相干光技術與長途傳輸設計

10G 速率下超過約 80 km——以及任何 100G 及以上的波長——DWDM 鏈路就不再僅僅是功率預算的問題。色散、噪聲累積和調制格式開始起決定作用，而應對這些問題的技術就是 相干傳輸，如今已能以可插拔模組形式提供。

直接檢測與相干檢測對比

長途鏈路的兩個極限

1. 色度色散 — 信號內不同波長分量以略微不同的速度傳播，導致脈衝展寬。在 G.652 光纖的 C 波段約為 17 ps/nm/km。直接檢測 10G 在約 80–100 km 處達到極限；DCM 可以延長這一距離；相干技術則消除了這一限制。
2. OSNR — 每一級 EDFA 都會引入噪聲。接收端的光信噪比必須超過所用調制格式的要求（大致為：10G OOK 約 20 dB；100G QPSK 約 13–15 dB；400G 16-QAM 約 24 dB，均按 0.1 nm 計）。更高階的調制格式每符號承載更多位元，但需要更高的 OSNR——這就是為甚麼 400ZR 的傳輸距離約為 120 km，而在同一線路上 100G QPSK 能傳輸更遠。

相干可插拔模組

• 400ZR（OIF）— 採用 QSFP-DD/OSFP 封裝的 400G 16-QAM，設計用於放大點對點 DCI，傳輸距離約 120 km，75/100 GHz 柵格。
• ZR+ / OpenZR+ — 相同封裝的模組，具備更強的 FEC 和更多模式（100G/200G/300G/400G， QPSK 至 16-QAM），可用於數百公里的城域/區域傳輸。
• 在整個 C 波段可調諧，通過 CMIS 進行管理（頻率、輸出功率、調制方式/應用選擇）。

這類模組功耗為 15–20 W，是路由器中發熱量最大的光器件——主機的散熱設計至關重要（CMIS 問題）。

跨段設計

1. 每跨段的損耗預算，包括合波器/分波器、連接器和光纖（與 CWDM 相同的計算方法，再加上 EDFA 增益）。
2. 每約 80–120 km 部署一處放大器；將每信道發射功率控制在非線性限制以內（典型值 −3…+3 dBm/信道）。
3. 針對所選調制格式的端到端OSNR 預算；預留老化餘量。
4. 色散——10G 直接檢測需要 DCM；相干系統不需要。
5. 基於 ITU 柵格的信道規劃，並為 OSC 預留保護信道。

在 CodingBox 中

相干模組和 10G DWDM 可插拔模組的讀取方式與其他模組相同：身份資訊、波長/信道、DDM，對於可調諧模組還包括信道設定本身。CodingBox 可為可調諧 SFP+/QSFP 模組 設定信道，並讀取由 CMIS 管理的相干模組的狀態和應用模式，為即將接入線路系統的模組提供台架測試視圖。

作為規範的 400ZR、OpenZR+ 與 OpenROADM——適用範圍、發起方、代碼——以及其他介面 MSA 的對比：光介面 MSA。

跨段設計背後的 OSNR 計算方法、放大器類型與非線性限制： 放大與 OSNR；圍繞可插拔模組的網絡——ROADM、OTN、開放線路系統：DWDM 網絡設計。

在用相干光器件點亮光纖之前對其進行測量——CD、PMD、光譜衰減、ORL、時延、光纖類型識別以及各業務的限制：光纖特性測試。