长距离传输的情况就完全不同了，每家服务供应商网络的“线路端”都需要传输数百公里的距离。为了补偿增加的通道而加光纤，成本太高昂了。Tektronix公司产品工程师Pavel Zivny说：“运营商要在现有的光纤中挤进100 Gbps的流量，其中很多原来设计用于10 Gbps，有些甚至是为2.5 Gbps光纤链路而设计的。”

要简单地将一个100 Gbps NRZ(不归零)流硬塞入现有光纤，显然是不现实的。当前的DWDM(密集波分复用)光纤采用各信道之间50 GHz的间隔。尽管对采用NRZ调制的10 Gbps数据流，这个信道间隔足够用了，但对100 Gbps NRZ流则太窄。LeCroy公司业务发展经理Mike Schnecker认为：“你不能直接将100 Gbps流加在载波上。”原因是：对一个100 Gbps NRZ信号，每一比特的宽度只有10 ps。

Anritsu公司的光产品专员Hiroshi Goto则称：“由于邻道的串扰问题，DWDM系统中不能使用100 Gbps数据流。PMD(极化模式色散)和CD(色散)阻止了这种情况。有太多的失真。脉冲失真与重叠。”

为解决这个问题，OIF(光互连论坛)建议采用复杂调制，从而能以现有光纤，在每秒每赫兹内装入更多比特。OIF提议采用QPSK(正交相移键控)和双极化，在一个单波长上实现100 Gbps流量。QPSK常见于数字RF通信，但对光纤通信是新鲜东西。

一个100 Gbps链路包含了两个极化――TE(横电)与TM(横磁)的两个50 Gbps流，它们在两个正交的极化平面上传输。每个50 Gbps流都包含25G符号/秒。QPSK调制可将2个比特封装在一个符号内。由于QPSK信号是以两个极化面传输，因此它可以叫做DP-QPSK(双极化QPSK)，或叫PM-QPSK(极化模式QPSK);两个词语都经常使用，可以互换。本文在指双极化时使用DP-QPSK，而单极化时用QPSK。

复杂调制

单个100 Gbps码流被分成TE与TM极化。这一步骤产生出相同频率的两个载波。然后，每个载波去做I/Q(同相/正交)调制，得到两个25G符号/秒的流。总计为100 Gbps，但实际的数据速率略高些(见附文1《一个G里有什么》)。图2中的极性分离器出现在QPSK调制器以前。有些收发器设计可能会先放I/Q调制器，然后再将调制后的信号分离为两个极性。

QPSK调制是响应进入的码对(00、01、10、11)，对光载波作移相，在每个符号放2 个比特。每个符号代表2比特。接收器将每个符号解调为2个比特，获得一个50 Gbps的数字数据流。另外，比特要在调制前做预编码，调制后作解码(参考文献3)。然后，接收器对进入的DP-QPSK信号作解调和解码，产生四个25 Gbps的电信号。

QPSK信号中每符号承载的比特数是NRZ信号的两倍。因此，当两种调制所产生的信号通过光纤时，其降级程度也有区别。EXFO Sweden总监Peter Andrekson解释说，QPSK信号较NRZ信号对噪声和非线性相位失真更加敏感。他说：“由于对噪声的敏感度较高，QPSK调制信号需要的功率高于NRZ信号。”

不过，QPSK信号也有一个较NRZ信号的重要优势。即在相同码率下，它们对于来自色散和群延时的误码不太敏感。这是因为100 Gbps数据的一个UI(单位间隔)宽度为10 ps。由于线路传输采用的是四个25 Gbps 通道，因此每个符号宽度为40 ps，它有较低的带宽。

一个25G符号/秒流的40 ps宽符号比较短，需要的带宽高于一个10 Gbps、100 ps宽的NRZ信号。因此，25G符号/秒信号要比10 Gbps NRZ信号对色散的误差更加敏感，但对降级的敏感度小于100 Gbps NRZ信号。Andrekson解释说：“在一个确定码率下，复杂性和SNR(信噪比)以及色散容限和硬件带宽之间存在着一个折中。”

DP-QPSK技术如此之新，现在还没有用于线路端的收发器模块。Finisar公司高级技术师Chris Cole解释说，线路端的收发模块要大于客户端的模块，现在正在确定一个多实体协议(参考文献4)。Cole指出，设计者甚至可以将线路端的收发器实现为一个线路卡，而不是模块。

测试也要改变

从NRZ向DP-QPSK调制的转移为光纤前端的测试带来了星座图。尽管星座图在RF无线传输中很常见，但对光通信还是新鲜事物。对一个QPSK传输做的第一个测量就是星座图。星座图提供了有关传输信号完整性的信息。色散与非线性都可以造成信号的降级，从而产生失真。

中右下角的两个波形显示了经QPSK调制的信号波幅(上)和相位(下)。注意相位角图上有明显的不连续。它们源于相移，因为QPSK调制中是成对比特的编码。

      在测试光DP-QPSK信号时，可以使用光调制，或采用一台光信号分析仪。这些仪器可生成星座图，将其解码为电子数据流，并将其显示为眼图。服务于这个市场的公司有安捷伦科技、安立、EXFO以及Optametra公司，而Optametra公司的产品采用的是Tektronix示波器。

Finisar公司的Cole称：“对100 Gbps长程光波还不存在测试规范，因此测试设备制造商必须与光模块制造商交流，看他们需要测量些什么。每家公司都有不同的需求。”Cole还指出，测试设备必须能支持28G和32G符号/秒的信号。“现在有可以运行在22G符号/秒的DP-QPSK测试系统，用于40Gbps链路，但新设备要能运行在28G和32G符号/秒，才能支持100 Gbps链路。”

对光收发器接收端的测试更是悬而未决，因为尚不存在对压力接收机(stressed-receiver)的测试规范。Cole称测试设备必须能够生成DP-QPSK信号，但这种要求可能产生一些控制缺陷，如色散和极化模式色散。这些缺陷会使TE和TM载波通过光纤时产生旋转。经过解调和解码后，这些缺陷一定会产生出压力眼图，因此一旦成为电子形式，工程师就可以对其作测量。