Стандарт третьего поколения в. Олифер Н. Олифер

Когерентное распознавание кодов и цифровые 
сигнальные процессоры
Распознавание кодов, переносимых сигналами PM-QPSK, имеющими 16 состояний, пред­
ставляет собой сложную задачу для приемника оптического узла. Для ее решения была 
привлечена техника когерентного распознавания, которая внесла существенный вклад 
в становление технологии 100G.
Когерентное распознавание 
(coherent detection) основано на смешении поступающего 
сигнала с сигналом локального источника, длина волны которого совпадает с центром 
спектра принимаемого сигнала. Узкополосный фильтр на входе приемника отрезает все 
составляющие входного сигнала, выходящие за границы диапазона данного спектраль­
ного канала. На выходе смесителя образуется электрический сигнал промежуточной 
частоты с амплитудой и фазой, которые пропорциональны амплитуде и фазе входного 
сигнала. Анализ электрического сигнала позволяет более надежно распознать двоичную 
информацию, содержащуюся в исходном оптическом сигнале, и тем самым повысить 
чувствительность приемника в условиях заш умленного сигнала, которым является 
сигнал с 16 состояниями.
Когерентное распознавание было предметом интенсивных исследований в 1970-е 
и 1980-е годы, но изобретение оптического усилителя обеспечило гораздо более простой 
и дешевый метод решения проблемы чувствительности приемника за счет усиления сиг­
нала и интерес к этому способу детектирования угас.
Сегодня технология когерентного распознавания снова является предметом научных ис­
следований и коммерческих разработок, так как ее потенциал был раскрыт за счет обработ­
ки оцифрованного сигнала 
цифровым сигнальным процессором 
(Digital Signal Processor,

---

298
Глава 10. Первичные сети
DSP). Применение мощных математических методов анализа оцифрованных сигналов 
позволило не только улучшить чувствительность когерентного приемника (терпимость 
к шуму увеличивается на 2 -4 дБ), но и компенсировать на приемной стороне линейные 
искажения оптического сигнала — хроматическую и поляризационную дисперсию. В ре­
зультате 
оптические сети
, 
построенные на основе приемников с когерентным распознава­
нием
, 
не нуждаются в установке в промежуточных точках сети устройств компенсации
хроматической и поляризационной дисперсий.
FEC
При передаче данных со скоростью 100 Гбит/с аппаратная реализация алгоритмов кор* 
рекции ошибок на основе кодов Рида—Соломона в передатчиках и приемниках D W D M / 
OTN стала применяться повсеместно. Коррекция ошибок позволяет снизить требования 
к уровню отношения сигнала к шуму, а значит, применять менее мощные передатчики 
и работать на более протяженных отрезках волокна.
Скорость 100 Гбит/с для сетей OTN была стандартизована ITU -T в 2012 году, и сегодня 
большинство сетей OTN/DW DN операторов связи уже внедрило 100-гигабитное обору­
дование на магистралях своих сетей.
На пути к терабитны м скоростям
Как это постоянно происходит с телекоммуникационной отраслью, начало внедрения 
сетей нового поколения для операторов сетей одновременно является началом работ над 
технологиями следующего поколения для исследовательских центров университетов 
и производителей телекоммуникационного оборудования. Это обстоятельство оказа­
лось справедливым и для технологий DW DM и OTN — одновременно с внедрением 
магистральных сетей 100 Гбит/с начались работы по разработке оборудования, спо­
собного передавать данные с более высокими скоростями — 200 и 400 Гбит/с, 1 Тбит/с. 
Начальные этапы таких работ (на начало 2015 года) выявили основные направления, на 
которых сосредоточились разработчики технологии «свыше 100 Гбит/с» и которые мы 
кратко рассмотрим в этом разделе.