在数据洪流的挑战下，以40G和100G为代表的高速光传输技术正在快速发展。自2010年之后，经过多年市场预热的40G逐渐浮出水面，成为运营商扩充传输容量的主要技术手段。然而，伴随着全球网络数据流量的进一步增长，40G技术是否能够满足网络带宽提升需要的质疑开始出现，尤其是超大容量的100G技术的出现和快速成熟使得跳过40G直接采用100G，正在成为一种务实的新选择。
虽然40G技术在近几年才开始商用部署，但是其实早在2000年以前，40G就已经进入人们的视线。然而，随着互联网泡沫的破灭，全球光通信市场遇冷，40G技术的发展非常缓慢，直到2008年我国才首次实现商用部署，市场随后才逐渐打开。令人遗憾的是，市场的这一波折，让“风华正茂”的40G，错过了最佳发展时机。尤其是100G的迅速崛起正在对40G形成冲击。
100G的出现，使得产业链上游的器件以及芯片厂商开始把更多的精力放在100G上。这在某种程度上造成了40G产业链力量的分散、产业链整体实力的相对薄弱以及设备成本相对偏高。更为重要的是，宽带业务的快速增长，也让40G技术是否能够满足现在以及未来几年的网络宽带需求成为疑问。
思科预计，2015年网络互联设备的数量将会超过150亿台，相当于全世界人口数量的两倍；2015年全球互联网流量的总量将达到2011年的4倍，每年966EB。对于运营商而言，考虑到设备的生命周期及网络数据流量的飞速增长，网络建设不仅需要满足现有的市场需求，更应该面向未来，充分考虑到未来3~5年的网络带宽需求。因此，在这样的考虑和对比下，40G的优势正在逐渐丧失，越来越多的运营商开始选择跳过40G直接应用100G。
“2013年我国骨干网最大链路需求将达到12T，100G需求将开始主导，2015年左右进入规模应用。”中国电信科技委主任韦乐平对我国100G市场发展的趋势进行了预测。他认为，目前100G传输技术产业链已基本成熟，所有元器件和子系统都具备多厂家商用能力，2013年市场将成熟。
另据电信业权威咨询机构Ovum的预测，在2016年之前，100G光网络市场的年增长率将持续保持在100%以上。随着100G相干和软判决技术的快速商用成熟，2013年将迎来100G的全球规模商用。与此同时，10G、40G、100G长期并存的趋势也非常明显。预计10G、40G市场将在2018年前保持平稳的收入，分别为30亿、25亿美元左右的市场采购量，而100G市场规模将在2016年前后攀升至第一。
技术是无情的，市场是残酷的。虽然在未来的一段时间内40G依然拥有一定的市场空间，但是在技术演进的推动和市场需求的促进下，跳过40G选择100G，将会不可避免地成为一种趋势。
需求
全力应对数据洪流
市场需求是技术发展永恒的动力。100G产业的成熟、100G时代的到来，都离不开实实在在的市场需求。今天，伴随着固定互联网的蓬勃发展和移动互联网的飞速增长，数据洪流正滚滚而来。当现有的传输管道无法应对数据洪流而频发“拥挤”乃至“瘫痪”事件时，相信谁也无法否认部署100G的迫切性，因为只有更“粗”的管道才能确保数据洪流不会变成“洪灾”。
各种创新的宽带应用层出不穷，正在让传统电信网络承受着巨大的流量压力。从过去的P2P应用到当前的高清视频、高清游戏等娱乐应用，再到持续推进的高清视频会议、高清视频监控等，一直在演进的宽带业务产生的数据流量越来越高，相应对于带宽的需求也越来越高，对于时延的要求越来越严格。正如中国电信科技委主任韦乐平预测的那样，未来5年中国干线网流量的年增长率会高达60%~70%，而干线网络带宽需求在5年后也将达到当前的10到15倍，骨干传输网带宽将从64Tbit/s增加到至少120Tbit/s以上。
为了确保高带宽需求下的用户体验，运营商纷纷开始了100G的商用或者试商用部署。例如，AT&T、Verizon、日本软银、德国电信等运营商已经部署了100G的试验局和商用局。其中，Verizon早在2011年3月，即部署了长距离100G骨干网，为100G以太网技术应用以及100G路由器连接铸就了一块重要的里程碑。中国三大电信运营商也已经陆续启动了100G的测试，正在为规模部署做好准备。
从长远的角度来看，云计算、物联网都将成为100G规模部署和商用的现实驱动力。云计算必然会催生数量可观的大型数据中心，而数据中心之间的数据交互必然要求100G提供高带宽的保障；物联网则会让地球上的每一粒沙子都能够“开口说话”，由此而产生的数据流量则是无法想象的。如果没有更大的带宽，那么物联网的应用将无法顺利实现。不过，值得注意的是，100G只是带宽提升之路上的一个台阶，更高的台阶如200G、400G也已经开始形成，其核心动力正是无法估量的数据洪流。
技术
积极破解三大难题
单波100G的信息传送量，意味着要在50GHz的频宽内实现每赫兹2比特的频谱利用率，是40G系统的2.5倍。这只能从光通信最基本的实现手段上去解决，破解最关键的技术难点即信号的调制、接收和纠错技术。
一项技术能否在市场上获得成功，成本是核心要素。100G技术商用的前提条件是单位带宽成本要比40G、10G低，这样才能让运营商有足够的理由采购它。因此，单纯依靠提高器件的精度，把难题留给系统的设计和制作，具有很大的风险。于是，业内主流厂商在100G产品的研发中普遍都采用了相对成熟、把握性较大的技术方案，这一思想贯穿于100G系统的调制、接收和纠错环节。
在调制方面，如果沿用现有的10G和40G的幅度调制和相位调制，在50GHz的信道内功率损耗难以接受，对器件的精度要求太高。因此，一种名为“偏振复用”的技术走进我们的视野。它采用两路独立的光偏振态来承载业务，每路又都可以采用相位调制，这样就把信号速率降低，由此也降低了对器件的要求。
在接收方面，光信噪比OSNR是一个十分重要的参数，对估算和测量系统有重大意义。在相同的光调制方式下，100G与10G系统相比OSNR容限要差10dB。因此，如果采用直接接收技术，100G的实用性大打折扣。由此，相干光通信技术被引入进来。这是高速光传输的一次重要革新。它的采用使得100G真正成为色散不受限的系统，大大增强了100G对线路传输的适应能力。相干光通信的最主要优点是相干检测能改善接收机的灵敏度，增加了光信号的无中继传输距离。此外，相干光通信还可以提高接收机的选择性。
在纠错技术方面，FEC已经在波分系统中被广泛应用。相比10G和40G的系统，100G由于光信噪比问题突出，需要采用多种FEC方式才能保证系统的纠错能力。传统的“硬判决”丢弃了信号的一些统计特性，而“软判决”可以最大限度地使用信号中包含的信息，进行更加精确的判断，但是“软判决”实现的前提是有高速的器件进行支持。目前，相干接收技术的应用加上集成电路技术的飞速发展，使得“软判决”FEC的应用成为可能，可支持100G甚至超100G系统的长距离传输需求。
