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100G DWDM 優(yōu)化OSNR的技術[1]

交換技術與網絡管控責任編輯：Aozenry 2012-04-09

摘要：首先，在不增加額外速率開銷的情況下，通過本振提升技術使得B2BOSNR與復雜算法SD-FEC性能接近。其次，基于100G技術天生對DGD和色度色散不敏感，可將Q裕量從40G的3-3.5db下降到2-2.5db,優(yōu)化后的100GONSR門限完全與40G相同。第三，SD-FEC通過提升20%線路冗余可提升OSNR預算1.3db,SD-FEC算法復雜對硬件實時處理的要求很高，軟判

首先，在不增加額外速率開銷的情況下，通過本振提升技術使得B2B OSNR與復雜算法SD-FEC性能接近。其次，基于100G技術天生對DGD和色度色散不敏感，可將Q 裕量從40G的3-3.5db 下降到2-2.5db,優(yōu) 化后的100G ONSR門限完全與40G相同。第三，SD-FEC通過提升20%線路冗余可提升OSNR預算1.3 db,SD-FEC算法復雜對硬件實時處理的要求很高，軟判決和硬判決不是取代關系而是配合關系。最后，論證了芯片技術是商用SD-FEC的關鍵，阿爾卡特朗訊也在2012年Q1發(fā)布了基于400G技術的高性能處理芯片。

2009年以來40G DWDM已開始在中國規(guī)模部署，隨著寬帶中國、網絡提速等戰(zhàn)略的實施，發(fā)達省份的骨干傳輸帶寬資源已幾乎在這快速發(fā)展的3年中而消耗殆盡，部分運營商在第二平面建設方案是基于40G 技術還是100G DWDM技術而舉棋不定。2010年6月IEEE、ITU-T、OIF分別關于100G接口、映射、傳送等標準的定稿加快了100G整個產業(yè)鏈成熟，2011年歐美運營商在云計算、IDC互聯、移動互聯網等業(yè)務的驅動下規(guī)模部署100G 技術，毫無疑問為100G的商用產生了多米諾骨牌效應。2012年Q1伊始，國內三大運營商分別啟動詳細的實驗室和現網測試，業(yè)界也逐步將注意力從為什么建設100G轉移到怎么建設 100G.OSNR,這個DWDM系統(tǒng)最典型也最復雜的指標，也繼PDM-DPSK碼型歸于統(tǒng)一之后成為新的熱點。

雖然從40G到100G 速率提升2.5倍，頻譜效率要從0.8Bit/HZ上升到2Bit/HZ, 但從工程設站的角度，具備機房條件的物理站址是不隨線路速率而變化的。在相同調制格式下100G 要比40 G的OSNR門限要提升3.8-4DB,OIF建議通過統(tǒng)一100G碼型為PDM-QPSK并輔以四相位相干接收技術來解決這個問題。40G DWDM系統(tǒng)的國標根據不同的碼型OSNR門限分別在18或19DB,所以設備制造商也均按照這個數字來優(yōu)化各自的100G特性。與40G各種型來差分應用場景不同的是，統(tǒng)一碼型和統(tǒng)一調整方式的100G DWDM留給廠商進行各自優(yōu)化的空間并不大，只有接收側的AD高速數模轉換、DSP的軟件算法以及FEC編解碼深度 .與工程設計相關的顯性指標，就體現在背靠背OSNR（BOL和EOL）、OSNR和系統(tǒng)代價、FEC糾錯能力、色度色散和偏振模色散補償值上。

一：B2B OSNR 的優(yōu)化：

工程實踐往往和實驗室測試有較大差距。在建議的1 dbm的發(fā)送功率下，第一代100G系統(tǒng)的B2B 仿真數據維持15-16db. 在7% 線路開銷的112Gbit/s PDM-QPSK相干系統(tǒng)中，在誤碼率為2E-3這個閾值下， B2B OSNR性能的離線數據最佳結果為14.78DB.也有廠商離線測試結果在15-16 db,可作為最裂數據。由于仿真系統(tǒng)一般采用計算機陣列的離線處理，一般認為商用系統(tǒng)上性能會比仿真結果大1.5DB.原因在于離線處理為獲取最佳的B2B OSNR性能而忽略考慮算法本身的復雜度，但是在線DWDM處理系統(tǒng)必須考慮算法復雜度限制，性能必然有所劣化。基于以上仿真結果，即使退而使用15-16db的指標，其與 40G 系統(tǒng)的背靠背門限分別為13DB或14.5DB不小的差距，這個結果一度讓運營商在使用100G與否的決策上彷徨，也讓技術希賽網將注意力轉移到提升20%開銷但可提升B2B 門限約1-2 db的SD-FEC上來，認為其是商用系統(tǒng)不可偏離關鍵技術。

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