隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬需求以前所未有的速度增長，更復(fù)雜的技術(shù)已經(jīng)到位，可以通過波分復(fù)用 ( WDM ) 經(jīng)濟高效地增加光帶寬。使用精密的數(shù)字信號處理器 (DSP) 和先進的光子學(xué)，相干 WDM 技術(shù)徹底改變了 DWDM 傳輸，使波長速度從前相干時代的 10 Gb/s 發(fā)展到 100 Gb/s、200 Gb/s，甚至現(xiàn)在400 Gb/s 以及 800 Gb/s，配備最新的相干光學(xué)設(shè)備。
什么是相干波分復(fù)用技術(shù)？
相干 WDM 技術(shù)是指使用光的幅度和相位調(diào)制以及跨兩個偏振的傳輸?shù)南冗M光學(xué)技術(shù)，因此可以通過光纖電纜傳輸更多信息。在發(fā)射器和接收器上使用數(shù)字信號處理，相干 WDM 技術(shù)在 DWDM 網(wǎng)絡(luò)中提供具有成本效益和高度可靠的光傳輸。
當 WDM 在 20 世紀 90 年代中期首次推出時，典型的波長數(shù)據(jù)速率為 2.5G。高速光調(diào)制器和更好的色散管理使向 10G 波長的轉(zhuǎn)變成為可能。
相干 WDM 技術(shù)的出現(xiàn)使 100GbE 在骨干光網(wǎng)絡(luò)上的傳輸成為可能，并且在 DWDM 信道間隔或 DWDM 通用設(shè)備設(shè)計上沒有任何變化的情況下，網(wǎng)絡(luò)或光纖容量擴展了 10 倍。
相干波分復(fù)用技術(shù)亮點
相干 WDM 技術(shù)提供更高的比特率、更大程度的靈活性、更簡單的 DWDM 線路系統(tǒng)和更好的光學(xué)性能。
簡化您的 DWDM 網(wǎng)絡(luò)
相干 WDM 技術(shù)有助于簡化 DWDM 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和部署，這要歸功于軟決策前向糾錯 (FEC)，這是一種使用額外的錯誤檢測和糾正開銷信息對原始信號進行編碼的方法，以檢測和糾正傳輸路徑中出現(xiàn)的錯誤。
FEC 提供更多余量，允許更高比特率的信號以更少的再生點傳輸更遠的距離。這導(dǎo)致更簡單的光子線路、更少的設(shè)備、更低的成本，以及 DWDM 網(wǎng)絡(luò)中顯著更大的帶寬。
最大化光纖容量
頻譜整形也是相干WDM技術(shù)在部署DWDM網(wǎng)絡(luò)時常用的技術(shù)。這是一種在整個頻譜上應(yīng)用動態(tài)處理的方法。因此，它可以以傳統(tǒng)壓縮器和均衡器過去無法做到的方式幫助平衡樂器和人聲的聲音。
頻譜整形為級聯(lián)的可重構(gòu)光分插復(fù)用器 (ROADM)提供更大的容量，從而提高 DWDM 信道的頻譜效率。作為靈活的 WDM 網(wǎng)格系統(tǒng)中的一項關(guān)鍵技術(shù)，它允許將載波擠得更近以最大限度地提高容量。
更大的靈活性
相干 WDM 技術(shù)可以為各種 DWDM 網(wǎng)絡(luò)和 DWDM 應(yīng)用量身定制。相干光線路卡可以支持多種調(diào)制格式和不同的波特率，使運營商可以從多種線路速率中進行選擇。完全可編程的相干 WDM 收發(fā)器提供范圍廣泛的可調(diào)性選項，增量容量之間具有精細的粒度。網(wǎng)絡(luò)運營商可以利用所有可用容量并將超額利潤轉(zhuǎn)化為創(chuàng)收服務(wù)。
強力緩解擴散
當光信號在光纜中傳輸時，不可避免地會出現(xiàn)色散（CD）和偏振模色散（PMD）等光纖損傷。通過減輕色散效應(yīng)，相干 WDM 技術(shù)中的高級數(shù)字信號處理器 (DSP) 消除了規(guī)劃色散圖和 PMD 預(yù)算的難題。這也消除了色散補償模塊 (DCM) 的成本和延遲。
此外，相干處理器提高了偏振相關(guān)損耗 (PDL) 的容限并跟蹤偏振狀態(tài) (SOP)，以避免因周跳而導(dǎo)致的誤碼，否則會影響光學(xué)性能。因此，運營商可以在比以往任何時候都更長的距離上部署高達每個運營商 400G 的線路速率。高比特率信號甚至可以部署在以前無法支持 10G 的舊光纖上。
開發(fā)中的相干 WDM 技術(shù)
在過去的幾年中，一些基本的相干波分復(fù)用技術(shù)已經(jīng)成功部署并應(yīng)用到DWDM 網(wǎng)絡(luò)中。
高階幅度/相位調(diào)制
在 2000 年代初期，許多光學(xué)實驗旨在將每個 WDM 信道的數(shù)據(jù)速率提高到超過使用 10G直接檢測 (IM-DD)所能達到的水平。相移鍵控調(diào)制，如差分相移鍵控（DPSK）和差分正交相移鍵控（DQPSK）受到青睞，因為與IM-DD相比，在所需的光信噪比（OSNR ）方面具有顯著優(yōu)勢)。此外，通過在載波中編碼更多的幅度或相位變化，可以增加每個符號中攜帶的比特數(shù)，并且對光纖損傷的敏感度與符號率有關(guān)（不直接與比特率有關(guān)）。
偏振復(fù)用
光纖可以看作是一個圓形波導(dǎo)，它支持兩個正交偏振。通過使用偏振復(fù)用 (PM)載波有選擇地傳輸調(diào)制信號，我們可以在使用相同的 PM 接收器的同時有效地將給定調(diào)制技術(shù)的頻譜效率提高一倍。通過使用偏振復(fù)用，有效符號率可以降低到單偏振傳輸?shù)囊话搿＿@使得通過使用低速電子設(shè)備實現(xiàn)高速 DWDM 傳輸系統(tǒng)成為可能。
相干檢測
相干檢測起源于無線電通信，其中本地載波與接收到的射頻 (RF) 信號混合以生成乘積項。結(jié)果，可以對接收到的射頻信號進行頻率轉(zhuǎn)換和解調(diào)。在 DWDM 網(wǎng)絡(luò)中，相干檢測不僅可以實現(xiàn)比直接檢測更高的靈敏度，而且可以顯著提高頻譜效率（在每個符號上編碼更多比特），因為它使用光載波的相位、幅度和偏振來承載信息。另外，相干檢測是一個線性過程，可以采用線性均衡來有效補償CD和PMD。
展望未來
在 WDM 行業(yè)內(nèi)，相干 WDM 技術(shù)構(gòu)成了高效 WDM 傳輸?shù)幕A(chǔ)。他們將相干光波長的范圍擴展到數(shù)千公里，最大限度地減少了信號再生的需要。但這還沒有結(jié)束。為了進一步提高線路速率和頻譜效率，將研究更新的相干技術(shù)以繼續(xù)提供更好的 DWDM 網(wǎng)絡(luò)。
