基于DWDM的超100 Gbit/s混合组网分析

【目的】近年来,数据通信量呈爆炸性增长,为了应对高速、高容量数据传输及网络应用场景多样化的需求,超100 Gbit/s密集波分复用(DWDM)混合组网作为一种高效的解决方案逐渐受到关注。文章通过对超100 Gbit/s DWDM混合组网的需求、关键技术及实际案例进行分析,为构建高容量、高效率的通信网络提供了技术支持和指导。【方法】文章首先阐述了网络发展在容量扩展和支持复杂网络设计方面的需求,其次重点介绍了超100 Gbit/s混合组网的关键技术,包括星座图整形、频谱整形和灵活栅格技术等。其中,为支撑混合组网的业务速率设计,提供了一种用于级联掺铒光纤放大器(EDFA)通信系统的光信噪比(OSNR)计算方法,仅利用信道配置信息、发端信号光功率、EDFA的增益及噪声等相关参数,即可计算出整个链路中各个波长的输出OSNR。最后,结合海外某网络案例,根据实际链路OSNR评估情况,合理进行混合速率网络设计,论证了超100 Gbit/s DWDM混合组网在实际工程中的应用效果。【结果】通过应用超100 Gbit/s DWDM混合组网,根据OSNR评估情况灵活配置传输速率和传输带宽,实现了200、600和800 Gbit/s混合速率网络部署,既满足了核心站点的大容量需求,也兼顾了边缘站点的长途大跨度需求,并在3年期间实现了网络的平滑升级和扩容。【结论】实践证明,超100 Gbit/s DWDM组网能够有效提升网络容量、灵活性及频谱资源利用率,同时也为网络的持续演进提供了空间,是推进大容量光传输网络发展的重要手段。

超100 Gbit/s PON:灵活速率和相干架构(特邀)

2021年国际电联电信标准化部门(ITU-T)完成50 Gbit/s无源光网络(PON)的标准制定,当前设备商和运营商已经完成样机验证,ITU-T成立Beyond 50 Gbit/s PON讨论组开始研讨未来PON相关技术方案,因此Beyond 50 Gbit/s PON成为当前光通信领域的研究热点。根据前几代PON标准的速率演进规律推测,Beyond 50 Gbit/s PON的速率预计将超过100 Gbit/s。文章将分析超100 Gbit/s PON面临的问题和挑战,重点介绍灵活速率PON和相干PON架构这两个潜在技术路径及其关键技术方案,为未来超100 Gbit/s PON的研究和标准制定提供参考。

超100 Gbit/s相干PON系统关键技术研究

50 Gbit/s无源光网络(PON)标准已趋于完善,后50 Gbit/s PON时代的技术标准尚属空白,亟待开展相关研究以推动整个产业链从系统、模块和芯片等方面提前进行布局。文章判断单波长200 Gbit/s速率和相干技术将会是继50 Gbit/s PON之后下一代PON系统的两大关键特征。单波长200 Gbit/s速率对运营商具备更大的吸引力,而强度调制/直接检测(IM/DD)技术难以持续满足200 Gbit/s速率下系统对Class C+等级功率预算的要求,需要采用灵敏度更高的相干技术。然而PON系统是一种典型的点对多点(P2MP)拓扑架构,将相干技术下沉到PON还有许多关键技术需要攻克,其中,涉及PON系统设备和媒体访问控制(MAC)芯片的架构重构、相干PON光模块的单纤双向(Bi-Di)技术改造、突发模式的相干发送与接收技术以及相干PON系统的波长管控技术。时分复用(TDM)仍然是实现P2MP传输的推荐方式,在TDM基础之上可以叠加新的复用维度,例如子载波复用(SCM)。新复用维度的引入给PON系统带来了灵活性,但同时也增加了设计的复杂度,将会颠覆当前的PON系统架构。叠加了SCM的相干PON系统将不再采用数字化接口方式与光模块进行连接,光模块本身需要具备高度线性驱动和调制能力。此外,用户侧光模块需要具备瞬时开关能力,以避免对其他用户造成干扰,因此需要开发新型的支持突发控制功能的相干光芯片。考虑到上行P2MP的突发相干接收环境,需要从系统层面实现对多个用户激光器的波长管控,避免上行方向因多用户波长快速切换造成的局端频偏估算偏差问题。综上,将相干技术应用于PON将会是一个全新的复杂系统工程,难以直接继承现有相干系统架构,需要匹配P2MP的应用需求,从芯片、模块和设备多个方面实现技术创新。

