《GOTN的關(guān)鍵技術(shù)》ppt課件

1、陶智勇 zhiyongwri 027-87691215100G技術(shù)的需求與開展 2021年以來40G DWDM開場在中國規(guī)模部署，隨著寬帶中國、網(wǎng)絡(luò)提速等戰(zhàn)略的實(shí)施，興隆省份的骨干傳輸帶寬資源已幾乎在這快速開展的3年中耗費(fèi)殆盡。 部分運(yùn)營商在第二平面建立方案是基于40G技術(shù)還是100GDWDM技術(shù)而舉棋不定。 2021年6月IEEE、ITU-T、OIF分別關(guān)于100G接口、映射、傳送等規(guī)范的定稿加快了100G整個產(chǎn)業(yè)鏈成熟。 2021年歐美運(yùn)營商在云計(jì)算、IDC互聯(lián)、挪動互聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)的驅(qū)動下規(guī)模部署100G技術(shù)。 2021年伊始，國內(nèi)三大運(yùn)營商分別啟動詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)網(wǎng)測試，業(yè)界也逐漸將留意力

2、從為什么建立100G轉(zhuǎn)移到怎樣建立100G。 2021年全面建立。 100G 100G 傳輸系統(tǒng)對線路的要求傳輸系統(tǒng)對線路的要求 要求100G的系統(tǒng)在目前的10G線路上具有與10G相當(dāng)?shù)膫鬏斝阅堋?100 Gbit/s 的容量是10Gbit/s 的10倍，所以100Gbit/s 的調(diào)制方案需求提供比10Gbit/s OOK碼型高10dB 的性能。 OOK (On-Off Keying)是ASK調(diào)制的一個特例，把一個幅度取為0，另一個幅度為非0，就是OOK。100G 100G 傳輸系統(tǒng)的處理方案傳輸系統(tǒng)的處理方案 需求綜合運(yùn)用多維度調(diào)制解調(diào)、多維度復(fù)用解復(fù)用技術(shù)，并最大限制地利用目前成熟的微電子

3、技術(shù)，使其在性能、復(fù)雜度、本錢以及功耗上獲得平衡； 目前業(yè)界認(rèn)可的關(guān)鍵技術(shù)包括相位調(diào)制、相關(guān)接納、偏振復(fù)用、數(shù)字信號處置(FEC,EDC)以及多載波技術(shù)，調(diào)制方式主要為相關(guān)接納偏振復(fù)用正交相移鍵控PMC-QPSK； 10dB線路預(yù)算的分解： -相對于OOK而言，100G PM-QPSK調(diào)制相關(guān)接納可提供約6dB增益； -高增益的SD FEC可提供2-3dB增益； -EDC對CD和PMD的補(bǔ)償可提供1-2dB增益； -合計(jì)9-11dB增益。100G線路的二種傳輸方案100G傳輸架構(gòu)圖100G傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù) PM-QPSK調(diào)制技術(shù) 相關(guān)檢測技術(shù) 高增益的FEC技術(shù) 先進(jìn)的DSP技術(shù)PM-QPSK調(diào)

4、制技術(shù) PMPolarization-Multiplexed ：偏振態(tài)復(fù)用技術(shù)。 QPSKQuadrature Phase Shift Keying ：正交相移鍵控調(diào)制技術(shù)。 發(fā)送端采用PM-QPSK調(diào)制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：降低傳輸波特率，減少100G器件的復(fù)雜度。什么是PM調(diào)制BPSK調(diào)制什么是QPSK調(diào)制PM-QPSK調(diào)制技術(shù)的價(jià)值100G傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù) PM-QPSK調(diào)制技術(shù) 相關(guān)檢測技術(shù) 先進(jìn)的DSP技術(shù) 高增益的FEC技術(shù)為什么要引入相關(guān)技術(shù)相關(guān)光的干涉 相關(guān)光的干涉：兩束滿足相關(guān)條件的光在相遇的區(qū)域會產(chǎn)生干涉景象。 相關(guān)條件： - 振動方向一樣； - 振動頻率一樣； - 相位差堅(jiān)持恒定。相

