超越100G速率的相干光传输技术探讨

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DSP如何处理信号?

在数字相干光传输系统中,DSP执行调制/解调和波形失真补偿,所使用的数字相干光发射器/接收器功能配置如图所示,在图8中我们以200G相干传输系统为例。

◮图5

通过QPSK高阶调制和PDM偏振复用技术,我们将单波长通道的光信号频谱占用减小到了原来的四分之一。最后再利用脉冲整形滤波器进一步缩小占用频谱之后,可以在50GHz带宽的信道中传输112Gbps的数据。

近年来数字相干光传输系统被广泛关注,易飞扬(Gigalight)于去年深圳光博会上首次展出了100G CFP DCO相干光模块,象征着公司在该领域的领先地位。当前400G以太网传输的标准化正在进行中——这为每通道超过100G的光传输技术提供了商业开发潜力。

成帧器将局域网(LAN)输入的两个100Gbit/s以太网(100GbE)信号转换为两个光传输网络(OTN)帧格式(OTU4信号)并将其输出到DSP。

DP-QPSK的频谱使用率是OOK的四倍,信号经过诸如均衡等前端处理,进入光混频器与本地振荡器产生的光信号进行相干混合。

用于数字相干光传输的数字信号处理技术发展趋势主要如图2所示。

◮图6 相干光模块中的关键部分(来自Ciena OFC报告)

光接收器元件将接收的信号光与本地振荡光混合以便进行相干检测操作,并将光转换成如发射器中的四通道模拟信号。

超越100G速率的相干光传输技术探讨

传输路径估计组件快速估计带内OSNR和色散参数,从而使信道选择最佳补偿方法,快速执行信号恢复操作。整个功能控制元件可控制DSP内不同功能块的协调操作。解帧器将两个OTU4信号转换为两个100GbE信号,并将其输出到LAN。

DSP执行软判决纠错,然后将信号映射到四个通道(两个正交相位(相位I(同相)和Q(正交))和两个正交极化波(X和Y)),随后添加用于帧同步组与信道估计的导频信号,随后应用用于缩小光信号频谱的数字滤波并进行D/A转换。

当符号率提升至40 GBaud甚至100 GBaud时, OOK(把一个幅度取为0, 另一个幅度为非0, 就是OOK, On-Off Keying, 该调制方式的实现简单),信号占用的带宽变得大于50-GHz ITU信道的带宽。从图中可以看出,频谱加宽的信道开始与它们的相邻信道重叠,导致串扰的出现。

在发送器中

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