100 Gbit/s/超100 Gbit/s波分复用(WDM)传输系统光链路性能

100 Gbit/s/超100 Gbit/s WDM传输系统光链路性能相比过去10 Gbit/s WDM系统有了新特点。首先,论证多光放段、无色散补偿、相干检测的100 Gbit/s/超100 Gbit/s WDM系统光链路性能应采用广义光信噪比来衡量。其次,论证低衰耗、大有效面积新型光纤对多光放段100 Gbit/s/超100 Gbit/s WDM传输系统光链路性能有一定改善。最后指出陆地少光放段WDM系统应采用新型光纤,应考虑GOSNR对其性能规范的参照作用。

40/100 Gbit/s超高速光纤系统的关键技术与发展策略

本文首先指出,40Gbit/s系统的市场需求已经明朗,技术已基本成熟,成本已趋近启动门限,规模应用指日可待。接下来,本文重点分析和探讨了超高速光纤系统的几个关键技术问题,包括色度色散、极化模色散、非线性损伤、光信噪比要求、调制格式的选择、超级FEC、彩光接口和白光接口的选择等。最后简要讨论了100Gbit/s系统的现状和前景以及40/100Gbit/s系统的发展策略问题。

N×100 Gbit/s波分关键技术浅析及系统保护研究与测试

在分析100 Gbit/s波分关键技术的基础上,分析研究了100 Gbit/s波分系统的OLP方案,并进行了测试验证,结论对于100 Gbit/s波分网络的维护具有重要的指导作用。

100 Gbit/s超高速系统的发展及展望

高清视频和高速数据业务的迅速发展对网络的带宽需求越来越高。一些领先的运营商已经开始规模建设单波道40Gbit/s的DWDM网络,还有运营商开始关注单波道100Gbit/s的超高速传送系统。目前全球有三个标准组织ITU-T、IEEE和OIF正在积极制定100Gbit/s的相关标准,并有了较详细的计划。未来100Gbit/s系统将首先在大容量核心路由器之间的互联,以及长途和地区间的传送网两个场景使用。但是100G从设备成熟度、标准以及运营管理维护等方面都需要不断完善,真正大规模商用还需几年。

100 Gbit/s CFP光收发模块的研究

随着网络流量的持续增长,100 Gbit/s以太网已开始商用,100 Gbit/s以太网的客户侧光模块为100 Gbit/s CFP(小型可插拔式)光收发模块。文章介绍了100 Gbit/s CFP光收发模块的相关标准,并给出了一种模块的设计方案。该模块由速率转换单元、发射单元、接收单元及控制单元组成。依照IEEE 802.3ba标准对模块进行了测试,结果显示该模块单通道发射平均光功率达到了1.47dBm,接收灵敏度达到了-9.5dBm,各项性能完全符合相关标准,能够应用于100 Gbit/s以太网中。

10/40/100 Gbit/s PON技术的发展和应用展望

当前,EPON/GPON向更高速率的升级演进已成为光接入领域颇受关注的议题。基于此,对XG(S)-PON、TWDM PON、WDM PON、100 Gbit/s EPON的现状与面临的问题进行了分析,并对各种技术的应用现状与前景进行了展望。

一种100 Gbit/s/400 Gbit/s光网络低时延FEC编译码的FPGA实现

在超100 Gbit/s光网络中,由于光信噪比恶化导致了误码严重等问题,因此在光网络中普遍使用前向纠错编码。传统的编码器时延大,不能满足目前高速光网络的需求,且与高速编码器相关的研究也非常少;译码器的研究大多集中在关键方程求解算法,针对降低时延方法的研究也较少。文章针对目前光网络中广泛使用的KP4前向纠错编码,即里德-所罗门(RS)(544,514)码,提出了递推并行的编、译码结构,并通过现场可编程门阵列实现,编码器吞吐量超过17 Gbit/s,延时<0.3μs,译码器吞吐量约为66 Gbit/s,延时约为0.17μs。

100 Gbit/s传输系统性能最优化配置方法

研究了基于高速相干光接收的100Gbit/s PDM-QPSK(偏振复用-正交相移键控)系统在不规则跨段配置条件下的传输性能优化技术,得到了不规则跨段下的最优链路配置解析计算模型,并进行了系统仿真验证。仿真结果表明,与传统的跨段衰减完全补偿方案相比,该配置方案Q因子性能可提升1.3dB。该配置方法可应用于当前100Gbit/s PDM-QPSK系统的链路设计和在线优化,能有效提升不规则跨段链路下的系统传输性能。

