相干光技术与长途传输设计

10G 速率下超过约 80 km——以及任何 100G 及以上的波长——DWDM 链路就不再仅仅是功率预算的问题。色散、噪声累积和调制格式开始起决定作用，而应对这些问题的技术就是 相干传输，如今已能以可插拔模块形式提供。

直接检测与相干检测对比

长途链路的两个极限

1. 色度色散 — 信号内不同波长分量以略微不同的速度传播，导致脉冲展宽。在 G.652 光纤的 C 波段约为 17 ps/nm/km。直接检测 10G 在约 80–100 km 处达到极限；DCM 可以延长这一距离；相干技术则消除了这一限制。
2. OSNR — 每一级 EDFA 都会引入噪声。接收端的光信噪比必须超过所用调制格式的要求（大致为：10G OOK 约 20 dB；100G QPSK 约 13–15 dB；400G 16-QAM 约 24 dB，均按 0.1 nm 计）。更高阶的调制格式每符号承载更多比特，但需要更高的 OSNR——这就是为什么 400ZR 的传输距离约为 120 km，而在同一线路上 100G QPSK 能传输更远。

相干可插拔模块

• 400ZR（OIF）— 采用 QSFP-DD/OSFP 封装的 400G 16-QAM，设计用于放大点对点 DCI，传输距离约 120 km，75/100 GHz 栅格。
• ZR+ / OpenZR+ — 相同封装的模块，具备更强的 FEC 和更多模式（100G/200G/300G/400G， QPSK 至 16-QAM），可用于数百公里的城域/区域传输。
• 在整个 C 波段可调谐，通过 CMIS 进行管理（频率、输出功率、调制方式/应用选择）。

这类模块功耗为 15–20 W，是路由器中发热量最大的光器件——主机的散热设计至关重要（CMIS 问题）。

跨段设计

1. 每跨段的损耗预算，包括复用器/解复用器、连接器和光纤（与 CWDM 相同的计算方法，再加上 EDFA 增益）。
2. 每约 80–120 km 部署一处放大器；将每信道发射功率控制在非线性限制以内（典型值 −3…+3 dBm/信道）。
3. 针对所选调制格式的端到端OSNR 预算；预留老化余量。
4. 色散——10G 直接检测需要 DCM；相干系统不需要。
5. 基于 ITU 栅格的信道规划，并为 OSC 预留保护信道。

在 CodingBox 中

相干模块和 10G DWDM 可插拔模块的读取方式与其他模块相同：身份信息、波长/信道、DDM，对于可调谐模块还包括信道设置本身。CodingBox 可为可调谐 SFP+/QSFP 模块 设置信道，并读取由 CMIS 管理的相干模块的状态和应用模式，为即将接入线路系统的模块提供台架测试视图。

作为规范的 400ZR、OpenZR+ 与 OpenROADM——适用范围、发起方、代码——以及其他接口 MSA 的对比：光接口 MSA。

跨段设计背后的 OSNR 计算方法、放大器类型与非线性限制： 放大与 OSNR；围绕可插拔模块的网络——ROADM、OTN、开放线路系统：DWDM 网络设计。

在用相干光器件点亮光纤之前对其进行测量——CD、PMD、光谱衰减、ORL、时延、光纤类型识别以及各业务的限制：光纤表征测试。