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100G DWDM 優(yōu)化OSNR的技術(shù)[1]

交換技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)管控責(zé)任編輯：Aozenry 2012-04-09

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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(shù)使得B2BOSNR與復(fù)雜算法SD-FEC性能接近。其次，基于100G技術(shù)天生對(duì)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(yù)算1.3db,SD-FEC算法復(fù)雜對(duì)硬件實(shí)時(shí)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(shù)使得B2B OSNR與復(fù)雜算法SD-FEC性能接近。其次，基于100G技術(shù)天生對(duì)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(yù)算1.3 db,SD-FEC算法復(fù)雜對(duì)硬件實(shí)時(shí)處理的要求很高，軟判決和硬判決不是取代關(guān)系而是配合關(guān)系。最后，論證了芯片技術(shù)是商用SD-FEC的關(guān)鍵，阿爾卡特朗訊也在2012年Q1發(fā)布了基于400G技術(shù)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(wǎng)絡(luò)提速等戰(zhàn)略的實(shí)施，發(fā)達(dá)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(yùn)營商在第二平面建設(shè)方案是基于40G 技術(shù)還是100G DWDM技術(shù)而舉棋不定。2010年6月IEEE、ITU-T、OIF分別關(guān)于100G接口、映射、傳送等標(biāo)準(zhǔn)的定稿加快了100G整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈成熟，2011年歐美運(yùn)營商在云計(jì)算、IDC互聯(lián)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)的驅(qū)動(dòng)下規(guī)模部署100G 技術(shù)，毫無疑問為100G的商用產(chǎn)生了多米諾骨牌效應(yīng)。2012年Q1伊始，國內(nèi)三大運(yùn)營商分別啟動(dòng)詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試，業(yè)界也逐步將注意力從為什么建設(shè)100G轉(zhuǎn)移到怎么建設(shè) 100G.OSNR,這個(gè)DWDM系統(tǒng)最典型也最復(fù)雜的指標(biāo)，也繼PDM-DPSK碼型歸于統(tǒng)一之后成為新的熱點(diǎn)。

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(shè)站的角度，具備機(jī)房條件的物理站址是不隨線路速率而變化的。在相同調(diào)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(shù)來解決這個(gè)問題。40G DWDM系統(tǒng)的國標(biāo)根據(jù)不同的碼型OSNR門限分別在18或19DB,所以設(shè)備制造商也均按照這個(gè)數(shù)字來優(yōu)化各自的100G特性。與40G各種型來差分應(yīng)用場(chǎng)景不同的是，統(tǒng)一碼型和統(tǒng)一調(diào)整方式的100G DWDM留給廠商進(jìn)行各自優(yōu)化的空間并不大，只有接收側(cè)的AD高速數(shù)模轉(zhuǎn)換、DSP的軟件算法以及FEC編解碼深度 .與工程設(shè)計(jì)相關(guān)的顯性指標(biāo)，就體現(xiàn)在背靠背OSNR（BOL和EOL）、OSNR和系統(tǒng)代價(jià)、FEC糾錯(cuò)能力、色度色散和偏振模色散補(bǔ)償值上。

一：B2B OSNR 的優(yōu)化：

工程實(shí)踐往往和實(shí)驗(yàn)室測(cè)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(shù)據(jù)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(gè)閾值下， B2B OSNR性能的離線數(shù)據(jù)最佳結(jié)果為14.78DB.也有廠商離線測(cè)試結(jié)果在15-16 db,可作為最裂數(shù)據(jù)。由于仿真系統(tǒng)一般采用計(jì)算機(jī)陣列的離線處理，一般認(rèn)為商用系統(tǒng)上性能會(huì)比仿真結(jié)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(fù)雜度，但是在線DWDM處理系統(tǒng)必須考慮算法復(fù)雜度限制，性能必然有所劣化。基于以上仿真結(jié)果，即使退而使用15-16db的指標(biāo)，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(gè)結(jié)果一度讓運(yùn)營商在使用100G與否的決策上彷徨，也讓技術(shù)希賽網(wǎng)將注意力轉(zhuǎn)移到提升20%開銷但可提升B2B 門限約1-2 db的SD-FEC上來，認(rèn)為其是商用系統(tǒng)不可偏離關(guān)鍵技術(shù)。

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