100 Gbit/s线路侧光收发模块OSNR测试研究

介绍了评估100Gbit/s线路侧光收发模块性能的两个指标:接收机OSNR(光信噪比)容限和Pre-FEC(纠错前)对应模块最大误码率的OSNR值。前者用于评估光模块硬件和软件算法的总体性能,后者用于评估光模块关闭软件算法后的性能。给出了测试框图,采用积分法进行测试,需要对测试结果进行校准。该测试方法对其他线路侧光模块的OSNR测试有一定的借鉴作用。

超100 Gbit/s WDM传输系统技术发展及应用分析

当前干线及城域网核心汇聚层主流传输技术是100 Gbit/s WDM传输系统,未来超100 Gbit/s WDM传输系统正面临着多重技术的选择。通过对超100 Gbit/s WDM传输技术进展讨论和技术分析,提出符合我国传输网的超100 Gbit/s波分复用系统解决方案建议,可以帮助设计人员,尤其是网络规划人员认清未来超100 Gbit/s WDM传输系统的发展方向,提前规划和设计相应的网络基础。

100 Gbit/s光放大器在数据链路采集中的应用

在网络高速发展的今天,对于网络中数据链路的监控尤为重要。本文介绍了100 Gbit/s光放大器的相关技术,提出了100 Gbit/s光放大器对于100 Gbit/s数据链路采集中的部署应用方案。

老年急性轻型缺血性脑卒中患者血清S100β蛋白、Aβ42表达水平与脑卒中后认知功能障碍的关系

目的 探讨老年急性轻型缺血性脑卒中(MIS)患者血清S100β蛋白、β-淀粉样蛋白(Aβ)42表达水平与脑卒中后认知功能障碍(PSCI)的相关性。方法 老年MIS患者91例按脑卒中3个月蒙特利尔认知评估(MoCA)量表评分分为PSCI组(MoCA评分<26分)39例与非PSCI组52例(MoCA评分≥26分)。比较两组入院时血清S100β蛋白、Aβ42水平,应用Logistic回归模型确定PSIC的独立影响因素,采用Pearson相关分析检验PSCI组血清S100β蛋白、Aβ42水平与MoCA评分的相关性,并应用受试者工作特征(ROC)曲线对S100β蛋白、Aβ42水平预测PSCI的能力进行评价。结果 相比非PSCI组,PSCI组年龄较大,糖化血红蛋白(HbA1c)水平较高,且血清S100β蛋白、Aβ42水平较高,差异有统计学意义(P<0.05)。多因素Logistic回归分析得出,年龄(OR=1.335)、血清S100β蛋白水平(OR=1.581)、血清Aβ42水平(OR=1.644)为PSCI的危险因素(P<0.05)。ROC曲线分析显示,入院时血清S100β蛋白、Aβ42水平预测PSCI的AUC分别为0.832、0.886,二者联合的AUC为0.944,相比单一指标均显著提高(P<0.05)。结论 血清S100β蛋白、Aβ42表达水平与老年MIS患者PSCI发生密切相关,二者联合可较好预测PSCI的发生。

外周血CTC、PD-L1及S100A6BP水平对胃癌患者诊断及预后价值

目的 探讨外周血循环肿瘤细胞(CTC)、程序性死亡因子配体-1(PD-L1)、及钙周期素结合蛋白(S100A6BP)水平对胃癌患者诊断及预后价值研究。方法 选取2020年5月至2022年5月南阳市第一人民医院收治的182例胃癌患者为观察组,根据预后情况分为预后良好组(124例)及预后不良组(58例),选取同期90名健康志愿者作为对照组。比较所有受试者外周血CTC、PD-L1、S100A6BP水平,评估CTC、PD-L1、S100A6BP单独及联合检测在胃癌患者诊断及预后中的应用价值。结果 观察组外周血CTC、PD-L1及S100A6BP水平均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);CTC、PD-L1及S100A6BP三者联合检测对胃癌患者诊断灵敏度、特异度均较单一检测高(P<0.05);预后良好者肿瘤直径、CTC、PD-L1、S100A6BP、TNM(Ⅲ~Ⅳ)、中高分化、淋巴结转移、浸润深度(T3-T4)均较预后不良组低,差异有统计学意义(P<0.05),TNM(Ⅰ~Ⅱ)、低度分化、浸润深度(T1-T2)水平较预后不良组高,差异有统计学意义(P<0.05);多因素Logistic回归分析显示,肿瘤直径、TNM分期、分化程度、浸润深度、淋巴结转移、CTC、PD-L1、S100A6BP是影响胃癌预后不良的独立危险因素(P<0.05);ROC曲线分析显示,CTC、PD-L1、S100A6BP单一及联合检测预测胃癌患者预后AUC分别为0.808、0.845、0.874、0.955(P<0.05)。结论 CTC、PD-L1、S100A6BP在胃癌患者外周血中呈高表达,与患者病理特征及预后有密切关系,三者联合检测对胃癌患者诊断及预后具有较高的预测价值。

