相干40G系統受限于色度色散和PMD容限的限制，其傳輸性能并不理想，網絡建設和維護成本較高。此外，由于40G多種碼型（如ODB、DPSK、DQPSK等）并存，產業鏈的規模優勢不明顯，成本居高不下。從100G以及超100G技術的發展來看，基于相干檢測和DSP信道均衡技術的數字相干接收是光傳輸發展的必然方向。在100G尚未得到大規模部署，單比特成本優勢不顯著的情況下，采用基于數字相干接收的40G DWDM系統建網擴容以緩解網絡帶寬壓力具有經濟高效、雙向兼容的優點。

　　40G相干接收技術突出性能

　　由于接收機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制的40G系統（如DPSK、DQPSK調制）在接收機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換為光載波強度的變化。這種通過相鄰符號自相干的接收方式無需本振光源，實現比較簡單，但無法獲取光信號在傳輸過程中的色散信息，其線路色散補償需要借助光域的色散補償模塊完成。這種基于自相干的差分相位調制以及基于強度調制（如OOK，ODB）直接檢測的40G系統，一般稱為非相干40G系統。由于非相干40G系統的色散容限和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進行二級色散補償，即線路上的粗補償和接收機側的精確補償。這導致系統設計和維護比較復雜，保護恢復時間受限于色散補償調節所需的時間。

　　基于本振激光器的相干檢測可將光信號的所有光學屬性（偏振態、幅度、相位）映射到電域，可解析任意光調制格式的信息。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，還可以通過調節本振激光器的功率實現對混頻信號的增益控制以獲得最優的接收靈敏度。

　　相干40G采用數字相干接收機通過相位分集和偏振態分集將光信號的所有光學屬性映射到電域，利用成熟的數字信號處理技術在電域實現偏振解復用、信道損傷（CD、PMD、非線性效應）均衡補償、時序恢復、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色散補償和偏振解復用設計，減少和消除對光色散補償器和低PMD光纖的依賴，將傳輸通道設計的復雜度轉移到了接收機。

　　數字相干接收技術使得40G系統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，這給網絡建設和運維帶來一系列好處，主要包括以下五點。

　　 ① 簡化了傳輸線路上的光學色散補償和偏振解復用設計，線路設計更簡單；

　?、?消除了低PMD光纖的依賴，適用于各種規格的傳輸光纖，方便光纖線路速率升級；

　?、?消除了傳輸線路DCF光纖非線性效應的影響，減少了線路放大器的數量和ASE噪聲的影響，降低了線路成本，提升了系統長距傳輸能力；

　?、?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，這對時延敏感的應用環境意義重大；

　　⑤ 保護恢復時間小于50ms，不同于非相干40G系統，相干40G系統所采用的數字信號處理自適應色散補償算法收斂迅速，完全滿足電信級保護恢復時延要求。

　　相干40G采用了與100G及超100G DWDM系統相同的設計思想和技術，具有與100G相當的傳輸性能，在現階段具有最優的性價比，是從非相干40G系統向100G系統平滑升級的最佳過渡方案。