光子集成 Photonics]Integration 助推100- Gbps DWDM 的光子集成技术 作者: Matt Traverso, Opnext 基于分立封装元器件的传统光发送接收技术,已经无法满足100 Gbps DWDM的需求。光子集 成技术的引入成为必然。 针对10 Gbps dwdm光学接口需求增长的问题,光互 联论坛(OIF)已经开始制定相应的光发送机和接收机的 实施协议(IA)。历史上,光收发模块多源协议(MSA) 以及IA已经严格地规定了光电、电光转换的方法,例如 针对10-Gbps光模块的 XMD MSA,以及针对40-Gbps光 模块的 XLMD MSA。由于这些调制方案都是基于开(1) 关(0)键控的强度调制,MSA可以简化OE/EO转换 相应地针对100 Gbps dWdM,OIF已经开始着手双 偏振正交相移键控(DP-QPSK)和相干检测的结合。这 种调制机制需要更复杂的光传输接收机制,因而应用光子 QPSK调制的星座图 集成可以优化设计。 分在两个不同的偏振态上,使得波特率减半。其次,信号 由相位调制,每个符号包含两个比特,再将所需的波特率 100- Gbps DWDM中应用 DP-QPSK的动机减半,这使得波特率降至25bps,系统对于各种影响的容 DP-QPSK调制技术由于低波特率特性,受到了下一代忍性比100Gbps更强。(值得一提的是,本文采用名义上 高速率光传输的关注。光纤传输对于信号的影响与波特率的1000bps和25Gbps来表述,事实上为了适应OTN的映 成比例。例如,光纤的色散会导致脉冲红段频率传输速度射,以及前向纠错编码的冗余,实际的码率可能会更高) 慢,蓝段频率传输速度快,使得脉冲频谱展宽。对于一段 除了低波特率外, DP-QPSK还有更多的优势。 固定长度的光纤,高速传输系统由于比特长度较短,受到10Gbps及以下码率(波特率和比特率相同)应用了简单 频谱展宽的影响更大。因此,低波特率减少了色散的影响。的OEEO强度调制转换。从40Gbps开始,不少公司都开 另外,低波特率的主要目的在于提高频谱利用率。发了至少四种不同的调制方案。这种调制方案的分歧,使 DWDM系统常常在同一根光纤中传输尽可能多的波长,得40G光网络市场往往采用客户定制的光发送机和接收 实现光纤带宽的最大化利用。长距系统的信道波长间隔机,甚至特殊的定制IC。结果使得技术成本较高 是50GH,系统中的滤波器,例如可重构光上下复用器 客户定制的40G产品有各种劣势,它促使光网络产 ( ROADM)和波长复用/解复用器都是基于这个波长间隔。业界集中力量开始制定100 Gbps DWDM系统的标准调制 滤波器频谱截断特性限制了波特率的上限, 利用目方案,例如 DP-QPSK及其关联的技术,以实现扩容方案 前的光纤网络,必须选择基于低波特率的100-bps调制的经济化 技术 DP-QPSK调制技术利用两种基本的方法降低光发送机和接收机综述 100-Gbps比特率码流的波特率(如图1)。