血清Neu5Ac、S100A1水平与急性心源性脑梗死患者病情、预后的关系

目的 探讨血清N-乙酰神经氨酸(Neu5Ac)、S100钙结合蛋白质A1(S100A1)水平与急性心源性脑梗死患者病情、预后的关系。方法 选取2021年9月至2023年9月承德市中心医院收治的165例急性心源性脑梗死患者,根据梗死面积将患者分为小/中面积组(梗死直径≤4 cm,97例)和大面积组(梗死直径>4 cm,68例);根据美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分将患者分为低NIHSS组(NIHSS<16分,108例)和高NIHSS组(NIHSS≥16分,57例)。检测患者Neu5Ac、S100A1水平,根据患者出院后3个月mRS评分将其分为预后不良组(n=41)和预后良好组(n=124)。采用Pearson相关法探讨血清Neu5Ac、S100A1与脑梗死面积、NIHSS评分的关系,采用多因素logistic回归分析影响因素。结果小/中面积组Neu5Ac、S100A1水平低于大面积组,差异有统计学意义(P<0.05)。低NIHSS组Neu5Ac、S100A1水平低于高NIHSS组,差异有统计学意义(P<0.05)。血清Neu5Ac、S100A1与脑梗死面积、NIHSS评分均呈正相关(均P<0.001)。预后良好组血清Neu5Ac、S100A1低于预后不良组,差异有统计学意义(P<0.05)。预后良好组梗死面积大面积比例、入院NIHSS评分低于预后不良组,差异有统计学意义(P<0.05)。梗死面积大面积、入院NIHSS评分≥15.33分、Neu5Ac≥274.58 ng/mL、S100A1≥5.08 ng/mL是急性心源性脑梗死患者预后危险因素(P<0.05)。结论 血清Neu5Ac、S100A1与急性心源性脑梗死患者脑梗死面积、NIHSS评分有关,有望作为预测患者病情及预后的潜在标记物。

S100钙结合蛋白β与α突触核蛋白与帕金森病患者抑郁及运动障碍的关系

目的研究帕金森病(PD)患者血清S100钙结合蛋白β(S100β)及α突触核蛋白(α-syn)水平与患者抑郁及运动障碍的关系。方法选择2022年1月至12月聊城市人民医院收治的PD患者194例,根据汉密尔顿抑郁量表评分分为非抑郁组102例(0~13分)及抑郁组92例(≥14分)。运动障碍采用Hoehn-Yahr(H-Y)分级及统一帕金森病评定量表Ⅲ(UPDRS-Ⅲ)进行评分,用多因素logistic回归分析PD患者抑郁的独立危险因素,用Spearman相关性分析血清S100β及α-syn水平与患者抑郁及运动障碍的关系。结果抑郁组体质量指数低于非抑郁组,H-Y分级、UPDRS-Ⅲ评分、S100β、α-syn均高于非抑郁组,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。多因素logistic回归分析显示,H-Y分级、UPDRS-Ⅲ评分、S100β、α-syn为PD患者抑郁的独立危险因素(P<0.05)。Spearman相关性分析显示,PD患者S100β水平与H-Y分级、UPDRS-Ⅲ评分呈正相关(r=0.698,P=0.005;r=0.637,P=0.011);α-syn水平与H-Y分级、UPDRS-Ⅲ评分呈正相关(r=0.654,P=0.021;r=0.611,P=0.035)。ROC曲线显示,S100β、α-syn诊断PD患者抑郁的截断值分别为486.65μg/L、3894.27 ng/L,曲线下面积分别为0.889(95%CI:0.812~0.923)、0.761(95%CI:0.714~0.828),S100β曲线下面积显著优于α-syn(P<0.05)。结论PD患者血清S100β、α-syn水平与其抑郁发生及运动功能障碍密切相关。

