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100G DWDM 优化OSNR的技术
http://www.cww.net.cn   2012年4月9日 10:40    

实际上,业界已有成熟的类似解决方案。阿尔卡特朗讯在2011年Q4发布了基于商用系统的增强OTU 解决方案。并不开启SD-FEC的情况下,在2012年Q1某国家级测试中已优于以上关键指标。

图一、PDM-QPSK发送和接收的功能示意图

二:Q余量与Rm侧系统OSNR的优化:

40G DWDM国标中定义的MPI-Rm 参考点接收OSNR 与背靠背OSNR 容限(EOL)值之间的差值要求为4.5~5db。关于背靠背OSNR容限的分析详见第一部分,因此,这个OSNR裕度的多少将直接决定系统的OSNR门限。为便于分析,本节将系统富裕度分解为两部分:1)通道OSNR 代价2db;2)系统OSNR 裕量2.5~3db。考虑到接收机的0.5db 的老化裕量,也即EOL和BOL的差值,因此第2部分实际系统OSNR 裕量(BOL)一般取值为3~3.5db,同样的,对应的通道Q 裕量也对应的取值3~3.5db。

实际上目前第二代100G商用系统中,光通道OSNR代价已远小于2 db,例如阿尔卡特朗讯的平均通道代价只有1 db,性能提升了100%。相对40G标准,基于偏振复用相干检测的100G技术天生对DGD和色度色散不敏感,因此可将Q 裕量从40G系统中的3-3.5db 下降到2-2.5db。因此,出于系统长期稳定性的保守设计,将通道代价节约的1db和Q裕量节约的1db, 二者之利只取其一;Q裕量的变化实际上就是系统侧的OSNR裕量,就可以降低1 db, 达到4-4.5 db。目前这个裕量的优化已广泛的被欧洲和北美运营商所接受。

通过这个方案优化和适度的裕量放松,在不采用额外增加带宽开销的情况下(例如SD-FEC)下,100G系统的ONSR门限就可达到18.5db, 完全可现有的40G系统在跨站设置上相同,甚至优于某些特殊码型的40G 系统。下表一给出了按照这个方案优化后的不同纠错范围下对应的Q值和Q裕量建议值。

表一:误码率和Q值、Q裕量对应模型

三:FEC和SD-FEC的优化技术

前向纠错FEC技术是提高系统传输性能的传统技术,也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(例如20%)以及对应的信号处理芯片的复杂度来换取更大的净增益。一般认为FEC技术经历了三代的快速发展。

第一代的为满足ITUT G.975规定的带外FEC,采用 RS(255, 239)方式使用7%的开销,净编码增益为6-7DB。这个方案广泛适用于2004年前的2.5G 和10G DWDM。第二代FEC采用G.975.1标准,自2004年开始启动正式商用,采用级联编码技术,增益可达到8-9db。当然编码增益的提高同时也带来了FEC算法复杂度增加。第二代 FEC技术也跟随芯片技术发展经历了两个阶段,一个为30万门以上电路FPGA搭建时代,一个为百万门规模的ASIC单一芯片时代。普遍认为,基于100G系统会迎来第三代FEC技术。具体实现方案既可以延续ITU-T G .975.1标准,但将原先的7%开销比提升到20%开销的实现高性能硬判决FEC,也即超强AFEC方案,这样也可将编码增益提升到10-11 db。这个利旧方案基于10G和40G WDM系统中规模应用的硬判决(HD-FEC)算法,十分成熟,易于工程大规模实施。方案之二就是有厂商提出的希望使用软判决SD-FEC技术,例如Turbo 码、LDPC 码和TPC码,通过20%甚至20%以上的开销比,以获得10-11db的编码增益。

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来源:C114中国通信网   编 辑:高娟    联系电话:010-67110006-853
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