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2010年以來，随著(zhe)技術與産業鏈的逐步成(chéng)熟，以及互聯網對(duì)于經(jīng)濟與社會的深度滲透，網絡帶寬和傳輸管道(dào)承受巨大的規劃壓力，100G幹線傳輸得到廣泛認可，快速得以規模部署，先進(jìn)運營商争相將(jiāng)核心與幹線網絡從10G/40G升級到100G。目前全球已經(jīng)有數百張100G的商用傳輸網絡部署(ZTE全球部署150餘張100G網絡)，并仍然在持續升級中。

鑒于幹線網絡的帶寬仍然以不低于30%的複合增長(cháng)率吞噬幹線帶寬，先進(jìn)運營商、标準組織，研究機構以及設備供應商等旋即將(jiāng)目光聚焦在下一代光傳輸網絡的技術、标準等研究工作中，這(zhè)就是200G/400G/1T等超100G光傳送網絡。
超100G采用的技術
　　新一代傳輸網絡的研究，其壓力來自市場對(duì)帶寬的需求，其實也是提高頻譜傳輸效率，降低每比特傳輸成(chéng)本的不懈訴求，以應對(duì)運營商不斷下滑的寬帶投資收益。在目前商用的100G傳輸主流系統中都(dōu)采用的相幹接收的單載波極化複用和QPSK調制技術，其頻譜傳輸效率爲4bits/s/Hz，輔以硬判決或者軟判決來提高OSNR容限。
爲了達到更高的傳輸帶寬，可采用以下主要技術。
　　第一，采用高階調制方式，以提升每符号比特。在單載波調制方面(miàn)，采用高階在一定的頻譜帶寬上能(néng)夠實現更高的傳輸效率。相對(duì)于QPSK，16QAM調制的每符号比特數提升一倍，從而提升傳輸效率和容量。在超100G傳輸領域，高階調制格式的運用是業界普遍采用的重要手段，同時高階調制方式的采用，也對(duì)接收側OSNR有更高的要求，限制了傳輸距離。
第二，采用更高的信号波特率。超100G的另一個重要研究方向(xiàng)是提升信号波特率。通過(guò)提升單信号的波特率，來實現整體傳輸速率的提升。我們通過(guò)四路子載波的方式，通過(guò)每載波100G的傳輸方式，可以實現400G傳輸。通過(guò)提升28/32GBaud至56/64GBaud，雙載波可以實現400G傳輸。單個載波波特率提高到100GBaud，即可以實現400G的傳輸系統。
第三，采用多載波技術。在超100G系統中，引入了一個新的概念超通道(dào)(super channel)，通過(guò)載波聚合，實現更高傳輸容量的系統。當前主流的400G傳輸系統主要有三種(zhǒng)實現方式：四載波的100G、雙載波的200G(每載波)和單載波的400G。其中四載波的100G PDM-QPSK方式技術成(chéng)熟，成(chéng)本低，跨距長(cháng)，但相對(duì)于100G傳輸系統并無明顯的實質提升。雙載波(PDM-16AQM)方式可以提升頻譜傳輸效率165%以上，且技術比較成(chéng)熟，傳輸距離較遠。單載波400G方式頻譜效率最高，其技術實現難度大，傳輸距離受限，成(chéng)本高，是超100G系統研究持續努力實現的方向(xiàng)。
　　第四，采用更先進(jìn)的數字信号處理及芯片技術。通過(guò)相幹接收，能(néng)夠實現更高的信号接收靈敏度，實現更遠的傳輸距離。相幹接收是實現100G傳輸系統的關鍵性技術。
　　在超100G光傳輸系統中，面(miàn)臨著(zhe)一系列的器件約束和鏈路的線性及非線性信号損傷限制。通過(guò)先進(jìn)的數字信号處理是解決以上問題的必要手段。比如通過(guò)數字信号處理，進(jìn)行信号損傷的均衡與補償，其包括色散補償，時鍾恢複，信道(dào)均衡，載波頻率估計和相位恢複等關鍵算法。
