中兴：全程100G成全球高速光传输“引擎”

　　随着电信网分组化和宽带化的发展，网络视频应用规模兴起，云间网络互联需求凸显，导致骨干网流量成倍的增长。据预测，在未来5年之内，带宽将以每年50%以上的速度增长;这意味着5年后的干线网络带宽要求将是当前的10-15倍。因而如何顺应ALL IP的发展趋势满足未来承载需求;如何满足带宽需求的快速增长，同时降低网络建设和运维成本;已成为运营商在传送网建设中最关注的问题。

　　目前40G DWDM技术已经成熟并有了一定的规模商用，初步解决了当前传输网对于容量的迫切需求。但是40G光传输系统存在产业链分散、配置复杂、成本高等先天不足。40G上游产业链的力量比较分散，在供货的速度以及价格上难以满足运营商的需求;40G系统组网配置复杂，在OSNR、色散容限、PMD容限等方面要求更苛刻，对线路条件要求很高，使得其大规模应用受到限制;同时各个厂商在40G编码调制格式上不够统一，造成不同厂家之间互通的困难。

　　因次，随着100G和超100G技术的不断成熟与完善以及网络带宽需求越来越大，业界普遍认为留给40G时代的时间越来越少，即将迎来100G时代。

        中兴通讯100G三大核心技术

　　100G关键技术

　　偏振复用正交相位调制(PM-QPSK)、FEC技术、电均衡补偿是目前业界共识的100G系统实现方式，也应是未来超100G系统的技术基础。

　　与40G各种类型来区分应用场景不同，统一码型和统一调制方式的100G DWDM留给厂商进行各自优化的空间并不大，只有接收侧的AD高速数模转换DSP的软件算法以及FEC编解码深度。与工程设计相关的显性指标，就体现在背靠背OSNR(BOL和EOL)、OSNR和系统代价、FEC纠错能力、色度色散和偏振模色散补偿值上。

　　偏振复用正交相位调制(PM-QPSK)

　　相位调制技术和传统的幅度调制的技术相比，多相位调制方式可以更好的抵御非线性光学效应和噪声。PM-QPSK光调制方式是OIF推荐的100G长距离光传输调制方式。OTU4速率分成4路，即28G-32G波特率，每两路做一个(差分)正交相位调制(QPSK)，两个QPSK光输出信号按偏振态正交复用，形成100G PM-QPSK光信号。

　　PM-QPSK相干接受包括相干检测、高速模数转换(ADC)、高速数字信号处理(DSP)芯片技术。

　　相干接收侧使用一个高稳定度的本地振荡激光器，经过偏振分束后与远端输入光信号进行90度混频，90度混频器输出一个偏振态的两路信号。混频器输出光信号经平衡接收光电二极管转换为模拟电信号，经高速模数转换器(ADC)采样量化后转换为数字信号。DSP芯片通过先进的算法实现偏振跟踪，相位、时钟、数据恢复，以及色散和偏振模色散补偿。

　　电域色散补偿(EDC)

　　100G的色散补偿模块要求低损耗、非线性效应小、频带宽、体积小、重量轻、低功耗、低成本，而EDC技术在光电转换后通过信号处理技术恢复数据，通过高集成度的处理芯片运用先进的FFE、DFE、Viterbi(MLSE)等算法来进行电域的色散补偿，其具备成本低、尺寸小、自适应能力强等特点，可以满足100G和超100G系统的色散补偿需要。

       FEC编码技术

　　前向纠错FEC技术是通过优化线路信号来优化OSNR性能的一种有效途径。其本质是通过牺牲有效带宽，以编码冗余度以及对应的信号处理芯片的复杂度来换取更大的净增益。

　　FEC的译码方式分为硬判决译码和软判决译码两种。硬判决FEC译码器输入为0，1电平，由于其复杂度低，理论成熟，已经广泛应用于多种场景。软判决FEC译码器输入为多级量化电平，相同码率下，软判决较硬判决有更高的增益，但译码复杂度会成倍增加。

