隨著互聯(lián)網(wǎng)骨干帶寬以每年約50%的速度增長，以及寬帶用戶(IPTV、視頻點(diǎn)播及3G業(yè)務(wù)等)和帶寬饑渴型應(yīng)用的增加，為業(yè)務(wù)匯聚與核心網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供100GE已成為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、大型互連網(wǎng)業(yè)務(wù)提供商的迫切需要。40G傳輸系統(tǒng)已不能滿足當(dāng)前幾何式增長的帶寬需求，目前部分?jǐn)?shù)據(jù)流量繁忙的骨干網(wǎng)上業(yè)已呈現(xiàn)出傳送帶寬緊缺的趨勢。100G傳輸技術(shù)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(chǎn)生的傳輸損傷也更為嚴(yán)重。而100G技術(shù)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(qiáng)的非線性效應(yīng)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(jìn)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(jī)的帶寬也需要隨之而線性增加，而更寬的接收機(jī)帶寬將使得更高功率的噪聲進(jìn)入接收機(jī)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(yīng)來自調(diào)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(dǎo)致承載業(yè)務(wù)信號的一串光脈沖發(fā)生畸變，導(dǎo)致相鄰光脈沖之間的碼間干擾，從而產(chǎn)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?qū)挾?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(yīng)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(diào)制方法(二進(jìn)制振幅鍵控)，則其色散容限將非常小，現(xiàn)有的DCM補(bǔ)償方式已經(jīng)完全不能滿足要求。對于100G傳輸，色散容限問題已經(jīng)成為嚴(yán)重的問題，而傳統(tǒng)的光學(xué)色散補(bǔ)償?shù)姆椒ㄒ呀?jīng)不能克服色散容限降低帶來的危害，必須采用更新的補(bǔ)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(dǎo)致其傳播速度不同，偏振模色散會導(dǎo)致光纖傳輸系統(tǒng)的碼間干擾(ISI)，進(jìn)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(diào)制方法(二進(jìn)制振幅鍵控)，其PMD容限不足1ps，無法達(dá)到工程預(yù)算要求。在100G傳輸系統(tǒng)中，PMD容限也被認(rèn)為是一個非常嚴(yán)重的問題，常規(guī)的強(qiáng)度調(diào)制-直接檢測(IM-DD)碼型調(diào)制及接收方式無法滿足系統(tǒng)設(shè)計要求，在技術(shù)上必須尋找新的解決方案。

3、光纖非線性效應(yīng)增強(qiáng)

光纖非線性效應(yīng)的強(qiáng)弱與入纖光功率、光信號的光譜寬度、調(diào)制碼型特性、光纖色散系數(shù)以及跨段數(shù)目均有關(guān)系，光信號的調(diào)制速率越高，對光纖非線性效應(yīng)的忍耐程度越低。而一些特殊的碼型調(diào)制技術(shù)技術(shù)，如相位調(diào)制、RZ碼型調(diào)制等，有利于增強(qiáng)傳輸碼型對光纖非線性效應(yīng)的抵抗能力。100G傳輸系統(tǒng)，如果要克服由于調(diào)制速率提升而帶來的更差的非線性忍耐度，就必須從調(diào)制技術(shù)上尋找新突破。