首先,信号被 OIF定义的100Gbps光发送机如图2所示,为集成 12)Oct/Nov2010LightwaveChina光波通信www./wc.com࠼ ጱणׯ Photonics Integration 12 Oct/Nov 2010 Lightwave China ܝ⊷䗮ֵ www.lwc.com.cn ዺླྀ 100-Gbps DWDM रຍׯጱण࠼ڦ ኍܔ 100-Gbps DWDM ࠼ბথ੨Ⴔ൱ሺڦ׊࿚༶Ljࢻ࠼ ૴ஃ༇DŽOIFDžᅙঢ়ਸ๔዆ۨ၎ᆌ࠼ڦ݀ໃऐࢅথ๭ऐڦ ํแၹᅱDŽIADžă૦๏ฉLj࠼݀๭ఇ੷ܠᇸၹᅱDŽMSADž ᅜत IA ᅙঢ়ჹ߭ࡀںۨକۉ࠼Ă࠼ۉገݛڦ࣑݆Lj૩ස ኍܔ 10-Gbps ࠼ఇ੷ڦ XMD MSALjᅜतኍܔ 40-Gbps ࠼ ఇ੷ڦ XLMD MSAăᆯᇀኄၵۙ዆ݛӄۼ๟एᇀਸDŽ1Dž ࠲DŽ0Dž॰੦ڦഽ܈዆ۙLjMSA ੗ᅜ०ࣅ OE/EO ገ࣑ă ၎ᆌںኍܔ 100-Gbps DWDMLjOIF ᅙঢ়ਸ๔ጣ๮ມ ೋናኟ঍၎ᅎ॰੦DŽDP-QPSKDžࢅ၎߅ॠ֪ڦ঳ࢇăኄ ዖۙ዆ऐ዆Ⴔᄲ߸ްሗد࠼ڦ๼থ๭ऐ዆Ljᅺܸᆌᆩ࠼ጱ णׯ੗ᅜᆫࣅยऺă 100-Gbps DWDM Ёᑨ⫼ DP-QPSK ⱘࡼᴎ DP-QPSK ۙ዆रຍᆯᇀگհ༬୲༬ႠLj๴ڟକူᅃپ ୲ᆖၚᇑհ༬ڦࡽᇀ႑ܔ๼د္࠼ጀă࠲ڦ๼د࠼୲໏ߛ ܈໏๼د୲ೕ܎ࢤ؋ዂஞڞࣷො෥ڦ္࠼Բ૩ă૩සLjׯ ஥Ljઢ܎ೕ୲د໏๼܈੺Lj๑ڥஞ؋ೕ೷ቛ੻ăܔᇀᅃ܎ ڟ๴Lj܌ড܈׊ဣཥᆯᇀԲ༬๼د໏ߛLj္࠼ڦ܈׊ۨࠦ ೕ೷ቛ੻ڦᆖၚ߸ۇٴăᅺُLjگհ༬୲३ณକ෥ොڦᆖၚă ଷྔLjگհ༬୲ڦዷᄲణڦሞᇀ༵ߛೕ೷૧ᆩ୲ă DWDM ဣཥ׉׉ሞཞᅃ࠼ߵ္ዐدీ੗৑๼ڦܠհ׊Lj ߰क़׊հڢ႑ڦਐဣཥ׊૧ᆩăࣅۇٴፌڦ੻ټ္࠼၄ํ ๟ 50GHzLjဣཥዐڦ୳հഗLj૩ස੗ዘ࠼ࠓฉူްᆩഗ DŽROADMDžࢅհ׊ްᆩ / ঴ްᆩഗۼ๟एᇀኄ߲հ׊क़߰ă ୳հഗೕ೷প܏༬Ⴀ၌዆କհ༬୲ڦฉ၌LjᅺُLj૧ᆩణ മ࠼ڦྪ္ஏLjՂႷ჋ስएᇀگհ༬୲ڦ 100-Gbps ۙ዆ रຍă DP-QPSK ۙ዆रຍ૧ᆩଇዖएԨݛڦ݆ইگ 100-Gbps Բ༬୲ஓୁڦհ༬୲DŽස཮ 1Džă๯ံLj႑ࡽԥ ݴሞଇ߲փཞڦೋናༀฉLj๑ڥհ༬୲३ӷăഄْLj႑ࡽ ᆯ၎࿋ۙ዆Lj௅߲ࡽޙԈࡤଇ߲Բ༬Ljምॽ໯Ⴔڦհ༬୲ ३ӷLjኄ๑ڥհ༬୲ই዁ 25GbpsLjဣཥܔᇀ߳ዖᆖၚڦඹ ඨႠԲ 100-Gbps ߸ഽăDŽኵڥᅃ༵ڦ๟LjԨ࿔֑ᆩఁᅭฉ ڦ 100Gbps ࢅ 25Gbps ઠ՗ຎLj๚ํฉྺକ๢ᆌ OTN ڦᆙ พLjᅜतമၠৰٱՊஓڦරᇆLjํाڦஓ୲੗ీࣷ߸ߛDž أ କ گ հ ༬ ୲ ྔLjDP-QPSK ࣏ ᆶ ߸ ܠ ڦ ᆫ ๞ă 10Gbps तᅜူஓ୲DŽհ༬୲ࢅԲ༬୲၎ཞDžᆌᆩକ०ڇ ڦ OE/EO ഽ܈዆ۙገ࣑ăٗ 40Gbps ਸ๔Ljփณࠅິۼਸ ݀କ዁ณ຺ዖփཞڦ዆ۙݛӄăኄዖۙ዆ݛӄݴڦഇLj๑ ๭থࢅໃऐ݀࠼ڦ዆ۨࢽᆩਜ਼๨ׇྫྫ֑ஏྪ࠼ 40G ڥ ऐLjฯ዁༬๺ڦ ዆ۨICă঳ࡕ๑ڥरຍׯԨডߛă ਜ਼ࢽ዆ۨڦ 40G ׂ೗ᆶ߳ዖଝ๞Lj໲ٝ๑࠼ྪஏׂ ᄽহणዐ૰ଉਸ๔዆ۨ 100Gbps DWDM ဣཥڦՔጚۙ዆ ݛӄLj૩ස DP-QPSK तഄ࠲૴ڦरຍLjᅜํ၄કඹݛӄ ăࣅঢ়षڦ ܝথ䗕ᴎ੠᥹ᬊᴎ㓐䗄 OIF ۨᅭڦ 100-Gbps ࠼݀ໃऐස཮ 2 ໯๖Ljྺणׯ ԰㗙˖Matt TraversoˈOpnext एᇀݴ૬ހጎᇮഗॲدڦཥ࠼݀ໃথ๭रຍLjᅙঢ়࿮݆஢ፁ 100-Gbps DWDM ڦႴ൱ă࠼ጱण ׯरຍڦᆅ෇ׯྺՂ඗ă QPSK ۙ዆ڦ႓ፗ཮ ೒1