隨著互聯網骨干帶寬以每年約50％的速度增長，以及寬帶用戶（IPTV、視頻點播及3G業(yè)務等）和帶寬饑渴型應用的增加，為業(yè)務匯聚與核心網絡應用提供100GE已成為網絡運營商、大型互連網業(yè)務提供商的迫切需要。40G傳輸系統(tǒng)已不能滿足當前幾何式增長的帶寬需求，目前部分數據流量繁忙的骨干網上業(yè)已呈現出傳送帶寬緊缺的趨勢。100G傳輸技術成為眾望所歸的解決方案 ，正逐步規(guī)模商用。
波分系統(tǒng)從2.5G到10G，從10G到40G，一直面臨著一系列的物理限制。線路速率再次提升到100G，這些物理限制因素仍然存在，產生的傳輸損傷也更為嚴重。而100G技術的發(fā)展，主要是不斷地克服這些因素的影響。
一、100G傳輸系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)
按照傳統(tǒng)波分系統(tǒng)的發(fā)展模式， 100G傳輸系統(tǒng)將面臨更高的系統(tǒng)OSNR、更高的色散容限和更強的非線性效應影響等諸多挑戰(zhàn)。
1、要求更高的系統(tǒng)OSNR
波分傳輸系統(tǒng)采用光放大器來克服光纖損耗，延長無電中繼傳輸距離，光放大器在對光信號進行功率放大的同時也引入了噪聲信號，另一方面，在波特率提升時，光接收機的帶寬也需要隨之而線性增加，而更寬的接收機帶寬將使得更高功率的噪聲進入接收機的判決電路，從而會造成誤碼率的增加，這樣就必須要求OSNR容限提升。
2、要求更高的色散容限
光信號在光纖中的色散效應來自調制光信號的光譜中的不同頻率成分在光纖中的傳輸速度不同，從而導致承載業(yè)務信號的一串光脈沖發(fā)生畸變，導致相鄰光脈沖之間的碼間干擾，從而產生誤碼。傳輸光信號的色散容限與光信號的光譜寬度成反比，同時和光信號的時域寬度（脈沖周期）成正比。對于100G信號，由于其光信號的波特率提升，其光譜寬度會相應提升，其時域波形周期也會隨之降低，如果100G同樣采用傳統(tǒng)的OOK/ASK調制方法（二進制振幅鍵控），則其色散容限將非常小，現有的DCM補償方式已經完全不能滿足要求。對于100G傳輸，色散容限問題已經成為嚴重的問題，而傳統(tǒng)的光學色散補償的方法已經不能克服色散容限降低帶來的危害，必須采用更新的補償措施，才能使100G傳輸成為可能。
同色度色散（CD）一樣，偏振模色散（PMD）也同樣限制著高速波分系統(tǒng)的傳輸能力。偏振模色散（PMD）是指對相同頻率的光，只要其偏振模式不同，光纖也會導致其傳播速度不同，偏振模色散會導致光纖傳輸系統(tǒng)的碼間干擾（ISI），進而引起誤碼和系統(tǒng)代價。
如果100G同樣采用傳統(tǒng)的OOK/ASK調制方法（二進制振幅鍵控），其PMD容限不足1ps，無法達到工程預算要求。在100G傳輸系統(tǒng)中，PMD容限也被認為是一個非常嚴重的問題，常規(guī)的強度調制-直接檢測（IM-DD）碼型調制及接收方式無法滿足系統(tǒng)設計要求，在技術上必須尋找新的解決方案。
3、光纖非線性效應增強
光纖非線性效應的強弱與入纖光功率、光信號的光譜寬度、調制碼型特性、光纖色散系數以及跨段數目均有關系，光信號的調制速率越高，對光纖非線性效應的忍耐程度越低。而一些特殊的碼型調制技術技術，如相位調制、RZ碼型調制等，有利于增強傳輸碼型對光纖非線性效應的抵抗能力。100G傳輸系統(tǒng)，如果要克服由于調制速率提升而帶來的更差的非線性忍耐度，就必須從調制技術上尋找新突破。
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