第五，采用靈活的栅格。出于提高頻譜利用率的目的，新一代波分系統普遍支持37.5GHz-400GHz的頻譜間隔調節範圍，調節步長(cháng)爲12.5GHz，滿足400G多載波頻譜間隔不定的需求，避免造成(chéng)過(guò)多的頻譜碎片，浪費頻譜資源。
超100G的标準進(jìn)展
涉及超100G标準制定的主要組織包括ITU-T SG15，IEEE802.3和OIF。ITU-T SG15的Q6和Q11分别負責超100G物理層和光傳送網(OTN)邏輯層的标準化工作，對(duì)于超100G的具體物理傳輸參數的标準化工作尚未開(kāi)展，而主要是把超100G應用的新型物理傳輸技術納入到G.sup39文件之中;對(duì)于超100G OTN的标準化工作，B100G OTN技術的大部分内容已經(jīng)形成(chéng)了工作假設。其中B100G OTN公共部分(即400GE無關部分)的内容已經(jīng)比較穩定，包括B100G OTN幀結構、B100G OTN電層和光層開(kāi)銷、複用層次結構和比特速率、時隙粒度、客戶信号映射、故障處理和維護信号等，後(hòu)續將(jiāng)根據IEEE 400GE标準的進(jìn)展，對(duì)B100G OTN客戶信号映射和物理接口相關部分進(jìn)行完善。預計2016年中發(fā)布相關标準。
IEEE的802.3工作組主要承擔400GE的标準化工作，該标準于2014年3月正式立項，截至目前已經(jīng)在系統架構、邏輯接口、電接口和光接口方面(miàn)達成(chéng)多項共識，并于2015年7月形成(chéng)D1.0版本，預計該标準在2017年發(fā)布。
OIF主要負責物理鏈層(PLL)的光電模塊及高速接口等标準化工作，重點讨論CEI-56G和400G WDM。CEI-56G的超短距、短距和中距項目基本上都(dōu)進(jìn)入投票階段，後(hòu)續重點讨論長(cháng)距項目。400G WDM的白皮書已經(jīng)發(fā)布，後(hòu)續將(jiāng)成(chéng)立400G WDM系統框架等項目來進(jìn)一步規範400G WDM系統及光模塊。
另外，我國(guó)CCSA TC6的WG1和WG4關于超100G的标準化研究工作與國(guó)際基本同步。按照目前标準化組織的整體研究進(jìn)展，預計2016年，以400G爲典型速率的超100G标準關鍵方案和技術參數將(jiāng)趨于穩定。
超100G未來應用前景可期，但其未來發(fā)展也面(miàn)臨多種(zhǒng)因素限制。首先，目标速率模糊化將(jiāng)明顯影響超100G技術發(fā)展進(jìn)度。不同于100G及其以下速率高速傳輸，超100G是多種(zhǒng)可能(néng)速率的統稱，可能(néng)是400G、1Tb/s或者是n×100G等。
鑒于當前的研究、開(kāi)發(fā)和試驗商用網的部署，由于雙載波DPM-16QAM方式400G系統最大程度複用了100G階段的技術，其産業鏈也更加成(chéng)熟，成(chéng)本更低，傳輸距離适中，試商用或者商用的案例更多，未來的應用前景更趨樂觀，尤其是在對(duì)傳輸距離要求不高的城域傳輸系統。根據業界的樂觀預測，在成(chéng)本合理的前提下，2017年400G系統將(jiāng)進(jìn)入規模部署的新曆程。而單載波400G/1T的信号傳輸，受限于器件性能(néng)，短期難以大規模商用，回顧光傳送網絡不斷創新的不凡曆程，單載波400G/1T的系統仍然值得抱以樂觀的期許。而更高級别的速率也將(jiāng)出現在人們的視野，新系統的頻譜效率是否有效提升，有效傳送距離，可商用的比較成(chéng)本優勢，將(jiāng)是鑒别其先進(jìn)性的關鍵指标。