隨著社會(huì)信息化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，視頻點(diǎn)播、P2P、IPTV等視頻業(yè)務(wù)以及3G、LTE、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)等新興應(yīng)用對(duì)帶寬需求劇增。據(jù)預(yù)測(cè)，未來5年干線流量的GAGR超過80%，5年后干線網(wǎng)絡(luò)帶寬需求將是當(dāng)前的10～15倍。當(dāng)前的10G和40G WDM光傳輸系統(tǒng)無法滿足高速增長(zhǎng)的傳輸容量需求，100G應(yīng)運(yùn)而生。

100G技術(shù)已經(jīng)成為骨干網(wǎng)建設(shè)新選擇。100G系統(tǒng)能有效提升單根光纖傳輸容量，提高光纖資源利用效率，大幅緩解光纖資源壓力，并大幅降低單位比特能耗和設(shè)備占地面積。100G數(shù)字相干接收技術(shù)使光傳輸系統(tǒng)具有足夠色散容限和偏振模容限，無需考慮線路傳輸色度色散和偏振模色散影響，給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維帶來更多便利。

2012年以來，全球運(yùn)營(yíng)商對(duì)100G技術(shù)熱情不斷上漲。一份來自Infonetics的報(bào)告顯示，在其所調(diào)研的全球21家無線及綜合業(yè)務(wù)電信運(yùn)營(yíng)商采購(gòu)決策者中，95%受訪者均計(jì)劃部署100G。

不同于以往的2.5G/10G/40G波分傳輸系統(tǒng)，100G光傳輸在實(shí)現(xiàn)上伴隨著一系列重大變革，包括偏振復(fù)用相位調(diào)制技術(shù)、基于數(shù)字信號(hào)處理的數(shù)字相干接收技術(shù)和基于軟判決的第三代超強(qiáng)糾錯(cuò)編碼技術(shù)等。100G光傳輸采用數(shù)字相干接收機(jī)通過相位分集和偏振態(tài)分集將光信號(hào)的所有光學(xué)屬性映射到電域，利用成熟的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在電域?qū)崿F(xiàn)了偏振解復(fù)用、信道損傷(CD、PMD、非線性效應(yīng))均衡補(bǔ)償、時(shí)序恢復(fù)、載波相位估計(jì)、符號(hào)估計(jì)和線性解碼。

數(shù)字相干接收技術(shù)使得光傳輸系統(tǒng)具有足夠的色散容限和偏振模容限，無需考慮線路傳輸上的色度色散和偏振模色散的影響，這給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維帶來一系列好處，主要包括：

① 簡(jiǎn)化了傳輸線路上的光學(xué)色散補(bǔ)償和偏振解復(fù)用設(shè)計(jì)，線路設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單;

② 消除了低PMD光纖的依賴，適用于各種規(guī)格的傳輸光纖，方便光纖線路速率升級(jí);

③ 消除了傳輸線路DCF光纖非線性效應(yīng)的影響，減少了線路放大器的數(shù)量和ASE噪聲的影響，降低了線路成本，提升了系統(tǒng)長(zhǎng)距傳輸能力;

④ 減小了線路傳輸時(shí)延，按照1km光纖5us的時(shí)延計(jì)算，消除DCF光纖所帶來的時(shí)延減少非常可觀，這對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用環(huán)境意義重大;

⑤ 保護(hù)恢復(fù)時(shí)間小于50ms，(不同于40G系統(tǒng))100G數(shù)字信號(hào)處理自適應(yīng)色散補(bǔ)償算法收斂迅速，完全滿足電信級(jí)恢復(fù)時(shí)延要求。

基于數(shù)字相干接收PM-QPSK調(diào)制的100G光傳輸技術(shù)在長(zhǎng)距離光傳輸技術(shù)史上具有里程碑意義，這不僅僅體現(xiàn)在100G光傳輸性能的巨大提升和建網(wǎng)運(yùn)維的顯著優(yōu)勢(shì)上，更是由于其為后續(xù)超100G傳輸技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。超100G光傳輸將繼承100G光傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，采用偏振復(fù)用、多級(jí)調(diào)制提高頻譜效率，采用OFDM技術(shù)規(guī)避目前光電子器件帶寬和開關(guān)速度的限制，采用數(shù)字相干接收提高接收機(jī)靈敏度和信道均衡能力。然而，超100G光傳輸由于非線性效應(yīng)的限制，傳輸距離和頻譜效率之間的矛盾非常顯著，選擇更高級(jí)別的QAM調(diào)制提高頻譜效率和傳輸速率，其傳輸距離可能遠(yuǎn)低于目前100G系統(tǒng)。這決定了100G速率在長(zhǎng)距離光傳輸應(yīng)用上會(huì)占據(jù)一個(gè)比較長(zhǎng)的時(shí)間窗口，其大規(guī)模在網(wǎng)應(yīng)用時(shí)間保守估計(jì)在10年以上。