40Gb/s波分系统设备技术

随着IP业务的爆炸式增长，对传输速率和传输容量需求的不断增加，40Gb/s端口路由器的出现直接刺激了40Gb/s波分系统的发展。人们已从早几年的"该不该发展40Gb/s 波分技术"的犹豫中走出来，越来越多的光通信器件和系统设备供应商以及网络运营商参与到40Gb/s波分系统的研究和建设中来。目前40Gb/s波分设备技术基本成熟，但价格仍居高不下。本文综合分析了40Gb/s波分系统的传输限制因素以及采取的技术解决方案。

1、波分系统配置

波分系统的基本配置见图1，包括光终端(OTM)、光线路放大器(OLA)站点[1-2]。图1中未画出色散补偿模块(DCM)。

40Gb/s波分系统接收端光波长转换器(OTU)的配置较复杂，见图2。由于复用段的DCM不能完成色散精细补偿，40Gb/s的系统色散容限小，需配置可调色散补偿器(TDC)。由于接收机输入光功率的动态范围有限，为了使接收机在较高输入光功率下获得较大的光信噪比(OSNR)容限，需配置光放大器(OA)锁定输出光功率。OA和TDC集成在OTU单板内，根据系统偏振模色散的大小，还需选配偏振模色散补偿器(PMDC)。此外，40Gb/s波分系统中其他光器件比10 Gb/s波分系统的参数规范更严格。

2、40Gb/s系统设备的调制码型

表1给出了目前40Gb/s系统设备常见的调制码型的性能参数[3]。非归零码(NRZ)实现简单，适用于短距离的客户侧光互联；光双二进制码(ODB)信号谱宽小、实现简单、OSNR容限较差，适合城域网或8×22dB以内的长途传输；非归零差分相移键控码(NRZ-DPSK)的非线性性能好、OSNR容限好、实现较复杂，适合12×22dB以内的长途传输；归零交替传号反转码(RZ-AMI)性能介于ODB和NRZ-DPSK之间；偏振复用正交相移键控码(DP-QPSK)的相干检测系统值得关注。

早期的相干检测技术被认为是提高接收机灵敏度的有效手段，在光放大器出现之后，相干检测技术研究陷入低潮，最近几年相干检测又成为40Gb/s和100Gb/s传输的研究热点。DP-QPSK通过偏振复用和四相位调制将40Gb/s信号速率降为10Gb/s，从而适合数字信号处理，可在电域实现色散补偿、偏振模色散补偿，如果模拟数字转换和数字信号处理芯片的处理速率进一步提高，设备体积和功耗大幅度降低，未来几年内DP-QPSK可能达到工程实用化的水平。

作者：沈百林   来源：通信世界网