伴随着3G业务的全面普及，4G时代也离我们越来越近，全网IP化和业务的飞速增长早已经成为不争的事实，而这一切都对三大运营商的传输网带来了越来越大的带宽压力，增加传输网的带宽已是刻不容缓。目前，40G DWDM技术已经成熟并有了一定的规模商用，初步解决了当前传输网对于容量的迫切需求。但是40G光传输系统存在产业链分散、成本高等先天不足。这些先天不足也让人们把目光投向了100G DWDM乃至超100GDWDM系统。而100G正在不断的发展和完善，很快将迎来大规模商用，而包括400G，1T在内的超100G高速传输技术作为未来大容量传输的发展方向，也已经在实验室中取得了重大突破。
u 光传输网的现状和发展趋势
光传输网的发展经历了2.5G、10G、40G等多个发展阶段。而目前正处于40G这样一个发展阶段，而 40G技术的发展也可以说是一波三折，早在2000 年之前，人们就已经开始广泛关注40G技术，一些运营商和厂商在当时乐观的认为40G光传输系统将很快得到大规模应用。但由于2000年之后互联网泡沫的到来，使全球光通信产业进入低谷，40G 技术也不再被人们提起，而自从2006 年之后，光通信产业回暖，40G 的商用再度运营商和设备商提上日程，但它已经错过了最好的发展时期，到2010 年，40G产品才全面成熟并得到大规模应用，而目前我国的传输网正式处于一个10G DWDM和40G DWDM并存的时期。
刚刚开始规模应用的40G DWDM技术却面临着一个尴尬的处境，主要出现以下一些瓶颈。第一、在于上游产业链的力量比较分散，在供货的速度以及价格上难以满足运营商的需求。特别是100G的出现对于40G的冲击还是比较明显，上游的器件、芯片厂家把精力更多的放在100G上面，造成40G产业链整体比较薄弱。第二、40G的组网配置比较复杂而且对线路条件要求很高，使得其大规模应用受到限制。第三、各个厂商在编码调制格式上不够统一，造成不同厂家之间互通的困难。加上100G和超100G技术的不断成熟与完善以及网络传输带宽需求越来越大，这些都使得业界普遍认为留给40G技术的时间也越来越少，40G阶段将会很快快过去，即将迎来100G时代。预计明年国内就会进行100G的试商用和商用。社会对于带宽的需求显然是没止境的，而更高速率的光传输系统也会在2015年-2016年得到应用。更高速率的DWDM系统也就意味着更先进的技术，在下一步分将重点介绍100G和超100G系统的关键技术。
u 100G和超100G系统的关键技术
在现有的技术条件下超100G系统能够使用的调制方式有OTDM、PM ＋ n-QAM、PM ＋ OFDM、2SC ＋ PM ＋ n-QAM、PM ＋ n-QAM ＋ OFDM等多种调制方式，而主要的技术难点则集中在以下几个方面：
1、调制——要求谱效率高，比40G系统更高的OSNR要求和CD、PMD容限要求；
2、色度色散（CD）补偿——要求补偿范围更大，补偿精度更高；
3、非线性效应——需要得到有效抑制和补偿；
4、前向纠错（FEC编码）——必须减少冗余码，增加编码增益；
5、数字信号处理（DSP）——需要芯片处理规模的提升和更有效率的算法；
6、模数转换ADC——需要更高的处理速度；
近几年随着超100G研究的不断深入，超100G的各关键技术也都有了很大的进展。
l 正交幅度调制（QAM）
相位调制技术开始被应用到40G的传输系统，和传统的幅度调制的技术相比，多相位调制方式可以更好的抵御非线性光学效应和噪声。最广泛使用的40G的调制方式包括差分接收的两相调制 (DPSK)和四相调制方式(DQPSK)，可以实现长距离的传输。但100G的传输速率是40G的2.5倍，是传统10G的10倍，为了在50GHz的频谱内的传输信号，需要考虑使用更有效的调制方式。为了保持合适的传输波特率，100G在传输的时候每信元符号需要携带更多的比特信息(4比特/符号)，因此如果单纯考虑增加相位调制的复杂度，就必须从四相调制发展到16QAM (4比特/符号)，但由于16QAM的最小欧氏距离很小，能容忍的相位和幅度噪声也很小，所以其非线性容忍性很差，因此无法满足长距离的传输需要，而且系统设计比较复杂。因此，对于超100G的调制方式，选择幅度+相位联合调制技术，使得调制符号所表示的比特数更大，符号传输的波特率更下小，频谱效率也更高。
