光子集成 Photonics]Integration Driver 1 Modulator t Driver Modulator 2 Lasor R2. g即w Driver 100 bps DP-QPSK的光发送机枢国。(来源:OIF100G超长距DWDM框架文件)100 Gbps DP-QPSK的光接收机枢图。(来源OF100G超长距DWDM枢架文件) 的偏振复用正交(PM-Q)调制器。发送机由两大部分组成:布局和电子互联的布局 偏振部分和QPSK调制器部分。偏振分光比由偏振旋转器如前所述,光互联由于光纤绕纤以及偏振控制的需求 以及波导光学特性决定。如图中所示,调制器1和2构成而变得庞大笨拙。电子互联也受到定位螺孔冗余的体积和 了X偏振的单QPSK调制器,调制器3和4构成了Y偏难度、以及不同数据线的高波特率的限制。光子集成方案 振的单QPSK调制器 的封装解决了这个问 OIF定义的100bps光接收机为集成的双偏振外差 然而,光子集成面临的一大挑战是如何将分立器件集 相干接收机(如图3)。IA定义的光接收机包含三个部分成到一个封装中。例如,MZI调制器常用铌酸锂( LiNbO3) 偏振部分、光学合波部分和高速检测部分。偏振部分由含调制器实现,DWDM系统的激光器往往由铟磷基的半导 有高性能偏振分束器和偏振旋转器的保偏波导构成。90体构成。不幸的是,这两种材料在单独封装中不能共存 度合波器依赖于良好的光学耦合特性以及之前器件的偏振两种材料会互相污染,导致器件失效。OIF为了解决兼容 性。最后为10Gbps及更低速率的接收机,高速光探测性问题,已经提出采用兼容材料基实现功能的方案 器和运算放大器必须有高带宽、高增益以及低噪声特性。 光发送机和光接收机的OFIA包括了机械封装和电 子接口。这种做法使得设计者可以不必了解发送机和接收 光子集成 机内部材料和技术。这种设计框图使得光发送机和接收机 DP-QPSK的光发送机和接收机都需要多种器件来支的设计者可以采用最适合他们的技术和生产工艺,对于光 持其正常运行。光发送机包含偏振部分和调制部分,接子集成来说很理想。 收机包括偏振部分、光复用部分和高速光探测和电子处我们期待OIF的IA可以对1000 bps DWDM系统的 理部分。 发展有所帮助。采用光子集成技术可以通过40bps系统 传统设计需要将这些元器件分立封装,以优化每个单的技术,推动实现高速光子技术更健壮的供应链。匹w 元的性能。这种做法面临三重挑战:互联的复杂性、体积 庞大、不同器件材料基不同, 上接第26页 光发送机和光接收机的光子集成方案至少解决了一些 需的。