专注SIP通讯产品与方案

100Gbit/s超长距离DWDM系统(高速光纤通信)

         如果一个想法在一开始不是荒谬的,那它就是没有希望的。—爱因斯坦(A.Einstein)

一、100Gbit/s超长距离DWDM系统关键技术

       与10Gbit/s线路速率系统相比,100Gbit/s系统要求光信噪比(OSNR)提高10倍,为此,除采用偏振复用/相干检测、QPSK或QAM调制技术外,还要采用更为先进的前向纠错(FEC)技术。
        双偏振指的是两个正交偏振光信号,即两个光频率完全相同但又互相独立的光信号。两路光信号来自同一个发射激光器,经过偏振分配器(PS)获得。每路光信号分别被调制,携带一半数据净荷。而实际发射的信号比特率是净荷数据加上数据编码的额外开销、传输管理、前向纠错(FEC)字节,约为110Gbit/s。将数据均分成两份,在两个偏振光波上分别传输,每个偏振携带一半数据率。将调制速率减小一半,意味着降低了对光带宽的要求,减小了信道间距,允许使用50GHz的信道间距,传输净荷100Gbit/s的信号。

二、100Gbit/s超长距离DWDM系统光收发模块

       100Gbit/s超长DWDM系统采用偏振复用正交相移键控(PM-QPSK),符号率减小到1/4,但是信号处理器件规模相应也扩大了4倍。图10.6.1a表示PM-QPSK光发送机模块方框图,信号激光器发射的光信号经过偏振光分离器(PS),分解为水平(x)偏振光和垂直(y)偏振光。x、y偏振光分别通过MZ调制器被同向(I)和正交(Q)数据信号调制。
       100Gbit/s超长DWDM系统的平衡检测光接收机模块采用90°光混频相干接收机,如图10.6.1b所示。
        图10.6.2表示PM-QPSK收发机模块主要功能方框图,所有功能均在一块印制电路板上实现。该模块包含激光器、集成光电子模块、QPSK解码器、A-D转换器和数字信号处理器。如果采用软件判决FEC,可能还有与DSP集成在一起的FEC。该印制板左侧是光传输网(OTN)数据帧和FEC编/解码器,它们位于收发机模块的外边。
1100Gbit/sPM-QPSK系统光发送机和接收机模块方框图
图10.6.1100Gbit/sPM-QPSK系统光发送机和接收机模块方框图
a)偏振复用光发送机模块b)平衡检测光接收机模块
100Gbit/s系统收发机功能模块印制板构成图
图10.6.2100Gbit/s系统收发机功能模块印制板构成图
       100Gbit/s系统收发机模块功能是这样实现的。在发射方向,输入数据首先根据OTN建议成帧,送入FEC编码,接着编码数据进入收发机模块,被转换成I/Q驱动信号,控制光调制器。发射激光器提供光信号给调制器,本振激光器提供光信号给相干接收机。输入信号光与本振光混频后,送到光检测器,被光检测器转换成输入信号光的电信号,经滤波放大、数字化后进入DSP模块。经过处理后送入内部或外部FEC解码器,最后再按照OTN建议使数据成帧。