100G标准技术简介

100G标准技术简介陈松涛2012.10.19•100GE标准、CAUI接口100GE标准、CAUI接口•OTU4标准、OTL4.10接口•GMP封装•PM-QPSK码型•PM-QPSK码型•S-FEC纠错GOS模型100GE_OSI模型100GCS100GE_PCS100G20CSS100GE20PCSLS100G20CSS100GE20PCSLS数据在完成64-66bit编码之后，将被分配到20个CSl上每轮分配都是以66bi块个PCSlanes上，每一轮分配都是以66bit块为单位，依次填入lane0至lane20。100GCSA100GEPCSMARKERMarker作用：消除不同lanes之间的skew，帮助重排pcslanes序列Marker作用：消除不同lanes之间的skew，帮助重排pcslanes序列100GCSA100GEPCSMARKER每间隔插入Marker每间隔16383blocks插入；Marker格式为10加上6个字节字符加上BIP，比如：Marker格式为10加上6个字节字符加上BIP，比如：10100000110001011010000100BIP3011111001110100101111011BIP7100GA100GEPMA如果使用4*25G方式传输100GE信号，PMA层需要完成10:4的信号转换，如左图所示；如果使用10*10G方式传输100GE信号，PMA层需要完成10:10的信号转换。100G100GEPMD左图为100GBASE-LR4物理层传输模型/ER4物理层传输模型，4Lanes的信号通过电光转换成4路光信号，通过波分复用的方式汇聚到一根光纤中，传输到远端，通过分波、光电转换恢复出4Lanes电信号，电转换恢复出电信号从而实现将100GE信号传输到远端•100GE标准、CAUI接口100GE标准、CAUI接口•OTU4标准、OTL4.10接口•GMP封装•PM-QPSK码型•PM-QPSK码型•S-FEC纠错OTU4信号速率帧周期帧周期帧结构帧结构•OTU开销•ODU开销•OPU开销销OTU开销FAS/MFASSM_TTI/SM_BIP8/SM_BEI/SM_BDISM_IAE/SM_BIAE/GCC0销ODU开销PM_TTIPM_BIP8PM_BEIPM_BDIPM_STATTCMi_TTITCMi_BIP8TCMiBEI_TCMi_BDITCMi_STATGCC1GCC1GCC2APS销OPU开销PTMSIMO时隙ODTU4时隙O0iO4ODU0intoODTU4Cmm=640，Cm=[188,189]O结构OTL4.10结构O速率OTL4.10速率•100GE标准CAUI接口•100GE标准、CAUI接口•OTU4标准、OTL4.10接口•GMP封装•PMQPSK码型•PM-QPSK码型•S-FEC纠错封装GMP封装封装字节GMP封装PSI字节•PT字节位于PSI复帧字节第一帧；GMP封装时PT字节值=0x21GMP封装时PT字节值0x21•MSI字节位于PSI复帧字节第2~81帧帧；封装字节GMP封装PSI字节•MSI字节用于指示ODU4中80个TS的对应关系G映射调整GMP映射调整Cn用来约束信号映射时抖动越限。G映射调整GMP映射调整映射时：OH中填充Cm,CnD解映射时：通过获取OH中的Cm,CnD来计算Cn，从而从根据Cn来调整解映射，恢复客户信号。•100GE标准、CAUI接口100GE标准、CAUI接口•OTU4标准、OTL4.10接口•GMP封装•PM-QPSK码型•PM-QPSK码型•S-FEC纠错QS原理PM-QPSK原理QS码型调制原理PM-QPSK码型调制原理QS原理PM-QPSK原理PM-QPSK解调制原理图OTU4信号恢复GO原理框图100GOTU原理框图GO原理框图100GOTU原理框图数字相干接收机采用偏振分集和相位分集方式将光脉冲信号所承载的数据信息映射转换为电信号，经高速模数转换器在时间和幅度的离散化后通过数字信号处理实现色散(CD、PMD)补偿、时序恢复、偏振解复用、载波相位估计符号估计和线性解码。、符号估计和线性解码。GO原理框图100GOTU原理框图•相干接收机实时检测的光信号，其相位由三部分构成：①收发端激光器频率相位偏移和噪声②传输过程中引入的线性相位噪声和非线性相位噪声③相位偏移和噪声；②传输过程中引入的线性相位噪声和非线性相位噪声；③承载数据的符号调制相位。要有效地提取载调制相位并实现载波恢复，需消除收发端激光器频率相位偏移和噪声、传输过程中引入CD、PMD和NPN。若将收发端激光器的线宽控制在~MHz范围内，其频率相位偏移及其变化比数据传输波特率低约四个数量级，收发端激光器频率相位偏移对一小段连续的检测符号的相位而言可近似认为不变同理光脉冲序列传输过程中通道检测符号的相位而言可近似认为不变。同理，光脉冲序列传输过程中，通道特性的变化速度非常缓慢，相对于数据传输波特率而言可以忽略不计，其所引起的色度色散和偏振模色散等线性相位噪声对一小段连续的检测符号的相位而言也可近似认为不变基于以上认知可采用自适应均衡的方式对载波位而言也可近似认为不变。基于以上认知，可采用自适应均衡的方式对载波频率和相位进行估计。•100GE标准、CAUI接口100GE标准、CAUI接口•OTU4标准、OTL4.10接口•GMP封装•PM-QPSK码型•PM-QPSK码型•S-FEC纠错C分类FEC分类根据算法不同分为根据算法不同分为：标准FEC（G.975I.1）超强FEC（G975I4）超强FEC（G.975I.4）超强FEC（G.975I.7）第三代超强FEC根据判决方式不同分为：硬判决软判决根据开销冗余比例分为：7%标准，10%，15%，18%，20%等我司100G设备采用第三代超强FEC算法占20%软判决我司100G设备采用第三代超强FEC算法，占20%，软判决。C发展FEC发展技术应用FEC技术应用2.5Gbps信号可以选择使用标准FEC或者不使用FEC即可完成信号传输；10Gbps信号可以根据传输距离长短灵活选择标准FEC或者二代FEC技术；40Gbps短距离传输可以使用标准FEC技术，而长距离传输则需要选择二代甚至第三代FEC技术；100Gbps信号如果要完成长距离传输则必须使用第三代FEC技术和高开销（14%以上）FEC技术；不同销比例的对比不同开销比例的FEC对比•发端编码，收端解码增加9dB编码增•增加9dB编码增益•7%或者更高编码7%或者更高编码带宽，标准OTU4速率采用7%编码带宽带宽•提高系统OSNR容限限三代C性能对比三代FEC性能对比第三代C构造对比第二、三代FEC构造对比软判决和硬判决对比软判决和硬判决对比软判决由于其判决点的灵活性可以增加FEC纠错能力，同样开销比的硬判决比软判决提高以上比的硬判决比软判决提高1dB以上的FEC编码增益