5、關(guān)：why? how? 為什么要相關(guān)？ 產(chǎn)生相關(guān)條件后，可以方便地復(fù)原出經(jīng)過相位調(diào)制的信號。 100G相關(guān)傳輸如何實(shí)現(xiàn)相關(guān)？ 在接納端選用與發(fā)送端中心波長一樣同頻的激光器；再經(jīng)過同步電路處置，使接納端的相位堅(jiān)持與發(fā)送端一樣同相，構(gòu)成相關(guān)條件。如何恢復(fù)QPSK的數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)可大幅提高PMD和CD的容限？ 相關(guān)技術(shù)本身無法提高色散容限，但它要轉(zhuǎn)到電域進(jìn)展處置，就好辦。 傳統(tǒng)的DCM補(bǔ)償是采用和光纖色散系數(shù)相反的負(fù)色散補(bǔ)償光纖來補(bǔ)償，其本質(zhì)是光學(xué)的方法。 相關(guān)技術(shù)是采用電域的DSP技術(shù)來消除PMD和CD。相關(guān)技術(shù)處理色散問題的原理 色散和PDM效應(yīng)都是在光電場的相位和偏振上引入了線性調(diào)制和畸變。 假

6、設(shè)能檢測出光信號的電場，那么可以采用線性補(bǔ)償?shù)姆椒?，在光場上抵消色度色散和PDM效應(yīng)。難點(diǎn)及處理方案難點(diǎn)：如何丈量PM-QPSK在二個方向上的電場?如何在光電場上實(shí)現(xiàn)色散和PDM的補(bǔ)償？處理方案：經(jīng)過相關(guān)接納處理丈量問題。經(jīng)過DSP處理補(bǔ)償問題。100G傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù) PM-QPSK調(diào)制技術(shù) 相關(guān)檢測技術(shù) 先進(jìn)的DSP技術(shù) 高增益的FEC技術(shù)DSP消除CD/PMD算法的中心思想 數(shù)字接納機(jī)模擬出二個濾波器，其濾波函數(shù)分別和CD、PMD效應(yīng)的等效濾波器的濾波函數(shù)相反，可濾除由于CD、PMD導(dǎo)致的眼圖畸變和碼間干擾，恢復(fù)規(guī)范的碼元信息。100G傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù) PM-QPSK調(diào)制技術(shù) 相關(guān)檢測技術(shù)

7、先進(jìn)的DSP技術(shù) 高增益的FEC技術(shù)前向糾錯的概念 FEC：Forword Error Correcting，前向糾錯，前向糾錯 含義：發(fā)送端經(jīng)編碼，發(fā)出可以糾正錯誤的碼，含義：發(fā)送端經(jīng)編碼，發(fā)出可以糾正錯誤的碼，接受端收到這些碼組后，經(jīng)過譯碼能自動發(fā)現(xiàn)并接受端收到這些碼組后，經(jīng)過譯碼能自動發(fā)現(xiàn)并糾正傳輸中的錯誤。糾正傳輸中的錯誤。 設(shè)碼長為設(shè)碼長為n，信息位數(shù)為，信息位數(shù)為k，那么監(jiān)視位數(shù)，那么監(jiān)視位數(shù)r =n-krkn前向糾錯實(shí)際 能糾正能糾正t個錯誤的線性分組碼個錯誤的線性分組碼n，k應(yīng)滿足下述應(yīng)滿足下述不等式：不等式： 如，對于如，對于7，4碼，當(dāng)碼，當(dāng)t=1時滿足上式，故能糾時滿足上

8、式，故能糾正正1個錯誤。個錯誤。1.E-121.E-111.E-101.E-091.E-081.E-071.E-061.E-051.E-041.E-03Raw BERCorrected BERRaw BERTEC (4359, 4320)Corrected BER for Scalable Performance FEC1.0E-301.0E-291.0E-281.0E-271.0E-261.0E-251.0E-241.0E-231.0E-221.0E-211.0E-201.0E-191.0E-181.0E-171.0E-161.0E-151.0E-141.0E-131.0E-121.0E-1

9、11.0E-101.0E-091.0E-081.0E-071.0E-061.0E-051.0E-041.0E-031.E-151.E-141.E-13采用采用FECFEC前后前后BERBER的改良效果比較的改良效果比較T1542280-00(114739)1234116714158R owC olum nFR A M E A LIG N M E N T A R EAO T U SP EC IF IC O V ER H EA D A R E AO D U SP EC IF IC O V ER H EA D A R E AOPU SPECIFICOVERHEADAREA12343824RowCol

