隨著近年來互聯網的快速發展，互聯網用戶數、應用種類、帶寬需求等都呈現出爆炸式的增長，以中國為例，未來4、5年內干線網流量的年增長率預計會高達60~70%，骨干傳輸網總帶寬將從64Tbit/s增加到150Tbit/s左右，甚至200Tbit/s以上。隨著“寬帶中國·光網城市”計劃的實施，以及移動互聯網、物聯網和云計算等新型帶寬應用的強力驅動，迫切需要傳送網絡具有更高的容量。目前骨干網已經規模部署了40G WDM傳輸系統，但是通過業務容量爆炸式的發展趨勢不難看出，40G 在未來進行多業務承載時也將會捉襟見肘，因此100GWDM超高速傳輸技術的需求迫在眉睫。

100G OTN關鍵要求

長途傳輸系統升級到100Gbit/s OTN系統，主要要實現以下幾方面要求：

1)支持50GHz的通道間距;

2)色散(CD)容限 ±700ps/nm;

3)偏振模色散(PMD)容限10ps (DGD平均值);

4)能夠在現有的DWDM網絡和OTN網絡中平滑升級;

5)不對現有的DWDM通道信號產生重大串擾代價。

100Gbit/s OTN系統升級要求必須要滿足以上所有要求，目前可以通過具有相干檢測功能的100G PM-QPSK調制模式來滿足這些要求。

100Gbit/s PM-QPSK關鍵技術特性

A.OSNR性能改善

具有相干檢測功能的PM-QPSK比二進制(OOK)提供了大約6dB的光信噪比的靈敏度改善。100 Gbit/s 的容量是10Gbit/s 的10倍，所以100Gbit/s 的調制方案需要提供比10Gbit/s OOK碼型高10dB 的性能。相干檢測的關鍵優勢在于光波相位信息可以傳遞到數字領域，因而可以利用強大的電子色散補償(EDC)能力，使用非常低的代價清理信號失真。因此，通過使用100Gbit/s PM-QPSK與 EDC，相干檢測的技術可以獲得6dB的改善(與直接檢測OOK相比); 利用高編碼增益FEC可得2-3dB 的改善;由于減少CD和PMD的傳輸代價，再有1—2dB的改善。這樣，總改善能達到9—11dB， 使得100Gbit/s PM-QPSK接近10Gbit/s OOK系統光信噪比的靈敏度。這就意味著，100Gbit/s可以在應用上達到目前的10Gbit/s系統傳輸距離。

B.色散(CD)容限

具有電子色散補償(EDC)功能的調制解調器芯片，可不需外部可調諧色散補償器。芯片色散補償的總量是決定于有限脈沖響應(FIR)自適濾波器的2個因素：拍點(tap)數量和拍點延時量。10Gbit/s DWDM的部署主要利用色散補償光纖(DCF)以限制在殘余的色散在10Gbit/s OOK接收器容限內(通常是+/-400ps/nm)，在這個范圍內100Gbit/s PM-QPSK EDC是很容易做到的。

C. 偏振模色散(PMD)容限

具有電子色散補償(EDC)調制解調器芯片還可以用于PMD的補償。 PMD補償的一個關鍵是必須要非常快地跟蹤網絡上高速偏振動態的變化。這同色散補償是非常不一樣的，那是因為色散的變化是比較靜態的(變化量非常緩慢而且很少)，通常是由光纖溫度變化所引起的。

D.相位調制

相位調制在40G系統中的廣泛應用，進一步推動了這項技術在100G中的成熟。利用QPSK技術可以使光載波攜帶的信息量增大一倍，與偏振復用的結合使得100G信號波特率降低到約25Gbaud/s，因此能夠應用在50GHz間隔的OTN系統中，同時也降低了信號對光纖非線性容忍度的要求。

E.偏振復用

利用光信號的兩個偏振態之間相互正交特性來實現在同一個光載波上攜帶兩路信息，使得信號碼元速率下降一半。偏振復用是比較成熟的技術，在40G系統中已有過工程應用，而對于100G已然成為一項不可或缺的技術。偏振復用對于發射機來說只需要一些比較簡單的無源器件即可實現，而難點主要在于接收機的解偏部分。但隨著相干檢測技術的不斷成熟，偏振解復用已能夠非常容易地在電域中被處理。