相干40G系統(tǒng)受限于色度色散和PMD容限的限制，其傳輸性能并不理想，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)成本較高。此外，由于40G多種碼型（如ODB、DPSK、DQPSK等）并存，產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)模優(yōu)勢不明顯，成本居高不下。從100G以及超100G技術(shù)的發(fā)展來看，基于相干檢測和DSP信道均衡技術(shù)的數(shù)字相干接收是光傳輸發(fā)展的必然方向。在100G尚未得到大規(guī)模部署，單比特成本優(yōu)勢不顯著的情況下，采用基于數(shù)字相干接收的40G DWDM系統(tǒng)建網(wǎng)擴(kuò)容以緩解網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力具有經(jīng)濟(jì)高效、雙向兼容的優(yōu)點(diǎn)。

　　40G相干接收技術(shù)突出性能

　　由于接收機(jī)光電二極管對光信號相位及相位變化不敏感，以往基于差分相位調(diào)制的40G系統(tǒng)（如DPSK、DQPSK調(diào)制）在接收機(jī)光電二極管之前先采用延時線干涉儀將相鄰的光載波符號的相位差轉(zhuǎn)換為光載波強(qiáng)度的變化。這種通過相鄰符號自相干的接收方式無需本振光源，實(shí)現(xiàn)比較簡單，但無法獲取光信號在傳輸過程中的色散信息，其線路色散補(bǔ)償需要借助光域的色散補(bǔ)償模塊完成。這種基于自相干的差分相位調(diào)制以及基于強(qiáng)度調(diào)制（如OOK，ODB）直接檢測的40G系統(tǒng)，一般稱為非相干40G系統(tǒng)。由于非相干40G系統(tǒng)的色散容限和PMD容限較小，一般需要對各個波長通道分別在線路和接收機(jī)進(jìn)行二級色散補(bǔ)償，即線路上的粗補(bǔ)償和接收機(jī)側(cè)的精確補(bǔ)償。這導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計和維護(hù)比較復(fù)雜，保護(hù)恢復(fù)時間受限于色散補(bǔ)償調(diào)節(jié)所需的時間。

　　基于本振激光器的相干檢測可將光信號的所有光學(xué)屬性（偏振態(tài)、幅度、相位）映射到電域，可解析任意光調(diào)制格式的信息。由于本征激光器的線寬很窄，基于本振激光器的相干檢測具有極好的頻率選擇性。此外，還可以通過調(diào)節(jié)本振激光器的功率實(shí)現(xiàn)對混頻信號的增益控制以獲得最優(yōu)的接收靈敏度。

　　相干40G采用數(shù)字相干接收機(jī)通過相位分集和偏振態(tài)分集將光信號的所有光學(xué)屬性映射到電域，利用成熟的數(shù)字信號處理技術(shù)在電域?qū)崿F(xiàn)偏振解復(fù)用、信道損傷（CD、PMD、非線性效應(yīng)）均衡補(bǔ)償、時序恢復(fù)、載波相位估計、符號估計和線性解碼，簡化傳輸線路上的光學(xué)色散補(bǔ)償和偏振解復(fù)用設(shè)計，減少和消除對光色散補(bǔ)償器和低PMD光纖的依賴，將傳輸通道設(shè)計的復(fù)雜度轉(zhuǎn)移到了接收機(jī)。

　　數(shù)字相干接收技術(shù)使得40G系統(tǒng)具有足夠的色散容限和偏振模容限，無需考慮線路傳輸上的色度色散和偏振模色散的影響，這給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維帶來一系列好處，主要包括以下五點(diǎn)。

　　 ① 簡化了傳輸線路上的光學(xué)色散補(bǔ)償和偏振解復(fù)用設(shè)計，線路設(shè)計更簡單；

　　② 消除了低PMD光纖的依賴，適用于各種規(guī)格的傳輸光纖，方便光纖線路速率升級；

　　③ 消除了傳輸線路DCF光纖非線性效應(yīng)的影響，減少了線路放大器的數(shù)量和ASE噪聲的影響，降低了線路成本，提升了系統(tǒng)長距傳輸能力；

　　④ 減小了線路傳輸時延，按照1km光纖5us的時延計算，消除DCF光纖所帶來的時延減少非常可觀，這對時延敏感的應(yīng)用環(huán)境意義重大；

　　⑤ 保護(hù)恢復(fù)時間小于50ms，不同于非相干40G系統(tǒng)，相干40G系統(tǒng)所采用的數(shù)字信號處理自適應(yīng)色散補(bǔ)償算法收斂迅速，完全滿足電信級保護(hù)恢復(fù)時延要求。

　　相干40G采用了與100G及超100G DWDM系統(tǒng)相同的設(shè)計思想和技術(shù)，具有與100G相當(dāng)?shù)膫鬏斝阅埽诂F(xiàn)階段具有最優(yōu)的性價比，是從非相干40G系統(tǒng)向100G系統(tǒng)平滑升級的最佳過渡方案。