随着5G的商用以及云计算、大数据等新业务的出现，网络带宽的压力急剧增加。 与25G/100G等早期技术相比，400G具有更大带宽、更低时延和更低功耗的优势。 因此，400G光传送网（OTN）的部署已成为趋势。 目前实现400G光传送网（OTN）有单载波、双载波和四载波三种传输技术，这三种传输技术除了载波数量不同之外，还有哪些区别呢？ 各自的优点和缺点是什么？ 读完本文你就会找到答案。
AscentOptics为光网络传输提供各种400G光模块，例如 400G QSFP56-DD, 400G 单层光纤 和 400G QSFP112.
集成的 承运人 400G技术概述
单载波400G技术采用高阶调制格式，基于400G PM-400QAM、PM-16QAM和PM-32QAM信号通过单载波调制构建64G通道。 它适用于需要大带宽容量但不需要长距离传输的短距离应用，例如城域网络、数据中心互连（DCI）。
以下是 400G PM-16QAM 技术的示例。 PM”是指将400G（448Gbit/s）光信号分离成两个偏振方向（X和Y方向），然后将信号调制到这两个偏振方向进行传输，如下图所示。 这相当于“拆分”了数据，速率降低了一半。 “QAM”是指分离X和Y信号的过程，此时速率降低一半，即224Gbit/s。 “16”意味着X、Y信号被分成224个信号，速率从之前的56Gbit/s降低到100Gbit/s。 有人肯定会问，为什么要降低波特率呢？ 因为从现阶段的电路技术来看，XNUMXGbit/s已经接近“电子瓶颈”的极限，如果继续提高速率，信号损耗、功耗、电磁干扰等问题就变得很难解决，甚至如果解决的话，需要巨大的成本。
认证的益处：相比多载波光源技术，单载波400G技术是一种更简单的波长调制方案，架构更简单，尺寸更小，功耗也相对较低。 不仅如此，它还提供网络管理。 由于单载波400G技术采用更高阶的调制格式，可以在提高信号速率的同时，将频谱效率提高300%以上，从而极大地扩展网络容量，以支持更多的用户。 此外，它具有高度的系统集成度，允许将各个子系统连接成一个完整的系统，使它们能够协同工作以获得最佳性能。 这意味着单一运营商是一种经济且高效的解决方案。
缺点：正是因为单载波采用了更高阶的调制格式，所以需要更高的光信噪比，从而大大缩短了传输距离（小于200公里），如果技术不突破，应用在长距离传输情况不容乐观。 同时，单载波容易受到激光相位噪声和光纤非线性效应的影响。
双载波400G技术概述
对于单载波400G技术，双载波400G采用2*200G超级信道技术方案，主要采用400QAM、8QAM、QPSK等调制格式构建16G超级信道，适用于长距离、复杂的城域网络。 双载波400G主要采用DSP进行信号处理，将400路200G光信号分成200路37.5G信号，400路75G占用5.33GHz频谱。 这使得400G只需要448GHz的频谱，实现448bit/s/Hz的频谱效率。 2G（2 Gbit/s）信号的实际数据处理波特率计算公式为：4 ÷ 16（双载波）÷ 28（PM）÷XNUMX（XNUMXQAM）= XNUMXG 波特率。
认证的益处：双载波400G频谱效率提升超过165%，系统集成度更高、尺寸更小、功耗更低。 目前该传输技术已商用并广泛应用于400G OTN应用中。 同时，相比单载波400G，双载波400G可以实现500km的传输距离，稍长一些。 与低损耗光纤和EDFA结合使用时，传输距离可达1000km以上，有效满足长距离传输应用的需求。
缺点：采用低损耗光纤和EDFA的双载波400G虽然可以达到1000km以上的传输距离，但无法满足超过2000km的超长距离传输需求。
四载波400G技术
四载波400G技术是指利用100个子载波（每个子载波承载400G信号）采用奈奎斯特WDM（奈奎斯特波分复用）PDM-QPSK调制方式创建XNUMXG信道，适合超长距离骨干网传输。
优势：四载波400G采用成熟技术，现已规模商用，成本低廉，传输距离可达2,000XNUMX公里。
缺点：四载波400G完全依靠芯片升级来解决系统集成度和功耗问题。 频谱压缩技术的引入对于提高频谱效率至关重要，否则目前基于100G芯片的400G系统仍然是100G系统的本质。
