复杂度的增加,信元之间的最小欧氏距离减小,能容忍的相位和幅度噪声也随之减小,造成抗非线性容忍性变差,因此无法满足长距离的传输需要,而且系统设计和制作相对复杂。

途径二:利用光的正交偏振模的物理特性,采用偏振模复用的办法,将信息流分别调制在同一频率两个互相独立的偏振态上,实现将波特率减半。

基于以上的考虑,阿尔卡特朗讯最先选择了PDM-QPSK作为100G的调制格式,既采用相对成熟的QPSK技术,又通过偏振复用将波特率减半至25G~28G,实现2bit/Hz的几无损伤的传输。PDM-QPSK作为100G传输的优选调制格式,得到了业界的广泛认可,目前已被OIF列为标准。

高效的100G接收方式

常用的光接收机采用差分接收方式,将前后码元的相位差转化为幅度信号,通过光电转换再将对应光功率转为幅度调制的电信号。然而,在这个解调过程中无法对经过长距离传输而引入的色度色散和偏振色散进行补偿,补偿必须于解调前在光域内完成。

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