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从传输技术来看，有三个维度可以用来增加传输的信息量：

更高符号速率 10 GBaud/s → 25 GBaud/s → 56G Baud/s……；

更多并行通道数波分复用或者多路光纤1x → 4x → 8x → 32x……；

高阶复杂调制如 PAM-4，QPSK，16QAM，64QAM……

PAM4可以看作是一种高阶幅度调制，在相同的符号速率下可以传输NRZ信号两倍的比特位数，而相干光通信则利用光波的更多维度，偏振，幅度，相位和频率来承载更多的调制信息，从而扩充了传输容量。

相干光模块的优势

相干光通信系统在发送端采用外光调制（比如DP-QPSK）的方式将信号以调节振幅、相位、频率的方式调制到光载波上。

相比于传统的直接探测系统，相干探测通过信号光与本振的拍频可以获得更多的信号信息；信号到达接收端后，借助高速数字信号处理(DSP)技术，经过诸如均衡等前端处理，进入光混频器与本地振荡器产生的光信号进行相干混合，实现信号的重建和失真补偿。

相干光学技术可用于100G和400G的应用，主要原因在于它使得服务提供商能够通过现有的光纤发送更多的数据，减少为带宽扩展而进行网络升级的成本和复杂性。

在过去的十年中，基于数字相干检测的光传输技术通过提高传输容量而显著提高了每比特成本。为了获得更高的容量，供应商增加了组件的带宽、利用高阶调制，并改进了算法，例如前向纠错（FEC）。同时，CMOS工艺和集成光子技术的进步使得更小的可插拔封装和更低的功耗成为可能。

图1. 相干光模块(单盘)功能示意图

  如图1所示，相干光模块中，在发射端，客户则电信号经过DSP芯片中的数字信号处理功能完成特定概率分布和QAM映射的符号，其中包括概率分布匹配、FEC编码、QAM映射等功能，然后对基带的数字QAM信号进行信号频谱整形和发端预补偿过程以弥补光电器件的不理想特性。经过这些DSP处理后，送入四通道的高速DAC，经过数模转换变成高速模拟带宽电信号。经过driver放大后加载到偏振复用光IQ调制器上完成上变频，将基带电信号加载到光载波的幅度、相位以及两个正交的偏振态上，经光模块内部的光放大器/衰减器进行光功率控制后输出，即为产生的高速光信号。

行业一些主流厂商综合了OIF-400ZR和Open ROADM标准的各自优点，推出了另一种MSA标准OpenZR+，这三种标准的大致演进关系如图2所示。

          图2  相干光模块互通标准的发展演化

OpenZR+MSA应用范围更为广阔，面向城域、骨干、DCI和电信运营商，旨在以QSFP-DD和OSFP等可插拔形式实现增强的功能并提高性能，以支持多供应商的互操作性。OpenZR+不仅保持了400ZR的简单以太网纯主机接口，而且增加了对100G、200G、300G或400G线路接口的多速率以太网和多路复用功能的支持， 并采用OpenROADM MSA和CableLabs已经标准化的oFEC，从而具有更高的分散容限和更高的编码增益。2020年9月，OpenZR+发布了其第一个公开版本的指标书。OIF-400ZR、Open ROADM和OpenZR+三种标准所定义的相干光模块主要性能指标对比如表1所示。

        表1  400ZR、OpenROADM、OpenZR+相干光模块互通标准参数对比