软判决大幅提升100G传输性能
来源：c114
摘要：随着社会信息化进程不断推进，业务容量以超摩尔定律的速率发展。未来4~5年全网流量的年增长率会高达60~70%，预计2020年全球流量将是2010年的33倍，以数据、视频业务为主的移动互联网带宽更是将呈现“10年增长1000倍”的发展态势。当前的10G和40G 光传输系统无法满足高速增长的传输容量需求，100G应运而生。
Abstract：
Key words :
随着社会信息化进程不断推进，业务容量以超摩尔定律的速率发展。未来4~5年全网流量的年增长率会高达60~70%，预计2020年全球流量将是2010年的33倍，以数据、视频业务为主的移动互联网带宽更是将呈现“10年增长1000倍”的发展态势。当前的10G和40G光传输系统无法满足高速增长的传输容量需求，100G应运而生。
100G技术革命
不同于以往的2.5G/10G/40G波分传输系统，100G光传输在实现上伴随着一系列重大变革，包括偏振复用相位调制技术、基于数字信号处理的数字相干接收技术和基于软判决的第三代超强纠错编码技术等。100G光传输采用数字相干接收机通过相位分集和偏振态分集将光信号的所有光学属性映射到电域，利用成熟的数字信号处理技术在电域实现了偏振解复用、信道损伤(CD、PMD、非线性效应)均衡补偿、时序恢复、载波相位估计、符号估计和线性解码。
数字相干接收技术使得光传输系统具有足够的色散容限和偏振模容限，无需考虑线路传输上的色度色散和偏振模色散的影响，这给网络建设和运维带来一系列好处，主要包括：
① 简化了传输线路上的光学色散补偿和偏振解复用设计，线路设计更简单；
② 消除了低PMD光纤的依赖，适用于各种规格的传输光纤，方便光纤线路速率升级；
③ 消除了传输线路DCF光纤非线性效应的影响，减少了线路放大器的数量和ASE噪声的影响，降低了线路成本，提升了系统长距传输能力；
④ 减小了线路传输时延，按照1km光纤5us的时延计算，消除DCF光纤所带来的时延减少非常可观，这对时延敏感的应用环境意义重大；
⑤ 保护恢复时间小于50ms，(不同于40G系统)100G数字信号处理自适应色散补偿算法收敛迅速，完全满足电信级恢复时延要求。
烽火通信100G具备明显优势
烽火通信作为光通信专家，从国内第一套2.5G、10G、40G波分系统到首个100G波分工程，从国家100G“863”项目到单波T比特，在超高速、大容量光传输领域一直处于领先水平。
掌握100G核心技术，交叉容量大
烽火通信依靠自身技术优势实现了100G从 DSP算法、 ASIC芯片、光模块、板卡到系统的自主开发，系统交叉容量高达6.4T，成为全球仅有的两大厂商之一。
软判决大幅提升100G传输性能
软判决有效提高FEC编码增益，一般而言，在相同开销和编码算法情况下，软判决相对于硬判决可以获得1.1dB以上编码增益提升。对于主要受到非线性效应限制的100G光传输系统，1dB纠错编码增益对系统传输性能的提升远高于衰减或色散受限的光传输系统。根据中国移动、中国电信100G测试结果以及100G行标，G.655光纤时采用软判决传输距离比硬判决多6个跨段，传输距离提升60%。
烽火软判决7% HD-FEC和13% SD-LDPC FEC相结合，编码增益高达12.5dB，纠错极限为2.5e-2，确保传输健壮性。
图1：软判决与硬判决传输性能对比
采用第二代40nm ASIC芯片，集成度高、功耗低
烽火100G单盘采用第二代40nm工艺ASIC芯片，100G收发合一单板仅占两个槽位，典型功耗仅为业界三分之二。
100G与OTN技术相结合，烽火通信开启100G可控可管新模式
为提高光纤传输容量，WDM系统通道速率不断提升，单个波道容量与本地业务容量差距不断拉大。为提高通道带宽利用效率，增强子业务汇聚和调度灵活性，基于ODUk的电交叉能力非常重要。烽火通信100G OTN平台支持ODUk(k=0/1/2/2e/3/4)电交叉，交叉容量达6.4T，支持2M～100G速率任意业务(SDH业务、以太网业务、SAN存储业务、OTN业务、视频业务等多种类型业务)接入。
图2：烽火支线路分离与支线路合一解决方案
支持100G在线监测，实现故障精确定位
考虑到非线性效应影响，OSNR作为一个传输光信号性能指标已不适用于相位调制的光信号，但业界习惯于沿袭该指标。基于PM-QPSK调制的100G光信号，其频谱较宽，不适合采用类似10G在线OSNR监测的带内法，为此烽火采用副载波调制方式估算OSNR值，技术成熟，测量精度好。
相对于OSNR，纠前误码率(Q值)更能全面反应收发机之间的光传输性能。烽火网管系统可实时反映各通道Q值和监测点光功率变化，提供实时预警分析以提高运维效率。
国家干线建设的主力军
目前，烽火通信的高速光传输系统已广泛布局海内外市场，全球承建干线达300余条。在2012-2013年三大运营商OTN集采中更是表现优异。2012年6月，在中国电信OTN集采中，烽火通信中标31个项目中的12个，获得40%市场份额；2012年12月，中标中国联通东部干线，获得60%市场份额；2013年初，获得中国移动西部环、东北环2个省际骨干网络OTN新建设工程，覆盖全国20多个重要省份。2013年3月， 继中国移动100G集采之后，烽火通信又成功中标联通两个100G试验网中的天津-济南-郑州干线，进一步体现了烽火通信在100G领域的领先技术实力。
在国际市场上，烽火100G OTN也有不俗表现，已广泛应用于东南亚、中东、独联体等多个国家和地区，先后在马来西亚、泰国及中东地区获得规模部署，积累了丰富的现网部署经验。
光传输网在经历了2.5G、10G、40G等多个发展阶段后，2013年正式跨入100G时代。紧随中国移动OTN集采、中国联通100G集采之后，中国电信近期也发布了100G集采公告，将在今年夏天开启电信100G OTN集采，集采量预计超过2500块100G OTU，将刷新此前由中国移动创造的全球最大规模100G商用记录。随着三大运营商紧锣密鼓进行100G OTN集采，国内100G商用正在进入高潮期，正式开启100G市场未来的“黄金十年”。
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