结肠癌病人血清S100钙结合蛋白A12、可溶性晚期糖基化终产物受体水平与肠道菌群失调及化疗效果的关系

目的探讨结肠癌病人血清S100钙结合蛋白A12(S100A12)、可溶性晚期糖基化终产物受体(sRAGE)水平与肠道菌群失调及化疗效果的相关性。方法选择2020年12月至2021年12月黄河水利委员会黄河中心医院收治的116例中、晚期结肠癌病人作为结肠癌组,另选取在该院同期健康体检人员120例作为对照组。采用酶联免疫吸附测定(ELISA)检测血清S100A12、sRAGE水平,检测病人肠道菌群,并对病人化疗后进行随访,Pearson法分析结肠癌病人血清S100A12、sRAGE水平与菌群失调相关性,受试者操作特征曲线(ROC曲线)分析化疗前血清S100A12、sRAGE水平对结肠癌化疗效果的诊断价值。结果与对照组比较,结肠癌组病人化疗前血清S100A12、sRAGE水平显著升高(P<0.05)。与化疗前菌群正常组[(265.34±45.78)μg/L、(381.54±36.75)ng/L]比较,菌群失调Ⅰ度组[(301.52±56.95)μg/L、(440.63±48.71)ng/L]、菌群失调Ⅱ度组[(339.29±52.35)μg/L、(432.75±49.20)ng/L]病人血清S100A12、sRAGE水平显著升高(P<0.05);与菌群失调Ⅰ度组比较,菌群失调Ⅱ度组病人血清S100A12、sRAGE水平显著升高(P<0.05)。相关性分析显示,结肠癌病人血清S100A12、sRAGE水平与大肠杆菌、粪肠球菌数量呈正相关(P<0.05),与双歧杆菌、乳酸杆菌数量呈负相关(P<0.05)。与化疗前比较,结肠癌病人化疗后血清S100A12、sRAGE水平显著降低(P<0.05);与化疗缓解组[(272.33±55.36)μg/L、(403.24±40.54)ng/L]比较,化疗无效组[(330.09±42.64)μg/L、(482.85±43.61)ng/L]病人化疗前血清S100A12、sRAGE水平显著较高(P<0.05)。血清S100A12、sRAGE联合诊断结肠癌化疗无效的曲线下面积(AUC)为0.91[95%CI:(0.84,0.96),P<0.001],灵敏度为86.05%,特异度为80.82%。结论结肠癌病人血清S100A12、sRAGE升高,与肠道菌群失调及化疗效果有关,对化疗疗效评估与预后评价有一定指导意义。

妊娠糖尿病患者血清S100A4、FNDC5水平及其与妊娠结局的关系

目的 探究妊娠糖尿病(GDM)患者血清S100钙结合蛋白A4(S100A4)、Ⅲ型纤连蛋白结构域包含蛋白5(FNDC5)水平及其与妊娠结局的关系。方法 选取2020年6月至2022年6月该院126例GDM患者作为GDM组,选取同期孕检的126例健康孕妇作为对照组。根据GDM患者妊娠结局情况分为妊娠结局良好组(76例)和妊娠结局不良组(50例)。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清S100A4、FNDC5水平,采用Logistic回归分析GDM孕妇妊娠结局,采用受试者工作特征(ROC)曲线评估血清S100A4、FNDC5预测GDM孕妇妊娠不良结局的价值,采用Spearman相关性分析血清S100A4、FNDC5与不良妊娠结局的相关性。结果 GDM组血清S100A4水平明显高于对照组(P<0.05),血清FNDC5水平明显低于对照组(P<0.05)。妊娠结局良好组血清S100A4水平明显低于妊娠结局不良组(P<0.05),血清FNDC5水平明显高于妊娠结局不良组(P<0.05)。Spearman相关性分析结果显示,GDM患者血清S100A4水平与不良妊娠结局呈正相关(P<0.05),FNDC5水平与不良妊娠结局呈负相关(P<0.05)。Logistic回归分析表明,血清S100A4、空腹血糖、HOMA-IR是GDM患者发生不良妊娠结局的危险因素(P<0.05),FNDC5是GDM患者发生不良妊娠结局的保护因素(P<0.05)。血清S100A4、FNDC5联合预测GDM妊娠结局的曲线下面积大于S100A4(Z=2.045,P=0.041)及FNDC5单项检测(Z=2.010,P=0.044)。结论 GDM患者血清S100A4水平升高,FNDC5水平降低,二者对评估GDM孕妇妊娠结局具有一定的参考价值。