基于數字相干接收PM-QPSK調制的100G光傳輸技術在長距離光傳輸技術史上具有里程碑意義，這不僅僅體現(xiàn)在100G光傳輸性能的巨大提升和建網運維的顯著優(yōu)勢上，更是由于其為后續(xù)更高速率傳輸技術的發(fā)展奠定了基礎。今后的超100G光傳輸將繼承100G光傳輸系統(tǒng)的設計思想，采用偏振復用、多級調制提高頻譜效率，采用OFDM技術規(guī)避目前光電子器件帶寬和開關速度的限制，采用數字相干接收提高接收機靈敏度和信道均衡能力。然而，超100G光傳輸由于非線性效應的限制，傳輸距離和頻譜效率之間的矛盾非常突出，選擇更高級別的QAM調制提高頻譜效率和傳輸速率，其傳輸距離可能遠低于目前的100G系統(tǒng)。這決定了100G速率在長距離光傳輸應用上會占據一個比較長的時間窗口，保守估計其大規(guī)模在網應用時間在10年以上。

100G光傳輸采用的數字相干接收機通過相位分集和偏振態(tài)分集將光信號的所有光學屬性映射到電域，利用成熟的數字信號處理技術在電域實現(xiàn)了偏振解復用、信道損傷（CD、PMD、非線性效應）均衡補償、時序恢復、載波相位估計、符號估計和線性解碼。數字相干接收技術使光傳輸系統(tǒng)具有足夠的色散容限和偏振模容限，無需考慮線路傳輸上的色度色散和偏振模色散的影響，這給網絡建設和運維帶來一系列好處，主要包括：

簡化了傳輸線路上的光學色散補償和偏振解復用設計，線路設計更簡單。

消除了對低PMD光纖的依賴，適用于各種規(guī)格的傳輸光纖，方便光纖線路速率升級。

消除了傳輸線路DCF光纖非線性效應的影響，減少了線路放大器的數量和ASE噪聲的影響，降低了線路成本，提升了系統(tǒng)長距離傳輸的能力。

減小了線路傳輸時延，按照1km光纖5us的時延計算，消除DCF光纖所帶來的時延減少非?？捎^，這對時延敏感的應用環(huán)境意義重大。

保護恢復時間小于50ms，不同于40G系統(tǒng)，100G數字信號處理自適應色散補償算法收斂迅速，完全滿足電信級恢復時延的要求。

100G發(fā)射機和接收機是一個互補的整體，對其性能的評估不宜分開來分析。10G/40G光傳輸系統(tǒng)中線路損傷的補償和均衡大都在線路上通過光域補償器件來完成，發(fā)射機和接收機的信道均衡能力比較弱，在發(fā)射端和接收端分別定義相關的模板參數就足以評估發(fā)射機與接收機的性能。與以往10G/40G速率不同，基于數字相干接收的100G光傳輸，其包括色散補償在內的信道均衡通過數字信號處理的方式實現(xiàn)，信道均衡補償算法可以置于發(fā)射機或接收機。由于各廠家信道均衡算法不同，發(fā)射機和接收機分配信道均衡能力的方案不一致，無法用一個參數模板對100G的發(fā)射機和接收機的性能進行優(yōu)劣評估。

對于100G系統(tǒng)的性能評估，業(yè)界尚未有成熟統(tǒng)一的評估方法，目前業(yè)界提出的性能監(jiān)測評估方法有Q值（糾前誤碼率通過誤差函數與Q值相對應）、光信噪比（OSNR）、光功率以及誤差矢量幅度（EVM: Error Vector Magnitude）等。

在中國通信標準化協(xié)會（CCSA）委托中國電信牽頭起草的《N×100Gbit/s光波分復用（WDM）系統(tǒng)技術要求》中采用“Rn參考點糾錯前誤碼率（Pre-FEC）”作為評估指標?！禢×100Gbit/s光波分復用（WDM）系統(tǒng)技術要求》中也介紹了采用該指標的原因，即“基于50GHz 的N×100Gbit/s WDM 系統(tǒng)目前采用常規(guī)OSNR測試方法無法實現(xiàn)在線測試，新的測試方法尚不成熟，這樣，在N×100Gbit/s WDM系統(tǒng)中采用OSNR指標進行在線運行維護時將帶來不便。因此有必要引入一種便于在線評估N×100Gbit/s WDM系統(tǒng)性能的輔助指標，以進一步增強N×100Gbit/s WDM系統(tǒng)的運行維護能力。Rn參考點糾錯前誤碼率（Pre-FEC BER）則是滿足上述要求有效的輔助手段之一”。Rn參考點在數字信號處理之后糾錯解碼之前，采用Rn參考點糾錯前誤碼率（Pre-FEC BER）而不是R點OSNR作為100G傳輸性能的評價指標，實際上就是考慮到各廠家信道均衡能力存在差異。

