《GOTN的关键技术》ppt课件

1、陶智勇 zhiyongwri 027-87691215100G技术的需求与开展 2021年以来40G DWDM开场在中国规模部署，随着宽带中国、网络提速等战略的实施，兴隆省份的骨干传输带宽资源已几乎在这快速开展的3年中耗费殆尽。 部分运营商在第二平面建立方案是基于40G技术还是100GDWDM技术而举棋不定。 2021年6月IEEE、ITU-T、OIF分别关于100G接口、映射、传送等规范的定稿加快了100G整个产业链成熟。 2021年欧美运营商在云计算、IDC互联、挪动互联网等业务的驱动下规模部署100G技术。 2021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，业界也逐渐将留意力

2、从为什么建立100G转移到怎样建立100G。 2021年全面建立。 100G 100G 传输系统对线路的要求传输系统对线路的要求 要求100G的系统在目前的10G线路上具有与10G相当的传输性能。 100 Gbit/s 的容量是10Gbit/s 的10倍，所以100Gbit/s 的调制方案需求提供比10Gbit/s OOK码型高10dB 的性能。 OOK (On-Off Keying)是ASK调制的一个特例，把一个幅度取为0，另一个幅度为非0，就是OOK。100G 100G 传输系统的处理方案传输系统的处理方案 需求综合运用多维度调制解调、多维度复用解复用技术，并最大限制地利用目前成熟的微电子

3、技术，使其在性能、复杂度、本钱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、相关接纳、偏振复用、数字信号处置(FEC,EDC)以及多载波技术，调制方式主要为相关接纳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调制相关接纳可提供约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 相关检测技术 高增益的FEC技术 先进的DSP技术PM-QPSK调

4、制技术 PMPolarization-Multiplexed ：偏振态复用技术。 QPSKQuadrature 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 相关检测技术 先进的DSP技术 高增益的FEC技术为什么要引入相关技术相关光的干涉 相关光的干涉：两束满足相关条件的光在相遇的区域会产生干涉景象。 相关条件： - 振动方向一样； - 振动频率一样； - 相位差坚持恒定。相

5、关：why? how? 为什么要相关？ 产生相关条件后，可以方便地复原出经过相位调制的信号。 100G相关传输如何实现相关？ 在接纳端选用与发送端中心波长一样同频的激光器；再经过同步电路处置，使接纳端的相位坚持与发送端一样同相，构成相关条件。如何恢复QPSK的数据相关技术可大幅提高PMD和CD的容限？ 相关技术本身无法提高色散容限，但它要转到电域进展处置，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，其本质是光学的方法。 相关技术是采用电域的DSP技术来消除PMD和CD。相关技术处理色散问题的原理 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。 假

6、设能检测出光信号的电场，那么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。难点及处理方案难点：如何丈量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？处理方案：经过相关接纳处理丈量问题。经过DSP处理补偿问题。100G传输的关键技术 PM-QPSK调制技术 相关检测技术 先进的DSP技术 高增益的FEC技术DSP消除CD/PMD算法的中心思想 数字接纳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，恢复规范的码元信息。100G传输的关键技术 PM-QPSK调制技术 相关检测技术

7、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，前向纠错 含义：发送端经编码，发出可以纠正错误的码，含义：发送端经编码，发出可以纠正错误的码，接受端收到这些码组后，经过译码能自动发现并接受端收到这些码组后，经过译码能自动发现并纠正传输中的错误。纠正传输中的错误。 设码长为设码长为n，信息位数为，信息位数为k，那么监视位数，那么监视位数r =n-krkn前向纠错实际 能纠正能纠正t个错误的线性分组码个错误的线性分组码n，k应满足下述应满足下述不等式：不等式： 如，对于如，对于7，4码，当码，当t=1时满足上式，故能纠时满足上

8、式，故能纠正正1个错误。个错误。1.E-121.E-111.E-101.E-091.E-081.E-071.E-061.E-051.E-041.E-03Raw BERCorrected BERRaw BERTEC (4359, 4320)Corrected BER for Scalable Performance FEC1.0E-301.0E-291.0E-281.0E-271.0E-261.0E-251.0E-241.0E-231.0E-221.0E-211.0E-201.0E-191.0E-181.0E-171.0E-161.0E-151.0E-141.0E-131.0E-121.0E-1

