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摘要：在光波分复用系统从100Gbit/s单波速率向200Gbit/s及更高速率过渡之际，提出基于OSNR进行传输系统通道代价计算的参考模型，针对模型涉及的线性噪声影响、非线性噪声影响和通道光谱响应均衡影响进行了全面解析和量化研究，明确了各影响因素的计算表达方式。并综合解析、量化和计算表达，给出了传输系统性能及通道代价的计算模型，为系统性能仿真及工程精准预测提供了坚实的理论支撑。
关键词：光信噪比；通道代价；计算模型
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2021.06.005
引言
单波传输速率和无电中继传输距离是目前基于WDM技术的骨干传输系统两大关键指标。单波传输速率决定了固定频谱宽度下的传输系统容量，而无电中继传输距离决定了工程的建维成本和系统性价比。
从1995年贝尔实验室提出基于光纤的波分复用技术及第1套8×2.5Gbit/s的WDM系统上线，骨干传输系统从SDH时代迈向WDM时代。就单波传输速率而言，从1995年的8×2.5Gbit/s波分复用系统上线，到2012年的80/96×100Gbit/s波分复用系统开始规模部署，18年间，基于波分复用技术的骨干传输技术经历了快速的发展，单系统传输容量增长了480倍，并保持着每年翻一番的增长速度。
但2012年后，单WDM系统的传输容量增长放缓，系统单波传输速率相对停滞在100Gbit/s。在此之后业界分别从增加调制阶数、提升波特率、扩展可用频谱带宽等途径提升系统容量，目前单波200Gbit/s的WDM系统技术基本成熟，三家运营商均开展了相应的试点业务，但是因为200Gbit/s波分系统部署成本较高，相对于现有100Gbit/s波分系统性价比提升不明显，运营商规模部署200Gbit/s波分系统的意愿并不强烈。对于既定的光缆路由，影响WDM系统部署成本的主要因素是传输系统电中继的数量。基于目前的市场情况，满配100G传输系统每增加1个电中继，将增加1000万元以上建设成本和每年40万kWh耗电。就无电中继传输距离而言，现网100Gbit/s系统的复用段长度集中在500~600km，而试点200Gbit/s传输系统的复原段距离则在300km左右。上述复用段距离与通信行业标准中的参考模型复用段长度存在着巨大差距，提升现网无电中继距离，降低系统部署成本的空间巨大，且需求迫切。
在WDM系统从100Gbit/s单波速率向200Gbit/s及更高速率过渡时期，研究超100Gbit/s波分复用（WDM）系统通道代价计算模型和超长距无电中继关键技术的需求极其迫切。本文旨在研究影响波分系统传输通道代价的关键因素，并提供准确预测的计算模型，辅助超高速超长距光波分复用系统的工程建设。