實際上，考慮到非線性效應的影響，OSNR作為一個傳輸光信號性能指標已經不適用于相位調制的光信號，但業(yè)界已經習慣于沿襲該適合于10G強度調制的指標。但對于基于PM-QPSK調制的100G系統(tǒng)而言，非線性效應的影響非常突出，無法像40G相位調制（DPSK、DQPSK）那樣繼續(xù)采取忽視的態(tài)度?？傊诜蔷€性效應影響的考慮，OSNR已經不適合作為100G 光傳輸性能的評價指標，但考慮到用戶的運維習慣，可以作為一個參考。這在CCSA《N×100Gb/s光波分復用（WDM）系統(tǒng)技術要求》中采用糾前誤碼和Q值而不是OSNR來評價系統(tǒng)性能就已經得到很好的詮釋。

此外，基于PM-QPSK調制的100G光信號，其頻譜較寬，不適合采用類似10G在線OSNR監(jiān)測的帶內法，又由于采用了偏振復用技術，不適合采用類似40G在線OSNR監(jiān)測的內插法。目前設備廠商都積極設法采用模擬仿真的方式估算OSNR值，運營商也表示100G OSNR在線監(jiān)測對100G的運維有一定的參考價值，但目前技術尚不成熟，技術細節(jié)不透明，測量精度有待提高，其運維價值有待進一步驗證。

Q值（糾前誤碼率）可以比較全面地反映收發(fā)機之間的光傳輸性能，但由于其為系統(tǒng)整體傳輸指標，無法具體描述鏈路運行狀況，對網絡運維價值有限。考慮到光功率和Q值均可在線監(jiān)測，兩者配合使用可以滿足運維要求。一旦線路調試完畢，各監(jiān)測點光功率的變化即可完全反映系統(tǒng)運行狀況。當監(jiān)測到各傳輸通道Q值劣化后，追蹤各監(jiān)測點光功率變化即可定位線路問題。烽火網管系統(tǒng)可實時反映各通道Q值和監(jiān)測點光功率變化，并提供實時預警分析以提高運維效率。

誤差矢量幅度（EVM）可在監(jiān)測點用DSP恢復為星座圖后評估發(fā)射機和傳輸性能，可以同時反映強度和相位噪聲的影響且不受調制格式限制，是100G乃至超100G傳輸理想的性能監(jiān)測方式，但由于相關標準化工作進展緩慢，其成熟商用還需要一段時間。

作為中國優(yōu)秀的信息通信領域設備與網絡解決方案提供商——烽火通信在國家973項目《超高速超大容量超長距離光傳輸基礎研究》和國家863項目《100GE光以太網關鍵技術與傳輸實驗系統(tǒng) 》的支撐下一直致力于100G及超100G光傳輸技術的研究和開發(fā)，并于2011年全球首次在實驗室實現(xiàn)了單光源1.92Tb/s和C波段30.7Tb/s的光傳輸。

烽火通信100GOTN產品同時提供支線路合一和支線路分離兩種解決方案，單盤采用第二代40nm工藝ASIC芯片，具有功耗低（OTU典型功耗150W）和集成度高的優(yōu)點。

烽火100G系統(tǒng)于2011年12月率先通過中國電信組織的全球最大規(guī)模100G測試，較其他廠家提前了1~2個月，測試各項性能指標領先。在2012年3月馬來西亞電信組織的100G系統(tǒng)測試中各項指標第一。隨后通過了中國移動和中國聯(lián)通組織的100G系統(tǒng)測試，并于2012年8月率先通過中國移動組織的“杭州－福州100G OTN現(xiàn)網測試”。經過測試和驗證，烽火通信100G具有如下特點：

采用數字相干檢測偏振復用正交相移鍵控（PM-QPSK）調制技術，支持50GHz通道間隔。

單根光纖C波段滿配9.6Tb/s無電中繼傳輸距離經現(xiàn)網測試超過2600km，可成倍提高光纜的利用效率，減少布纖施工，降低網絡成本。

憑借優(yōu)異的電域補償算法消除了100G光信號在傳輸過程中的CD/PMD限制（CD容限大于60000ps/nm，DGD容限大于105ps），使其對光纖CD/PMD參數不敏感, 線路上無須CD、PMD補償模塊，精簡鏈路設計，降低了線路傳輸的故障率，簡化了網絡維護。

采用13%開銷的SD-LDPC和7%開銷EFEC相結合的前向糾錯編碼算法以較小地實現(xiàn)復雜度與處理時延獲得12dB的編碼增益，糾錯極限達到2e-2，確保了網絡傳輸的可靠性、穩(wěn)定性和健壯性。

具有很強的ROADM級聯(lián)穿透能力（23級ROADM級聯(lián)OSNR代價小于0.5dB），支持全光交叉靈活調度。