10、umn38254080Row 1 RS(255,239) FEC redundancyRow 2 RS(255,239) FEC redundancyRow 3 RS(255,239) FEC redundancyRow 4 RS(255,239) FEC redundancy114 15OTUk OHFA OH1617OTUk Payload =ODUk256ByteG.709G.709中中FECFEC的存放區(qū)的存放區(qū) 凈編碼增益NCG：用于衡量FEC真實(shí)的糾錯才干。 影響FEC糾錯才干的另一個要素：開銷比例。 在一樣FEC算法的情況下，開銷比例越大，凈編碼增益越大。 10G、40G系統(tǒng)通常

11、取7%。 不同廠家的FEC編碼方式通常不一樣，不能對接除非采用規(guī)范FEC。硬判決與軟判決 硬判決：是簡單經(jīng)過設(shè)置閾值來判別輸出。如對二進(jìn)制數(shù)來說，普通大于0 判1 ，小于0 判0。 軟判決：先判決輸入量化成N個值，經(jīng)過最 大后驗(yàn)概率計(jì)算每個值最有能夠的原值是多少。 軟判決的優(yōu)缺陷：算法比較復(fù)雜，誤碼率也更低。 硬判決FECHFEC如何進(jìn)展軟判決 軟判決譯碼充分利用了信道輸出的波形信息。 軟判決譯碼器需求的不僅僅是“0/1碼流，還需求“軟信息來闡明這些“0/1的可靠程度，即離判決門限越遠(yuǎn)，判決的可靠性就越高，反之可靠性就越低。 除了劃分“0/1的門限，還要用“置信門限將“0和“1空間進(jìn)展劃分以闡

12、明判決點(diǎn)在判決空間的相對位置。 置信區(qū)間的劃分區(qū)域置信區(qū)間強(qiáng)1區(qū)000（也許0）001（可能0）弱1區(qū)010（很可能0）011（肯定0）弱0區(qū)100（也許1）101（可能1）強(qiáng)0區(qū)110（很可能1）111（肯定1）軟判決FECRDFECSDFEC的選擇N=4 4x25G 100GBASE-LR4/4I1-9D1FN=10 10 x10G 100GBASE-LR10/OTU4-LR10并行并行100G WDMPM-(D)QPSK/DP-(D)QPSK串行串行100G WDM系統(tǒng)配置及參考點(diǎn)定義100G系統(tǒng)主光通道參數(shù)測試應(yīng)用代碼-M80.100G50-16A-0-655(C)M80.100G50

13、-16A-0-652(C)跨段損耗n X W dB16x2220 x22通路數(shù)個8080MPI-SM點(diǎn)SM每通道平均功率dBm0+1MPI-SM點(diǎn)每通道最大功率差dB66MPI-SM點(diǎn)SM最大總發(fā)送功率dBm1920最大殘余色散(0.5dB OSNR代價(jià))ps/nm4000040000MPI-RM點(diǎn)每通道最大功率差dB66MPI-RM點(diǎn)每通道最小光信噪比dB18.518.5MPI-RM點(diǎn)最小差分群時延(0.5dB OSNR代價(jià))ps100100接收機(jī)光信噪比容限（EOL）dB13.513.5光通道OSNR代價(jià)dB22光通道最大糾前誤碼率（BOL）E-3E-3測試項(xiàng)目指標(biāo)單位1發(fā)送端中心波長/頻

14、率191.1196.25THz2發(fā)送端中心頻率偏移2.5GHz3發(fā)送端平均總發(fā)送光功率-5+5dBm4發(fā)送端最大-20dB譜寬1nm5發(fā)送端最小邊模抑制比35dB6接收端接收機(jī)靈敏度-14dBm7接收端接收機(jī)過載功率0dBm8背靠背OSNR容限(BOL)13dB9背靠背色散容限30000ps/nm10背靠背PMD/DGD容限75ps線路側(cè)光接口測試(Co-PM-QPSK)n 大容量超長距光傳輸，單根光纖容量達(dá)9.6Tb/s，可成倍提高光纜的利用效率，減少布纖施工，降低網(wǎng)絡(luò)本錢；n 與現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造兼容，可實(shí)現(xiàn)10G/40G的平滑晉級，系統(tǒng)擴(kuò)容簡一方便；n 線路上無需CD、PMD補(bǔ)償模塊，精簡鏈路設(shè)計(jì)，降低線路傳輸?shù)娜秉c(diǎn)率，簡化了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)；n 具有超強(qiáng)的FEC糾錯才干，網(wǎng)絡(luò)傳輸可靠性、穩(wěn)定性