　　目前10G NRZ在纠错前误码率(pre-FEC)为2×10-3时(超强纠错编码纠错门限)的OSNR容限小于12dB，而业界看好的PM-QPSK的pre-FEC BER@2×10-3时OSNR容限在15.5dB左右，也就是说采用相同能力的FEC，100G传输距离不到10G的一半。

　　100G和超100G系统相对于40G和10G系统需要更高的FEC编码增益，而级联各种基本FEC编码算法(BCH、RS、卷积码)可获得更大的编码增益，能够有效应对随机误码和突发误码。

　　迭代FEC编码如Turbo、LDPC编码以其高编码增益广受关注，其中迭代编码LDPC较Turbo编码具有更优的纠错特性和更低的实现复杂度。基于软判决和加乘算法的迭代式LDPC算法，其编码增益逼近香农极限，并易于采用并行处理的方式实现。传统的硬判决对信号量化的比特数为1位，其判决非“0”即“1”，没有回旋余地。而软判决则采用多个比特位对信号进行量化，并通过Viterbi等估计算法提高判决的准确率。

　　硬判决FEC将长期应用于光通信领域，通过对融合、高性能的硬判决方案的研究，可以有效支撑现有10G和40G系统的升级需求。100G以及超100G光传输系统采用相干接收技术，非常适合采用软判决FEC技术。基于软判决FEC，采用级联、卷积、交织等技术，提供10dB以上的高性能FEC方案，可以有效支撑100G和超100G系统的应用需求。

　　中兴通讯100G技术方案

　　中兴通讯于2010年率先在业内发布全程100G承载解决方案，提供从交换机、路由器和波分OTN全系列100G产品，为客户提供从边缘层到核心层的端到端解决方案。目前中兴通讯已经先后与德国、俄罗斯、美国、中国等国家的主流运营商在100G、超100G领域完成了多项实验网项目，成为全球高速光通信传输技术的“引擎”。

　　中兴通讯100G产品基于ZXWM M920平台和ZXONE 8000平台，支持支线路合一和支线路分离两种方式。100G支线路合一方案为干线网络提供10GE和100GE点对点传输方案，服务于高端路由器，突破网络带宽限制。100G支线路分离方案，为城域网络和干线网络提供小颗粒业务带宽共享复用，提升城域传输网业务疏导效率。独家采用软判决FEC(SD-FEC)，具有业界最强的100G传输能力;100G波长支持最大1500km传输无电中继，支持ODU0/1/2/2e/3/3e2/flex混合封装到OTU4，支持ODU4封装到OTU4。采用40nm工艺的ASIC技术，进一步提高设备集成度并降低了功耗。中兴通讯100G三大核心技术如图所示。

　　中兴通讯多年来一直致力于100G、400G/1T等超100G技术的研究以及产品方案的研发与应用。借助多年的技术积累和业界顶尖的专家团队，中兴通讯全球首次在实验中实现了单信道为11.2Tbit/s的光信号，并成功让该信号在标准单模光纤中的640公里传输，刷新了此前单信道传输最高速率为1Tb/s光信号的世界记录。中兴通讯实现了24Tb/s(24x1.3Tb/s)波分复用信号传输，是业界首次实现Terabit/s的波分复用技术。

　　点评

　　100G系统与10G/40G系统相比进一步提高了系统的传输容量;在系统色散容限、PMD容限等方面有了革命性的突破。中兴通讯100G解决方案集中采用了最新的研究成果，100G采用包括高速信号处理技术、大规模芯片集成技术以及光的集成技术，从而设备的体积以及功耗将大大降低，即节省机房面积、减少能耗，符合发展绿色社会理念;单端口容量的增大，相应地减少了系统端口数量，从而简化了网络的管理。随着移动互联网、高清视频等业务的高速发展，以及100G技术标准的不断成熟，100G时代已经到来，100G规模商用势不可挡。