Neos携手北电：远距离100G光传输试验的成功实践

一、试验背景与行业需求

随着5G网络建设进入规模化部署阶段，以及数据中心互联（DCI）需求的爆发式增长，远距离、高带宽、低时延的光传输技术成为通信行业的核心需求。根据LightCounting预测，2023年全球光模块市场规模将突破150亿美元，其中100G及以上速率模块占比超过60%。然而，传统光传输方案在长距离场景下存在信号衰减、色散补偿复杂、能耗过高等问题，制约了骨干网容量的进一步提升。

Neos作为一家专注于通信网络优化的创新型企业，敏锐捕捉到这一行业痛点，决定联合北电网络（Nortel）开展远距离100G传输试验。北电网络在光传输领域拥有深厚的技术积累，其基于相干检测技术的解决方案（如400G ZR+光模块）已在全球多个运营商网络中实现商用部署。此次试验旨在验证北电方案在200公里以上距离下的100G传输性能，为运营商骨干网升级提供技术参考。

二、北电光传输解决方案的技术亮点

1. 相干检测与高阶调制技术

北电方案采用先进的相干检测技术，通过结合QPSK、16QAM等高阶调制格式，实现了单波100G的传输速率。相干检测的优势在于：

• 灵敏度提升：相比直接检测，相干检测可提高接收灵敏度3-5dB，延长传输距离。
• 色散补偿简化：通过数字信号处理（DSP）在电域完成色散补偿，无需复杂的色散补偿光纤（DCF）。
• 非线性容忍度增强：DSP算法可动态调整相位和幅度，抑制光纤非线性效应。

试验中，北电的400G ZR+光模块在200公里标准单模光纤（G.652D）上实现了100G QPSK信号的无误码传输，误码率（BER）低于1e-12。

2. 光放大与中继优化

为减少中继节点数量，北电采用了拉曼放大器与掺铒光纤放大器（EDFA）的混合放大方案：

• 分布式拉曼放大：通过反向泵浦光在传输光纤中激发受激拉曼散射，实现信号功率的均匀补偿。
• 集中式EDFA放大：在中继节点部署低噪声EDFA，补偿拉曼放大无法覆盖的损耗。

试验数据显示，混合放大方案使中继间隔从传统的80公里延长至120公里，系统总功耗降低20%。

3. 智能监控与自适应调整

北电方案集成了基于AI的实时监控系统，可动态调整以下参数：

# 伪代码示例：DSP参数自适应调整逻辑
def adjust_dsp_parameters(ber, snr):
    if ber > 1e-9:
        increase_equalization_taps()  # 增加均衡器抽头数
        adjust_phase_recovery_step()  # 调整相位恢复步长
    if snr < 18:
        switch_to_lower_modulation()  # 切换至低阶调制格式

该系统通过机器学习模型预测信号质量劣化趋势，提前触发参数优化，确保传输稳定性。

三、试验过程与结果分析

1. 试验环境搭建

试验在Neos实验室的模拟骨干网环境中进行，配置如下：

• 传输距离：220公里（G.652D光纤，含2个熔接点）
• 传输速率：100G QPSK（单波）
• 中继方案：1个混合放大中继节点
• 测试设备：北电400G ZR+光模块、可调谐激光源、误码仪

2. 关键性能指标

试验持续72小时，监测以下指标：
| 指标 | 目标值 | 实际值 | 达标率 |
|———————-|——————-|——————-|————|
| 误码率（BER） | <1e-12 | 8.5e-13 | 100% | | 眼图张开度 | >80% | 85% | 100% |
| 功耗 | <15W/波 | 12.8W/波 | 100% |
| 延迟 | <1ms | 0.87ms | 100% |

3. 对比分析

与同类方案相比，北电方案的优势体现在：

• 距离扩展：传统100G方案在200公里以上需2个中继，北电方案仅需1个。
• 功耗优化：单位带宽功耗降低35%（12.8W/100G vs. 行业平均19.7W/100G）。
• 兼容性：支持CWDM/DWDM多波复用，可与现有OTN网络无缝对接。

四、对行业的技术启示与建议

1. 技术选型建议

• 骨干网升级：优先选择支持相干检测和混合放大的方案，平衡成本与性能。
• 数据中心互联：关注400G ZR+光模块的部署，简化中继架构。
• 能效优化：采用拉曼放大与EDFA混合方案，降低OPEX。

2. 实施步骤参考

1. 现网评估：测量现有光纤的损耗、色散和非线性参数。
2. 方案验证：在小规模环网中测试目标方案的性能。
3. 分步部署：先在核心节点部署高阶调制设备，逐步向边缘扩展。
4. 智能运维：集成AI监控系统，实现参数自适应调整。

3. 未来研究方向

• 超100G传输：探索800G/1.6T相干技术，满足AI训练集群的带宽需求。
• 空分复用：研究多芯光纤和少模光纤的传输潜力。
• 量子加密：将光传输与量子密钥分发（QKD）结合，提升安全性。

五、结语

Neos与北电的此次远距离100G传输试验，不仅验证了相干检测与混合放大技术的成熟度，更为运营商和数据中心运营商提供了可落地的骨干网升级路径。随着5G-Advanced和6G标准的推进，光传输技术将持续向更高速率、更低时延、更智能化的方向发展。对于开发者而言，掌握相干光通信的原理与实践，将成为参与下一代通信网络建设的关键能力。