9、11.0E-101.0E-091.0E-081.0E-071.0E-061.0E-051.0E-041.0E-031.E-151.E-141.E-13采用采用FECFEC前后前后BERBER的改良效果比较的改良效果比较T1542280-00(114739)1234116714158R owC olum nFR A M E A LIG N M E N T A R EAO T U SP EC IF IC O V ER H EA D A R E AO D U SP EC IF IC O V ER H EA D A R E AOPU SPECIFICOVERHEADAREA12343824RowCol

10、umn38254080Row 1 RS(255,239) FEC redundancyRow 2 RS(255,239) FEC redundancyRow 3 RS(255,239) FEC redundancyRow 4 RS(255,239) FEC redundancy114 15OTUk OHFA OH1617OTUk Payload =ODUk256ByteG.709G.709中中FECFEC的存放区的存放区 净编码增益NCG：用于衡量FEC真实的纠错才干。 影响FEC纠错才干的另一个要素：开销比例。 在一样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

11、取7%。 不同厂家的FEC编码方式通常不一样，不能对接除非采用规范FEC。硬判决与软判决 硬判决：是简单经过设置阈值来判别输出。如对二进制数来说，普通大于0 判1 ，小于0 判0。 软判决：先判决输入量化成N个值，经过最 大后验概率计算每个值最有能够的原值是多少。 软判决的优缺陷：算法比较复杂，误码率也更低。 硬判决FECHFEC如何进展软判决 软判决译码充分利用了信道输出的波形信息。 软判决译码器需求的不仅仅是“0/1码流，还需求“软信息来阐明这些“0/1的可靠程度，即离判决门限越远，判决的可靠性就越高，反之可靠性就越低。 除了划分“0/1的门限，还要用“置信门限将“0和“1空间进展划分以阐

12、明判决点在判决空间的相对位置。 置信区间的划分区域置信区间强1区000（也许0）001（可能0）弱1区010（很可能0）011（肯定0）弱0区100（也许1）101（可能1）强0区110（很可能1）111（肯定1）软判决FECRDFECSDFEC的选择N=4 4x25G 100GBASE-LR4/4I1-9D1FN=10 10 x10G 100GBASE-LR10/OTU4-LR10并行并行100G WDMPM-(D)QPSK/DP-(D)QPSK串行串行100G WDM系统配置及参考点定义100G系统主光通道参数测试应用代码-M80.100G50-16A-0-655(C)M80.100G50

13、-16A-0-652(C)跨段损耗n X W dB16x2220 x22通路数个8080MPI-SM点SM每通道平均功率dBm0+1MPI-SM点每通道最大功率差dB66MPI-SM点SM最大总发送功率dBm1920最大残余色散(0.5dB OSNR代价)ps/nm4000040000MPI-RM点每通道最大功率差dB66MPI-RM点每通道最小光信噪比dB18.518.5MPI-RM点最小差分群时延(0.5dB OSNR代价)ps100100接收机光信噪比容限（EOL）dB13.513.5光通道OSNR代价dB22光通道最大纠前误码率（BOL）E-3E-3测试项目指标单位1发送端中心波长/频

14、率191.1196.25THz2发送端中心频率偏移2.5GHz3发送端平均总发送光功率-5+5dBm4发送端最大-20dB谱宽1nm5发送端最小边模抑制比35dB6接收端接收机灵敏度-14dBm7接收端接收机过载功率0dBm8背靠背OSNR容限(BOL)13dB9背靠背色散容限30000ps/nm10背靠背PMD/DGD容限75ps线路侧光接口测试(Co-PM-QPSK)n 大容量超长距光传输，单根光纤容量达9.6Tb/s，可成倍提高光缆的利用效率，减少布纤施工，降低网络本钱；n 与现有传输网络构造兼容，可实现10G/40G的平滑晋级，系统扩容简一方便；n 线路上无需CD、PMD补偿模块，精简链路设计，降低线路传输的缺点率，简化了网络维护；n 具有超强的FEC纠错才干，网络传输可靠性、稳定性