EDN China > 其它文章 > 通信 > 光通信 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

复杂调制进入光纤

Martin Rowe?? 《测试与测量世界》高级技术编辑?? 2010年06月30日 ?? 收藏0

  要点

?运营商要在现有的光纤中挤进100 Gbps的流量,而这些光纤原设计用于10 Gbps甚至2.5 Gbps光链路。
?DWDM(密集波分复用)系统不能使用100 Gbps数据流,因为有邻道串扰问题。
?QPSK(正交相移键控)信号要比NRZ(不归零)信号对噪声和非线性相位失真更加敏感。

  对更庞大数据流量的需求似乎永无止境,并且其加速度远超出很多人的预期,因而造成了光纤网络上的瓶颈。各家公司正在推介的100 Gbps的数字传输应能缓解一下这类瓶颈。一年前,围绕100 Gbps链路的大多数工作开始在短距离上采用10个10 Gbps的通道(lane)。自那以后,Verizon公司部署了第一个长距离100 Gbps链路,它采用了四个25 Gbps 通道(参考文献1)。伴随它而来的是光通信中以前从未使用过的复杂调制。

  新的调制方法必须能处理长距离传输。短距离通信即所谓的园区与本地城域网中的客户端,它们不需要复杂的调制,因为距离很短,足以容纳较高的速度(图1)。对客户端,当距离远至40 km时,100 Gbps链路可以使用四个25 Gb

ps的通道。IEEE 802.3ba就定义了这些数据链路(参考文献2)。由于短距离100 Gbps链路要在一根光纤上使用四种波长,甚至要在最短距离上使用10根10 Gbps的光纤,因此,可能需要更多光纤来增加现有的10 Gbps速度。在短距离上安装额外的光纤花费并不高,如在一个园区网的建筑之间。

运营商用一个数据链路的线路端作城际间的长距离传输

  图1,运营商用一个数据链路的线路端作城际间的长距离传输。客户端传输则用于连接园区和本地城市地区。

  长距离传输的情况就完全不同了,每家服务供应商网络的“线路端”都需要传输数百公里的距离。为了补偿增加的通道而加光纤,成本太高昂了。Tektronix公司产品工程师Pavel Zivny说:“运营商要在现有的光纤中挤进100 Gbps的流量,其中很多原来设计用于10 Gbps,有些甚至是为2.5 Gbps光纤链路而设计的。”

  要简单地将一个100 Gbps NRZ(不归零)流硬塞入现有光纤,显然是不现实的。当前的DWDM(密集波分复用)光纤采用各信道之间50 GHz的间隔。尽管对采用NRZ调制的10 Gbps数据流,这个信道间隔足够用了,但对100 Gbps NRZ流则太窄。LeCroy公司业务发展经理Mike Schnecker认为:“你不能直接将100 Gbps流加在载波上。”原因是:对一个100 Gbps NRZ信号,每一比特的宽度只有10 ps。

  Anritsu公司的光产品专员Hiroshi Goto则称:“由于邻道的串扰问题,DWDM系统中不能使用100 Gbps数据流。PMD(极化模式色散)和CD(色散)阻止了这种情况。有太多的失真。脉冲失真与重叠。”

  为解决这个问题,OIF(光互连论坛)建议采用复杂调制,从而能以现有光纤,在每秒每赫兹内装入更多比特。OIF提议采用QPSK(正交相移键控)和双极化,在一个单波长上实现100 Gbps流量。QPSK常见于数字RF通信,但对光纤通信是新鲜东西。

  一个100 Gbps链路包含了两个极化——TE(横电)与TM(横磁)的两个50 Gbps流,它们在两个正交的极化平面上传输。每个50 Gbps流都包含25G符号/秒。QPSK调制可将2个比特封装在一个符号内。由于QPSK信号是以两个极化面传输,因此它可以叫做DP-QPSK(双极化QPSK),或叫PM-QPSK(极化模式QPSK);两个词语都经常使用,可以互换。本文在指双极化时使用DP-QPSK,而单极化时用QPSK。

  复杂调制

  图2表示了调制过程。单个100 Gbps码流被分成TE与TM极化。这一步骤产生出相同频率的两个载波。然后,每个载波去做I/Q(同相/正交)调制,得到两个25G符号/秒的流。总计为100 Gbps,但实际的数据速率略高些(见附文1《一个G里有什么》)。图2中的极性分离器出现在QPSK调制器以前。有些收发器设计可能会先放I/Q调制器,然后再将调制后的信号分离为两个极性。

一个100 Gbps的发送机将一束激光分离成两个极化面,然后将四个25 Gbps数据流调制在一根单波长光纤上。

  图2,一个100 Gbps的发送机将一束激光分离成两个极化面,然后将四个25 Gbps数据流调制在一根单波长光纤上。

  QPSK调制是响应进入的码对(00、01、10、11),对光载波作移相,在每个符号放2 个比特。每个符号代表2比特。接收器将每个符号解调为2个比特,获得一个50 Gbps的数字数据流。另外,比特要在调制前做预编码,调制后作解码(参考文献3)。然后,接收器对进入的DP-QPSK信号作解调和解码,产生四个25 Gbps的电信号。

  QPSK信号中每符号承载的比特数是NRZ信号的两倍。因此,当两种调


上一页123下一页
?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

光纤? QPSK? 光收发器?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