發布日期：2022-07-15 點擊率：20
波分復用(WDM)是一項能夠獲得更大容量的技術。例如,目前運行的光通信網絡就使用了160條光調制信號的復用信道,具有10Gbps/波長(信道)的數據傳輸速率。研究人員目前希望通過將現有的每信道傳輸速度增加3倍(達到40Gbps),來進一步擴展通信能力。
然而,通過已經鋪設好的光纖網絡以40Gbps速度傳輸信號卻存在許多問題。傳輸速度和最大傳輸距離之間必須進行折衷。當增加傳輸速度時,由于光纖散射特性的增加,光調制信號會產生波形失真,從而縮短最大傳輸距離。特別是在40Gbps傳輸速率下,如果光纖橫截面的絕對圓形被扭曲,或者光纖受到壓力,那么兩個垂直極化平面的延遲時間會有所差異,因此所謂的“偏振模色散(PMD)”影響也會變得很顯著。
所以,NEC解釋道:“對已經鋪設好的10Gbps光纖網絡而言,如果不采用中繼器(轉發器),40Gbps的傳輸限制距離大約是300km。換句話說,日本現有光纖網絡中大約僅有50%到70%可以用來進行40Gbps傳輸。”
PMD補償
為了解決這一問題,NEC已經開發出一款IC,用來補償由PMD引發的調制信號波形失真。該IC貼裝在接收器模塊上,然后把模塊裝配在類似中繼器的設備中。特別需要強調的是,該IC會被插入在接收器模塊的光電轉換器和多路分配器IC之間。通過采用這個失真補償IC,NEC聲稱:“最大傳輸距離可以翻倍達到600km。換句話說,使用該器件后,日本現有的光纖網絡幾乎100%都能夠傳輸40Gbps。”
最新開發的失真補償IC是一款采用橫向濾波器技術的波形均衡器(圖1),具有在每個固定的時間周期內允許修正輸入脈沖振幅的功能。針對輸入信號的脈沖寬度,該IC可以在極短時間內配置固定的時間周期。這樣,通過在每個周期內調整均衡器的振幅增益,就可以對失真的波形進行調整使其更加接近理想方波。
圖1:使用橫向濾波器技術的波形均衡器
該IC內置四個濾波器。也就是說,可在四個不同的位置對一個40Gbps的脈沖進行補償。NEC聲稱:“一般情況下,可以通過增加濾波器的數目來獲得更為理想的波形。然而,當信噪比(S/N)下降時,功耗會增加,從而導致接收器靈敏度惡化。基于這個原因,我們認為該IC采用四個濾波器是最適宜的。”使用這款補償IC,NEC已經成功實現無誤差光纖傳輸,差分群時延(DGD)值達22ps/
。而這正是NEC所宣稱的“世界最高性能”。
此外,在波形失真動態波動的情況下,使用該IC仍舊可以達到補償效果。這種失真發生在PMD暫時波動的時候,例如光纖周圍溫度變化或光纖受到機械振動等因素都會引起的PMD暫時波動。NEC表示:“這是全球首創,因為傳統的使用光系統的散射補償器無法解決這一問題。”在這種情況下,使用光纖的無誤差傳輸被確認具有√km 的DGD值,并且在極化狀態產生動態波動的條件下能傳輸405km的距離。
該IC使用InP HBT技術生產。當被問及產品的商用時間時,NEC透露:“我們的通信設備部已經確定該IC達到商用水平。我們希望采用失真補償IC的中繼器(轉發器)在2007年3月正式上市。”
作者: Norihiro Satsukawa
