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光通信:100G波分传输技术现状及发展

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  发射单元为 PDM-DQPSK 调制,差分编码解决相位模糊问题。

  接收单元由本振激光、光电解调、ASIC 芯片组成。本振激光采用大功率窄线宽可调谐激光器,双路混频器、4 路光电转换完成光电解调,实现任意偏振态、任意相位信号的相干接收,其中4 路光电转换采用双PIN 平衡接收,相比单PIN 接收有更大的输入光功率动态范围。

  ASIC 芯片集成ADC 和DSP 功能,消除传输损伤和恢复信号。采用CMOS 技术的低功耗ASIC 芯片,DSP 算法类似软件无线电技术,包括如下功能模块:重采样、色散补偿、自适应滤波、频率补偿、相位恢复、SD-FEC 解码。

  相干接收 PDM-DQPSK 可实现50GHz 间隔波分复用,滤波特性好;OSNR 性能好,目标传输距离达1500 km 以上;DSP 算法跟踪速度快,可实现光层快速保护倒换;色散补偿和偏振模块色散补偿均在接收机中完成,可降低系统整体配置成本,但如果配置光学色散补偿,会加重系统非线性损伤。考虑到发射端可能重新定义帧格式以兼容SD-FEC,接收端DSP算法各有差异,因此很难实现波分侧互联互通。

  其他解决方案

  虽然"PDM-DQPSK+相干接收"是被业界认可的100G 标准化解决方案,但有些设备制造商采用了其他解决方案。

  (1)发射端采用双波或3 波DQPSK 信号进行合波,子载波频率间隔为50GHz,接收端采

  用光滤波器分离出2 路或3 路DQPSK 信号,然后再采用延迟干涉和平衡接收实现信号检测。该方案又叫反向复用技术,通道间隔最小为100GHz 或150GHz,传输容量小,OSNR 性能较差,属于100G 波分传输早期解决方案。

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