100Gbit/s线路调制技术与相干接收技术分析

100Gbit/s线路调制技术与相干接收技术分析

无线3G、高清视频、高速宽带上网和云计算等业务需求推动了网络IP流量的快速增长，人们对通信带宽的需求不断增长，提高传输速率是提高传输带宽的一项重要技术。目前通信网大规模应用的最高单通道商用传输速率是40G，100G光传输也即将投入商用，400G和1T超高速光传输也正在如火如荼的进行中，国际上不断有新的传输记录产生，目前的传输试验已经达到了单光源32T光传输的传输记录。

40GE/100GE的PMA层采用并行多通道处理方式，采用MLD(多通道分配)的架构，如图所示。

新型调制技术

调制编码技术有很多种，有基于强度调制的NRZ、DRZ、ODB和PSBT，基于相位调制的DPSK和DQPSK，以及结合偏振复用的调制技术DP-QPSK等。上表是各种编码技术的主要性能比较。

相干接收技术

在光信号的接收方面，采用新型接收技术也能够克服线路损伤的影响。在超高速系统中，人们已经开始普遍认识到相干检测的重要性，相干检测是解决传输损伤的一项关键技术。

如前文所述，在40G/100G及以上速率的超高速系统中，必须采用多相位调制(如DQPSK)、多电平正交幅度调制(M-QAM)等技术，提高光信号传输的频谱效率，降低信号传输的符号率，降低光信号传输的非线性、色散、光信噪比等方面的影响，来实现长距离传输。以上技术的发展和应用，与光子集成技术是分不开的。

PIC正越来越多地被运用在光器件的设计制作上，光器件以PIC的封装方式已成为现实并开始得到应用。

不同器件的集成，不同功能的集成将是光器件技术的发展主流。PIC是光器件必然的演进方向，光器件发展将更加集成化。

超高速光通信有很多关键技术，除前述介绍的新技术外，还有电子色散补偿技术、超级FEC技术等。这些新技术的出现，为超高速光通信又打开了另外一扇门。在400G和1T光传输中，可以结合多电平调制、偏振复用、OFDM和相干接收这几方面的技术，实现更远的传输距离。同时这几方面技术的应用，还必须依赖于光子集成技术的发展，只有做到更大的集成度、更小的体积，更低的成本，才能实现商业化应用。

烽火通信作为国家光通信的主力军，在超高速光传输方面进行了深入研究，取得了重大进展和突破，成功实现了1T相干光正交频分复用(CO-OFDM)1040km的普通单模光纤无误码传输。该成果技术从现有的电子和光电器件水平出发，提出多波长同源低相位噪声光子载波信号产生的模型，利用频率循环搬移的多频带复用方式实现了1-T的超高速传输速率。该成果还采用了基于正交频分复用的调制方式和数字相干接收技术，通过16QAM的高阶调制和高冗余度的低密度奇偶校验(LDPC)码相结合的方法。相比已报道近期国际上的最高记录单波1-T600公里系统实验，该“信息高铁”的速度和距离为目前世界上已见报道同类系统中为最高记录。

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