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OPM模块在40G网络中的应用(详讲)
1 OPM简介
早在2000年,随着光通信行业的萌芽,OPM作为一个在线监测通道光功率、中心波长及光信噪比(OSNR)等指标的功能模块已经引起人们的关注,也有相应的产品面世,但一直未能在实际系统中大规模的使用。直到2008年,随着ROADM的技术成熟,智能光网络的发展和3G网络的推广,OPM才逐渐由一个可选配件成为光网络构建中不可或缺的一部分,在实际光网络中大量使用。
图一 OPM的应用节点示意图
作为一个类似光谱仪的小型光谱监测模块,实现的技术手段种类繁多,但能够在市场上推广应用的主要有两种:一种是基于衍射型的结构,主要由体光栅和阵列探测器组成,其生产厂商有Accelink(武汉光迅科技股份有限公司)、Bayspec等;另一种是干涉型的结构,主要基于TOF(Tunable optical filter)技术,其生产厂商有Axsun、Optoplex等。两种设计方案在满足基本的光学指标要求时,各有各的优点:基于衍射型的OPM没有活动部件,能够对设定的波长范围内不同波长的光信号进行同时采样,其突出优点是寿命长、稳定性好、能够快速测量;而基于TOF技术的OPM则能在体积和成本上占据一定的优势。
表一是OPM的光学性能指标(以Accelink的产品为例)。
表一 OPM的主要性能参数
2 40G网络的应用
光网络的发展基于传输容量需求不断增长,在传统的光纤线路上来解决这个矛盾的主要手段有两种:1、提高传输速率;2、增加传输的数量。40Gbps的传输技术已经成熟并得到广泛的应用,40Gbps的光网络对很多传统的光无源器件提出了较高的色散(CD)和偏振模相关度(PMD)的要求,而对OPM而言,其主要的改变在于两点:1、不同种类的码型带来信号识别的困难;2、高速率下各种码型的展宽带来的信号计算方法的改变。
在10Gbps网络中,主要的调整手段为幅度调制,主要的传输码型为NRZ(非归零码),RZ(归零码);而在40Gbps网络中,由于传输速率的提高,相位调制成为了主要的手段。下表列举了部分传输码型的调制方式及光谱特征,其中包含:NRZ(非归零码),RZ-50%(占空比50%的归零码),PSBT(相位整形二进制传输),NRZ-DPSK(非归零-差分相移键控),RZ-50% DPSK(占空比50%的归零码-差分正交相移键控),NRZ-DQPSK(非归零-差分正交相移键控),RZ-50% DQPSK(占空比 50% 归零码-差分正交相移键控),DP-DQPSK(双偏振差分正交相移键控)。
表二 各种编码的幅度、相位和光谱
目前实际40G系统使用较多的编码为NRZ-DPSK和NRZ-DQPSK,而随着光网络的发展,传输速率会进一步提高,调制解调的方式也会不断更新。100G将是未来传输网络的发展趋势。
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