MEF已经定义了许多专门为移动回传应用的策 问题。光子集成通过将大部分参数敏感的器件放在统一结 构中实现,解决了互联复杂性的问题。 DP-QPSK光接收 略和调度组合,芯片厂家也开始设计并提供芯片,用 机的传统分立方案需要五条保偏光纤的互联。这种分立结来支持无线运营商从3G到40无线业务的升级。 无论是否有个别光纤厂家致力于对无线回传的有 构的生产复杂性较高,也需要多个分立元器件指标参数的线汇聚,运营商都会发现当他们转向2世纪以太网 折衷。 使用光子集成的光发送机和光接收机在模块体积上有世界时,网络设备不能依靠先前的TDM硬件,也不 很大的优势。传统设计中,每一个器件都有单独的密封包 能基于企业网世界的以太网架构。电信级以太网设备 装,要被单独放在系统板卡中。这些封装的外壳很显然扩 必须建立在特有的定制的芯片产品上,为服务提供商 大了系统体积,而且其实最大的体积代价来自盘绕光纤的 提供从电路交换向以太网和IP世界的迁移。wc 14)Oct/Nov2010LightwaveChina光波通信www./wc.com࠼ ጱणׯ Photonics Integration 14 Oct/Nov 2010 Lightwave China ܝ⊷䗮ֵ www.lwc.com.cn ڦೋናްᆩኟ঍DŽPM-QDžۙ዆ഗă݀ໃऐᆯଇۇٴևݴፇׯǖ ೋናևࢅݴ QPSK ۙ዆ഗևݴăೋና࠼ݴԲᆯೋና჉ገഗ ᅜतհ࠼ڞბ༬Ⴀਦۨăස཮ዐ໯๖Ljۙ዆ഗ 1 ࢅ 2 ׯࠓ କ X ೋናڇڦ QPSK ۙ዆ഗLjۙ዆ഗ 3 ࢅ 4 ׯࠓକ Y ೋ ናڇڦ QPSK ۙ዆ഗă OIF ۨᅭڦ 100Gbps ࠼থ๭ऐྺणڦׯມೋናྔֶ ၎߅থ๭ऐDŽස཮ 3DžăIA ۨᅭ࠼ڦথ๭ऐԈࡤෙ߲ևݴǖ ೋናևݴĂ࠼ბࢇհևߛࢅݴ໏ॠ֪ևݴăೋናևݴᆯࡤ ᆶߛႠీೋናݴຐഗࢅೋና჉ገഗڦԍೋհׯࠓڞă90 ೋናڦ༬Ⴀᅜतኮമഗॲࢇ᳘ბ࠼ڦࡻհഗᅈડᇀଆࢇ܈ ༬Ⴀăፌࢫ ྺ10Gbps त߸گ୲໏ڦথ๭ऐLjߛ໏࠼༑֪ ഗࢅሏ໙ۇٴݣഗՂႷᆶټߛ੻Ăߛሺᅮᅜतگሯำ༬Ⴀă ᄤ䲚៤ܝ DP-QPSK ࠼ڦ݀ໃऐࢅথ๭ऐۼႴᄲܠዖഗॲઠኧ Ljথݴևۙ዆ࢅݴೋናևࡤໃऐԈ݀࠼ሏႜă׉ኟഄ׼ تጱۉࢅ֪༑࠼໏ߛࢅݴᆩևް࠼ĂݴऐԈઔೋናև๭ ૙ևݴă ڇ߲௅ࣅጎLjᅜᆫހ૬ݴႴᄲॽኄၵᇮഗॲऺཥยد ᇮڦႠీăኄዖፔ݆௬ଣෙዘ཈቟ǖࢻ૴ڦްሗႠĂ༹ओ ಕۇٴĂփཞഗॲ֌ଙएփཞă ࠼݀ໃऐ࠼ࢅথ๭ऐ࠼ڦጱणݛׯӄ዁ณ঴ਦକᅃၵ ࿚༶ă࠼ጱणׯཚࡗॽۇٴևݴ֖ຕ௺ڦߌഗॲݣሞཥᅃ঳ ࠓዐํ၄Lj঴ਦକࢻް૴ሗႠڦ࿚༶ăDP-QPSK ࠼থ๭ ऐدڦཥݴ૬ݛӄႴᄲ࿵ཉԍೋ࠼္ࢻڦ૴ăኄዖݴ૬঳ ڦຕ֖૬ᇮഗॲኸՔݴ߲ܠLjᄺႴᄲߛሗႠডิׂްڦࠓ ችዔă ๑ᆩ࠼ጱण࠼ڦׯ݀ໃऐ࠼ࢅথ๭ऐሞఇ੷༹ओฉᆶ ڦۇٴ࢔ᆫ๞ăدཥยऺዐLj௅ᅃ߲ഗॲۼᆶڦ܀ڇ௢ހԈ ጎLjᄲԥݣ܀ڇሞဣཥӱਸ਼ዐăኄၵހጎڦ੕ྔ࢔၂඗ક ڦ္࠼ઠጲಎජॏپओ༹ڦۇٴፌܸ൐ഄํओLj༹କဣཥۇٴ քਆăڦ૴ࢻጱۉࢅքਆ සമ໯ຎLjࢻ࠼૴ᆯᇀ࠼္ජ္ᅜतೋና੦዆ڦႴ൱ ܸՎڥಕۇٴԩጜăۉጱࢻ૴ᄺ๴ڟۨ࿋அ੥රᇆڦ༹ओࢅ వ܈Ăᅜतփཞຕ਍၍ߛڦհ༬୲ڦ၌዆ă࠼ጱणݛׯӄ ހڦጎ঴ਦକኄ߲࿚༶ă ඗ܸLj࠼ጱणׯ௬ଣڦᅃۇٴ๟቟཈සࢆॽݴ૬ഗॲण ڟׯᅃ߲ހጎዐă૩සLjMZI ۙ዆ഗ׉ᆩᮺ໗ᯜDŽLiNbO3Dž ۙ዆ഗํ၄LjDWDM ဣཥڦघ࠼ഗྫྫᆯᯇଡएڦӷڞ ༹ׯࠓăփ႞ڦ๟Ljኄଇዖ֌ଙሞހ܀ڇጎዐփీࠌ٪Lj ଇዖ֌ଙࢻࣷ၎࿫කLjڞዂഗॲ฿ၳăOIF ྺକ঴ਦग़ඹ Ⴀ࿚༶Ljᅙঢ়༵؜֑ᆩग़ඹ֌ଙएํ၄ࠀీݛڦӄă ࠼݀ໃऐ࠼ࢅথ๭ऐڦ OIF IA Ԉઔକऐႁހጎۉࢅ ጱথ੨ăኄዖፔ݆๑ڥยऺኁ੗ᅜփՂକ঴݀ໃऐࢅথ๭ ऐాև֌ଙࢅरຍăኄዖยऺ઀཮๑࠼ڥ݀ໃऐࢅথ๭ऐ ࠼ᇀܔᅝLj߾ׂิࢅरຍڦ்໱ࢇ๢ᆩፌ֑ᅜ੗ኁऺยڦ ጱणׯઠຫ࢔ၙ૙ă ࿢்೺ځ OIF ڦ IA ੗ᅜܔ 100Gbps DWDM ဣཥڦ ݀ቛᆶ໯ӻዺă֑ᆩ࠼ጱणׯरຍ੗ᅜཚࡗ 40Gbps ဣཥ ă૾ᆌࠃڦ጑ॳ߸ጱरຍ࠼໏ߛ၄ํۯླྀरຍLjڦ 100Gbps DP-QPSK࠼ڦ݀ໃऐ઀཮ăDŽઠᇸǖOIF 100G׊גਐDWDM઀ॐ࿔ॲDž 100Gbps DP-QPSK࠼ڦথ๭ऐ઀཮ăDŽઠᇸǖOIF 100G׊גਐDWDM઀ॐ࿔ॲDž ೒2 ೒3 ႴڦăMEF ᅙঢ়ۨᅭକႹܠጆோྺᅎد࣮ۯᆌᆩڦ֧ ୼ࢅۙ܈ፇࢇLjႊೌ׍ॆᄺਸ๔ยऺժ༵ࠃႊೌLjᆩ ઠኧ׼࿮၍ሏᆐฆٗ 3G ڟ 4G ࿮၍ᄽခڦืपă ࿮ஃ๟ޏᆶ߲՚࠼္׍ॆዂ૰ᇀܔ࿮၍ڦد࣮ᆶ ၍ࣹ਋Ljሏᆐฆࣷۼ݀၄ړ்໱ገၠ 21 ๘ुᅜ໿ྪ ๘হ้LjྪஏยԢփీᅈ੍ံമڦ TDM ᆘॲLjᄺփ ీएᇀഓᄽྪ๘হڦᅜ໿ྪॐࠓăۉ႑पᅜ໿ྪยԢ ՂႷॺ૬ሞ༬ᆶڦ዆ۨڦႊೌׂ೗ฉLjྺޜခ༵ࠃฆ ദᅎăڦ๘হ IP ࢅྪ໿ᅜၠ࣑঍ୟۉٗࠃ༵ ฉথڼ26ᄻ