都娟　姚兰　王慧杰

摘要：物联网的诞生、云计算的应用、“宽带中国·光网城市”的实施、无线数据流量持续增长，驱动着传送网络具有更高的容量，推动了业界对100G连接的需求。数据业务的爆炸式增长驱动着更高的传送容量的诞生，100G时代已经来临。本文研究分析了100G OTN的关键技术。

关键词：物联网；100G OTN；传输

中图分类号：TN929.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）04-0022-01

近年来，波分传送系统一直在追求更长的传输距离、更低的单位比特成本，OTN 已凭借其多种技术优势越来越成为骨干传输网中的主流技术。随着40G网络的规模部署、100GE及相应POS接口的出现，100G OTN的呼声越来越热烈。

1 OTN的发展概述

传统的波分传送系统尽管具备大容量传输能力，却因缺少交叉技术而导致它的系统调度能力不高，因此通常在网络调整与发生故障的时候需要进行較为复杂的处理。1998年国际电联ITU-T提出OTN技术的概念，经过多年的发展与完善，对OTN的标准给予了比较多的修订，从而形成了G872、G709、G798等一系列标准。

从网络层上，OTN 分为光通道层（OCh）、光复用段层（OMS）和光传送段层（OTS）三层，相邻的两个层面之间形成客户/服务关系。OTN系统可以根据不同的业务需求选择不同的组网方式：点到点组网、链型组网、环型组网及网状组网。OTN技术在保留了传统波分容量大的技术基础上，引入了交叉但愿，大大提高了该系统的安全性及有效性。在传统SDH和WDM技术优势基础上，OTN技术进行的突破：一是将155M速率升级为1.25G/2.5G/10G/40G/100G，二是实现了大粒度业务的灵活调度，是组网方式更加便捷，三是保护机制作用于不同层次的网络，大大提高了网络的安全性。

2 100G OTN关键技术

波分系统速率从一开始的2.5G到后来的40G，再到100G，总有一些物理限制始终存在，而且随着传送速率的升高而更加明显。在光信号进行传递时，因传输通道导致损伤有相位噪音、衰减与色度色散等。随光输送技术进一步发展，光衰减与耗损等问题已初步得到解决，同时经 EDFA与 Raman 放大器补偿。但色散与非线式效应则变成对光输指标优化予以限制的首要因素。通过结合DSP、相干接收、FEC、以及客户侧接口、封装映射等技术的作用，100G OTN系统传输性能得到了有效的提升。

2.1 DSP与相干接收

在100GOTN系统中，通过电滤波与均衡方式，消除非线式效应、色散与噪声等导致码间干扰与眼图畸变上，使码元信息初始化，对由发端发出100G 信号进行还原。在传送线路上无需再安置DCM 模块，而 PDM 对于系统输送距离也不再形成制约，系统的组网能力与灵活性都不同程度提升。通常光通信都首选强度检测方式，该方式构造简单、花费少，但又会造成非线性与消耗问题等，所以有必要结合相干检测技术。相干解调较非相干而言接收机的灵敏度会更高，同时OSNR 灵敏度也更强。

2.2 前向纠错（FEC）

FEC 即向前纠错技术，通过将加入少许冗余信息对传输过程误码进行检验与纠错，可有效降低OSNR，是提升系统输送性能的一种传统型技术。实质上是经有效宽带的牺牲来对冗余度与信号的处理芯片复杂度替换更大编码效益。随着后期的100G及目前40G系统的广泛应用，为实现更长传输距离和更高的比波特率，诞生了纠错能力更强的第二代FEC技术。后期，随着高速IC技术的发展。基于软判决（SD）的第三代FEC编码技术诞生了。FEC技术依据接收信号的处理方式不同分成软判决译码和硬判决译码。而随着编码的冗余度加大，可以获取编码增效就更大。

3 100G OTN的兼容性

在实现100G与现网兼容性方面，应考虑评估系统的CD/PMD容限、OSNR容限、和非线性影响。以下对三种常见方式进行分析：

（1）非相干100G（OPFDM）与非相干10G/40G兼容性。非相干100G的光层设计参数和既有10G/40G系统接近，只要在OSNR同时满足便可实现混传。（2）相干100G与相干40G系统的兼容性。40G相干系统以两种编码技术为主：一是采用2相位调制PDM-BPSK，二是4相位调制PDM-QPSK。2相位调制PDM-BPSK码速率为21.5Gbps，此类场景可平滑混传；4相位调制PDM-QPSK，码速率为11.25Gbps，此类场景与100G相干混传代价较大。（3）相干100G（PDM-QPSK）与非相干10G/40G兼容性。相干接收端的100G是可以节省DCM模块的，它会让光层的规划更加简单，但与原有10G非相干混传时，可能对原系统的DCM模块对相干系统会带来一定的影像。但实验表明：如果非相干系统对相干系统额外的OSNR上的代价低于0.5dB时，影响并不大，只要OSNR参数能同时满足100G和10G的要求，便可实现兼容。

4 100G OTN未来发展趋势

目前，传送技术正处在演进的重要阶段，随着IP数据业务的发展、传输设备体积、功耗的进一步降低，100G OTN技术将逐步呈现越来越大的技术、成本优势，100G OTN技术的应用和发展必将成为满足高速业务需求的最佳选择。