摘 要：本文讨论了提升R点系统OSNR门限的三种方法以及在偏振复用相干检测技术下Q裕度的调整范围。首先，在不增加额外速率开销的情况下，通过本振提升技术使得B2B OSNR与复杂算法SD-FEC性能接近。其次，基于100G技术天生对DGD和色度色散不敏感，可将Q 裕量从40G的3-3.5db 下降到2-2.5db，优化后的100G ONSR门限完全与40G相同。第三，SD-FEC通过提升20%线路冗余可提升OSNR预算1.3 db，SD-FEC算法复杂对硬件实时处理的要求很高，软判决和硬判决不是取代关系而是配合关系。最后，论证了芯片技术是商用SD-FEC的关键，阿尔卡特朗讯也在2012年Q1发布了基于400G技术的高性能处理芯片。
2009年以来40G DWDM已开始在中国规模部署，随着宽带中国、网络提速等战略的实施，发达省份的骨干传输带宽资源已几乎在这快速发展的3年中而消耗殆尽，部分运营商在第二平面建设方案是基于40G技术还是100G DWDM技术而举棋不定。2010年6月IEEE、ITU-T、OIF分别关于100G接口、映射、传送等标准的定稿加快了100G整个产业链成熟，2011年欧美运营商在云计算、IDC互联、移动互联网等业务的驱动下规模部署100G 技术，毫无疑问为100G的商用产生了多米诺骨牌效应。2012年Q1伊始，国内三大运营商分别启动详细的实验室和现网测试，业界也逐步将注意力从为什么建设100G转移到怎么建设100G。OSNR，这个DWDM系统最典型也最复杂的指标，也继PDM-DPSK码型归于统一之后成为新的热点。
虽然从40G到100G 速率提升2.5倍，频谱效率要从0.8Bit/HZ上升到2Bit/HZ, 但从工程设站的角度，具备机房条件的物理站址是不随线路速率而变化的。在相同调制格式下100G 要比40 G的OSNR门限要提升3.8-4DB，OIF建议通过统一100G码型为PDM-QPSK并辅以四相位相干接收技术来解决这个问题。40G DWDM系统的国标根据不同的码型OSNR门限分别在18或19DB，所以设备制造商也均按照这个数字来优化各自的100G特性。与40G各种型来差分应用场景不同的是，统一码型和统一调整方式的100G DWDM留给厂商进行各自优化的空间并不大，只有接收侧的AD高速数模转换、DSP的软件算法以及FEC编解码深度。与工程设计相关的显性指标，就体现在背靠背OSNR（BOL和EOL）、OSNR和系统代价、FEC纠错能力、色度色散和偏振模色散补偿值上。
一：B2B OSNR 的优化：
工程实践往往和实验室测试有较大差距。在建议的1 dbm的发送功率下，第一代100G系统的B2B 仿真数据维持15-16db. 在7% 线路开销的112Gbit/s PDM-QPSK相干系统中，在误码率为2E-3这个阈值下，B2B OSNR性能的离线数据最佳结果为14.78DB。也有厂商离线测试结果在15-16 db，可作为最裂数据。由于仿真系统一般采用计算机阵列的离线处理，一般认为商用系统上性能会比仿真结果大1.5DB。原因在于离线处理为获取最佳的B2B OSNR性能而忽略考虑算法本身的复杂度，但是在线DWDM处理系统必须考虑算法复杂度限制，性能必然有所劣化。基于以上仿真结果，即使退而使用15-16db的指标，其与40G 系统的背靠背门限分别为13DB或14.5DB不小的差距，这个结果一度让运营商在使用100G与否的决策上彷徨，也让技术专家将注意力转移到提升20%开销但可提升B2B 门限约1-2 db的SD-FEC上来，认为其是商用系统不可偏离关键技术。
实际上PDM-DPSK和相干接受的基本原理在诞生之初就提供了优化方案，即本地偏振光源性能“净化度”的提升。如图一右侧示意图所示，相干接收侧使用一个高稳定度的本地振荡激光器，经过偏振分束后与远端输入光信号进行90度混频，90度混频器输出一个偏振态的两路信号。混频器输出光信号经平衡接收光电二极管转换为模拟电信号，经高速模数转换器（ADC）采样量化后转换为数字信号。基于以上原理，源自本振光源的信噪比要远优于输入光信号的信噪比，我们能够改变本地光源的“纯度”，就可提升接收端光信噪比约2db的改善。同理，通过这样的方法，就可以将B2B的OSNR从15-16 db降低到13-13.5 db。这个优化的数据基本上可达到牺牲20%带宽效率的SD-FEC的方案指标。