l 电域色散补偿（EDC）
100G和超100G的色散补偿模块要求低损耗、非线性效应小、频带宽、体积小、重量轻、低功耗、低成本，而EDC技术在光电转换后通过信号处理技术恢复数据，通过高集成度的处理芯片运用先进的FFE、DFE、Viterbi(MLSE)等算法来进行电域的色散补偿，其具备成本低、尺寸小、自适应能力强等特点，可以满足100G和超100G系统的色散补偿需要。
l 前向纠错编码（FEC）
100G和超100G系统相对于40G和10G系统需要更高的FEC编码增益，而级联各种基本FEC编码算法（BCH、RS、卷积码）可获得更大的编码增益，能够有效应对随机误码和突发误码。
迭代FEC编码如Turbo、LDPC编码以其高编码增益广受关注，其中，迭代编码LDPC较Turbo编码具有更优的纠错特性和更低的实现复杂度。
基于软判决和加乘算法的迭代式LDPC算法，其编码增益逼近香农极限，并易于采用并行处理的方式实现。
l 软判决纠错
传统的硬判决对信号量化的比特数为1位，其判决非“0”即“1”，没有回旋余地。而软判决则采用多个比特位对信号进行量化，并通过Viterbi等估计算法提高判决的准确率。
l 并行模数转换（ADC）
由于速率的提升单个模数转换模块将不足以完成高速的AD转换，因此可以使用并行模数转换方式，将每个周期分成若干时隙或子频带，每个ADC只负责1个时隙或频带然后用DSP恢复整个周期，这样就可以有效的实现高速信号的模数转换。
l 正交频分复用（OFDM）
正交频分复用技术是将传统的宽带光载波通道细分为多个相互正交的窄带子载波分别进行编码调制后复用传输，减少子信道之间的相互干扰，CD和PMD容限较大，频谱效率大为提高。
随着以上各种关键技术的不断成熟和应用，100G和超100G系统也离我们越来越近了，而在实验室里超100G光传输技术则更是超乎想象。
u 超100Gb/s实验系统进展
几乎所有的新技术都是从实验室里最先获得成功的，超100G技术当然也不例外，各大通信产业巨头和实验室也都对超100G实验系统进行了研究，而且都取得了不错的进展。
武汉邮电科学研究院（烽火科技集团）近日宣布，该院光纤通信和网络国家重点实验室取得一项重要技术突破，在全球率先实现1根光纤承载30.7Tb/s信号传输，可供5亿人同时通话。
中国光纤之父、中国工程院院士赵梓森验证了30.7Tb/s这个数据。这个数据代表了当前新一代（Tb/s级波分复用）光纤传输容量的世界最高水平。 在这项名为30.7Tb/s相干光OFDM传输系统实验中，武汉邮科院科研人员在全球范围内首次达到单光源1.92Tb/s（C波段光源数共16个），是目前国际C波段Tb/s级波分复用技术最高水平。此前，国际最高水平为单光源1.3Tb/s。
早在2005年，武汉邮科院成功实现1根光纤容纳8000多万人同时通话。时隔6年后，科研人员在仅占用光纤50%有效传输带宽（仅C波段）的情况下，实现1根光纤承载30.7Tb/s信号。如果再加上L波段，该容量还将扩大1倍，可以实现近11亿人同时通话。
u 总结
从10G到40G，再到100G乃至将来的400G和1T，信息社会对于带宽的需求是无穷无尽的。许多运营商预计在未来的5-6年之内，网络业务流量年平均增长率达到50%以上，按此计算，六年后的网络带宽需求将是当前网络的10倍以上。 好在光纤通信具有相当大的潜力，随着技术的发展，单波最高速率的记录也将得到不断的刷新。
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