爲了實現400G長距離（LH）傳輸，三種400G光傳輸網絡（OTN）技術應運而生：單載波400G、雙載波400G和四載波400G。它們的主要區別在於用於傳輸的波長數量。這篇文章將揭示它們是什么以及各自的優缺點。

單載波400G OTN

單載波400G，或者說單波長400G，是指單個波長上有400G的容量。單載波400G採用PM-16QAM、PM-32QAM、PM-64QAM等高階調制格式。通常，400G光傳送網絡的單載波僅用於網絡接入、城域或DCI（數據中心互連）傳輸。

以PM-16QAM（偏振復用16正交幅度調制）爲例。PM是指將400G（448Gbit/s）光信號分離爲兩個信號，並調制爲在X和Y兩個偏振方向上傳輸的過程，可以將原始信號速率減半（224Gbit/s）。QAM是將X和Y中的信號分離以進一步降低速率的過程。16代表4bit，即X、Y中的信號分別分爲4個信號，速率將在之前224Gbit/s的基礎上相應降低至1/4。通過使用PM-16QAM，此時的信號速率變爲56G波特（電處理速率）。

注：因爲在目前的電路技術中，100Gbit/s已經接近電子瓶頸的極限。如果波特率繼續提高，信號丟失、功耗、電磁幹擾等問題仍然是一個麻煩，即使解決，也需要巨大的成本。

單載波400G光傳輸網絡的優點

與多載波方案相比，單載波400G是一種更簡單的波長分配解決方案，結構更簡單，體積更小，易於網絡管理，功耗更低。

借助更高階的QAM，單載波400G OTN網絡可以提高信號速率和頻譜效率，這將顯著擴大網絡容量，增加需要支持的用戶數量。

並且系統集成度高，可以將各個獨立的子系統連接成一個完整的子系統，使它們相互協調工作，達到最佳的整體性能。

400G光傳輸網絡單載波的缺點

由於400G OTN網絡的單載波採用了更先進的QAM，因此需要更高的OSNR（光信噪比），並且大大縮短了傳輸距離（小於200km）。此外，單載波更容易受到激光相位噪聲和光纖非线性效應的影響。因此，只有在某些不需要超長傳輸距離，但需要較大帶寬容量的特定應用中，它才是最佳解決方案。

雙載波400G OTN

雙載波400G，也稱爲雙波長400G，通過兩個200G波長提供400G容量。基於2x200G超級信道方案的雙載波400G系統，採用PM-QPSK(正交相移鍵控，符號表示2位，表示速率降低到1/2)、PM-8QAM或PM-16QAM等低階調制格式。400G光傳輸網絡雙載波應用於更復雜的城域網，實現400G長途傳輸。

400G光傳輸網絡雙載波的優點

雙載波400G的頻譜效率提升了165%以上，系統集成度相對較高，體積小，功耗低。雙載波400G被認爲是400G OTN最常用的技術。

雙載波400G的跨度比單載波400G更長，商用時可達500km。在低衰減光纜和EDFA(摻鉺光纖放大器)的配合下，400G OTN網絡的雙載波覆蓋可達1000km以上，基本可以滿足400G長途傳輸應用。

400G光傳輸網絡雙載波的缺點

即使採用低衰減光纜和EDFA，雙載波400G仍然達不到四載波400G的傳輸距離，不適合2000公裏以上的超長距離（ULH）傳輸。

四載波400G OTN

四載波400G是指通過四個100G波長提供400G容量的解決方案。它是在100GPM-QPSK的基礎上，通過4個載波構建400G超級信道來實現的，適用於超過2000km的超長途(ULH)傳輸。

四載波400G光傳輸網絡的優點

● 400G OTN網絡四載波採用成熟的100G傳輸技術，該技術已廣泛用於商用。
● 它可以以相對較低的成本實現超過2000公裏的超長距離傳輸。

四載波400G光傳輸網絡的缺點

只有引入頻譜壓縮技術提高頻譜效率，升級100G芯片解決集成度和功耗問題，四載波400G系統才有意義。否則，基於當前100G芯片構建的400G系統本質上就是100G系統。

總結

總的來說，400G長距離傳輸主要通過單載波、雙載波和四載波來實現。單載波400G OTN網絡只能覆蓋不到200km的距離；雙載波400G OTN網絡是城域網傳輸(帶PM-16QAM)、中長途傳輸(帶PM-QPSK)的理想解決方案；400G OTN網絡的四載波傳輸距離與100G相同，適用於ULH傳輸。隨着全球數據流量的不斷攀升，對帶寬的需求是無止境的。雖然過渡到400G可能需要時間，但我們可以了解400G以太網的當前和未來趨勢是什么。

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標題：400G OTN技術：單載波、雙載波和四載波

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