100G-OTN的关键技术.ppt

100G技术的需求与发展 2009年以来40G DWDM开始在中国规模部署，随着宽带中国、网络提速等战略的实施，发达省份的骨干传输带宽资源已几乎在这快速发展的3年中消耗殆尽。 部分运营商在第二平面建设方案是基于40G技术还是100GDWDM技术而举棋不定。 2010年6月IEEE、ITU-T、OIF分别关于100G接口、映射、传送等标准的定稿加快了100G整个产业链成熟。 2011年欧美运营商在云计算、IDC互联、移动互联网等业务的驱动下规模部署100G技术。 2012年伊始，国内三大运营商分别启动详细的实验室和现网测试，业界也逐步将注意力从为什么建设100G转移到怎么建设100G。 2013年全面建设。 100G 传输系统的解决方案 需要综合运用多维度调制解调、多维度复用解复用技术，并最大限度地利用目前成熟的微电子技术，使其在性能、复杂度、成本以及功耗上获得平衡； 目前业界认可的关键技术包括相位调制、相干接收、偏振复用、数字信号处理(FEC,EDC)以及多载波技术，调制方式主要为相干接收偏振复用正交相移键控（PMC-QPSK）； 10dB线路预算的分解： --相对于OOK而言，100G PM-QPSK调制相干接收可提供约6dB增益； --高增益的SD FEC可提供2-3dB增益； --EDC对CD和PMD的补偿可提供1-2dB增益； --合计9-11dB增益。 100G线路的二种传输方案 100G传输架构图 100G传输的关键技术 PM-QPSK调制技术 相干检测技术 高增益的FEC技术 先进的DSP技术 PM-QPSK调制技术 PM（Polarization-Multiplexed ）：偏振态复用技术。 QPSK（Quadrature Phase Shift Keying ）：正交相移键控调制技术。 发送端采用PM-QPSK调制技术的优点：降低传输波特率，减少100G器件的复杂度。 什么是PM调制 BPSK调制 什么是QPSK调制 PM-QPSK调制技术的价值 100G传输的关键技术 PM-QPSK调制技术 相干检测技术 先进的DSP技术 高增益的FEC技术 为什么要引入相干技术 相干光的干涉 相干光的干涉：两束满足相干条件的光在相遇的区域会产生干涉现象。 相干条件： -- 振动方向相同； -- 振动频率相同； -- 相位差保持恒定。 相干：why? how? 为什么要相干？ 产生相干条件后，可以方便地还原出经过相位调制的信号。 100G相干传输如何实现相干？ 在接收端选用与发送端中心波长相同（同频）的激光器；再通过同步电路处理，使接收端的相位保持与发送端相同（同相），形成相干条件。 如何恢复QPSK的数据 相干技术可大幅提高PMD和CD的容限？ 相干技术本身无法提高色散容限，但它要转到电域进行处理，就好办。 传统的DCM补偿是采用和光纤色散系数相反的负色散补偿光纤来补偿，其本质是光学的办法。 相干技术是采用电域的DSP技术来消除PMD和CD。 相干技术解决色散问题的原理 色散和PDM效应都是在光电场的相位和偏振上引入了线性调制和畸变。 如果能检测出光信号的电场，则可以采用线性补偿的方法，在光场上抵消色度色散和PDM效应。 难点及解决方案 难点： 如何测量PM-QPSK在二个方向上的电场? 如何在光电场上实现色散和PDM的补偿？ 解决方案： 通过相干接收解决测量问题。 通过DSP解决补偿问题。 100G传输的关键技术 PM-QPSK调制技术 相干检测技术 先进的DSP技术 高增益的FEC技术 DSP消除CD/PMD算法的核心思想 数字接收机模拟出二个滤波器，其滤波函数分别和CD、PMD效应的等效滤波器的滤波函数相反，可滤除由于CD、PMD导致的眼图畸变和码间干扰，恢复标准的码元信息。 100G传输的关键技术 PM-QPSK调制技术 相干检测技术 先进的DSP技术 高增益的FEC技术 前向纠错的概念 FEC：Forword Error Correcting，前向纠错 含义：发送端经编码，发出能够纠正错误的码，接受端收到这些码组后，通过译码能自动发现并纠正传输中的错误。 设码长为n，信息位数为k，则监督位数r =n-k 净编码增益（NCG）：用于衡量FEC真实的纠错能力。 影响FEC纠错能力的另一个因素：开销比例。 在相同FEC算法的情况下，开销比例越大，净编码增益越大。 10G、40G系统通常取7%。 不同厂家的FEC编码方式通常不一样，不能对接（除非采用标准FEC）。 硬判决与软判决 硬判决：是简单通过设置阈值来判断输出。如对二进制数来说，一般大于0 判1 ，小于0 判0。 软判决：先判决输入量化成N个值，通过最 大后验概率计算每个值最有可能的原值是多少。 软判决