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40 Gb/s波分系统设备技术
2008年8月12日 09:09    通信世界网    评论()    
作 者:沈百林

    3.4偏振模色散

    偏振模色散(PMD)源于光纤的双折射,使得信号的不同偏振态分量产生了离散效应。PMD效应用差分群时延(DGD)来衡量。DGD容限与信号传输速率相关,40 Gb/s的DGD容限很小,例如40 Gb/s的NRZ-DPSK只有8 ps,从而不得不考虑PMD设计。

    系统的PMD设计可从两方面着手,降低系统PMD和提高系统DGD容限。降低系统的PMD可通过采用PMD较低的光纤及器件,也可以通过PMDC实现。目前已铺设的光纤的PMD系数很小,大部分都是小于

    0.05ps/km1/2。PMDC分光域补偿和电域补偿,电域补偿受限于芯片处理速率,光域补偿也尚未达到工程实用化的水平。分布式快速扰偏结合FEC技术最有可能成为PMDC的实用方案,通过快速扰偏降低突发误码,平均化后的突发误码利用FEC机制完成纠错。系统的DGD容限主要与调制码型以及信号速率有关,超长距离传输时可以采用DGD容限较高的调制码型。

    3.5频谱效率

    频谱效率定义为信号速率除以信号所占的带宽,以C波段80/96×40G波分系统为例,频谱效率为每赫兹0.8 b/s。目前广泛应用的50 GHz间隔传输的10 Gb/s波分系统设备的频谱效率为每赫兹0.2 b/s,25 GHz间隔的10 Gb/s系统的工程应用相对较少。40 Gb/s波分系统将以50 GHz间隔波分复用为主,少数超长距离系统为100 GHz间隔波分复用。40 Gb/s波分系统应用于50 GHz间隔波分复用时,尤其在可重构的光分插复用器(ROADM)系统中,需考虑多个滤波器级联的OSNR代价。

    40 Gb/s系统通过减小信号谱宽来实现更密集的波分复用。例如ODB码,由于压缩了谱宽,从而可以适用于50 GHz间隔波分系统;传统的NRZ-DPSK适用于100 GHz间隔波分复用,如果减小解调器的延时,在略微牺牲OSNR容限、非线性性能、DGD容限的前提下,也可以应用于50 GHz间隔波分复用;多电平调制和偏振复用降低信号码速率可获得窄信号谱宽;残留边带调制(VSB)技术也可以减少信号谱宽,实现更密集的波分复用;相干检测也可容忍更密集的波分复用。

    3.6客户侧光模块

    与线路侧光模块的应用环境不同,客户侧光模块传输距离短、输入信号中光噪声小、非线性效应较小,优先考虑使用NRZ码。客户侧光模块要求实现简单、成本低、结构紧凑、良好的横向兼容性,应尽量避免配置光放大器和色散补偿。为减小线路色散,可采用1 310 nm传输窗口;为避免光放大器,可提高光接收机的灵敏度以及采用标准FEC技术。下面简述2 km和10 km的客户侧光模块。

    ITU-T G.693[9]规范了2 km光模块(VSR2000-3R1和VSR2000-3R2),分别为1 310 nm和1 550 nm窗口传输,输出光功率为0~+3 dBm,线路损耗最大为4 dB,输入光功率范围为-5~+3 dBm。传输距离2 km不能完全满足实际工程需求,ITU-T G.959.1[10]最近规范了10 km光模块,均为1 310 nm窗口传输,其中规定了输出光功率范围为0~+4 dBm,同时输入光功率范围为-7~+4 dBm,线路最大损耗为6 dB,通过规范发射机波长范围来限制系统的最大色散为±16 ps/nm。

    4结束语

    预计在2009年40 Gb/s波分系统将实现小规模的高端应用,未来几年 40 Gb/s波分系统必将逐步替代现有的10 Gb/s波分系统。20世纪90年代早期出现的掺铒光纤放大器奠定了波分系统的发展基础;2000年左右无线通信中的FEC技术开始应用于光通信,使得10 Gb/s系波分统无电中继传输距离突破1 000 km。波分系统的下一个技术热点是什么?是高速数字信号处理技术在40 Gb/s或100 Gb/s系统中的应用吗?40 Gb/s波分系统的产品生命周期又有多长?100 Gb/s波分系统何时进入工程实用阶段?让我们拭目以待。

    5参考文献

    [1]中华人民共和国通信行业标准.N×40Gbps光波分复用(WDM)系统技术要求[S].

    [2]中华人民共和国通信行业标准.N×10G超长距离WDM系统技术要求(送审稿)[S].

    [3]ITUTG-series Recommendations – Supplement 39. Optical system design and engineering considerations[S]. 2006.

    [4]ITU-TG.709.Interfaces for the Optical Transport Network (OTN) [S]. 2003.

    [5]ITU-TG.975.1.Forward error correction for high bit-rate DWDM submarine systems[S].2004.

    [6]顾畹仪.WDM超长距离光传输技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2006.

    [7]KaminovIp. Optical fiber telecommunication,V-B:Systems and networks[M]., San Diego,CA,USA: Elsevier Inc, 2008.

    [8]Agrawalgp. Lighwave technology: Telecommunication systems[M]. New York,NY,USA: John Wiley & Sons, 2005.

    [9]ITU-TG.693.Optical interfaces for intra-office systems[S].2006.

    [10]ITU-TG.959.1.Optical transport network physical layer interfaces[S].2003.

[1]  [2]  编 辑:张翀
关键字搜索:波分复用  调制码型  光信噪比  光纤非线性  
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