100Gbit/s OTN系统中扰码技术分析

本文主要探讨了100Gbit/s OTN（Optical Transport Network）协议中的扰码架构，分析并比较了两种基于FPGA（Field-Programmable Gate Array）实现的扰码器设计。 在通信领域，扰码是一种重要的数字信号处理技术，其主要目的是防止在高速数据传输中出现长串连续的0或1，这是因为长串的连续数字会导致信号的功率谱密度集中，可能引发信道间的干扰，降低通信系统的性能。特别是在100Gbit/s的OTN系统中，由于数据传输速率极高，对信号质量的要求更为严格，因此扰码技术显得尤为关键。 国际电信联盟（ITU-T）的G.709标准定义了用于100Gbit/s光纤链路的网络接口，其中包含了数字扰码作为标准技术之一。扰码器的主要工作原理是通过线性反馈移位寄存器（LFSR）或其他算法，将原始数据序列进行非线性的位翻转操作，确保输出序列中避免连续的0或1出现，同时保持数据的统计特性不变，即熵不变。 文章中提到了两种在FPGA上实现的扰码架构，它们都是针对100Gbit/s OTN系统设计的。FPGA因其可编程性和灵活性，常被用于高速通信设备的设计中。第一种架构可能是基于传统的线性反馈移位寄存器，而第二种可能采用了更先进的算法或优化结构，以提高处理速度和效率。作者Arley Salvador和Valentino Corso对比了这两种架构的性能，包括实现复杂度、资源占用、处理速度和误码率等关键指标。 论文的介绍部分提到了设计者通常会避免在OTN设备设计中过度复杂化，这暗示了尽管扰码功能至关重要，但实现时需要平衡性能和成本。评估这些不同的扰码架构可以帮助工程师在实际应用中做出最佳选择，以满足系统的性能需求，同时考虑硬件成本和功耗等因素。 这篇论文深入探讨了高速光通信系统中的扰码技术，通过对FPGA实现的不同设计方案的比较，为高速数据传输的优化提供了有价值的参考。对于理解OTN系统的信号处理机制以及FPGA在通信领域中的应用，这篇论文提供了宝贵的理论和技术细节。