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使用直接調製VCSEL和相幹探測,以105.7Gb/sPDM3-PAM傳輸960公裏SSMF(1)-

發布時間:2024-12-25 14:07:01 瀏覽量:397 作者:Alex

摘要

我們(men) 通過直接調製1.5µmVCSEL,以33.35-Gbaud的3級信號和極化複用產(chan) 生105.7Gb/s的信號。通過數字相幹檢測,我們(men) 成功地在960公裏的標準單模光纖(SSMF)上傳(chuan) 輸了105.7Gb/s的線速率(88.10Gb/s的淨比特率)信號,其硬決(jue) 策前向糾錯(FEC)閾值為(wei) 20%,誤碼率(BER)為(wei) 1.5×10-2

正文


使用直接調製vcsel相幹探測,以105.7Gb/sPDM3-PAM傳(chuan) 輸960公裏SSMF(1)-簡介


本文利用3-PAM調製、極化分複用和數字相幹檢測,我們(men) 成功地在320公裏SSMF上以7%硬決(jue) 策FEC閾值(98.80Gb/s淨比特率)和960公裏SSMF上以20%硬決(jue) 策FEC閾值(88.10Gb/s淨比特率)分別傳(chuan) 輸了直接VCSEL調製產(chan) 生的105.7Gb/s(原始線路速率)信號。與(yu) 基於(yu) 相位/正交調製器的相幹發射機相比,基於(yu) VCSEL的發射機具有更小的外形、更低的功耗和更低的成本。同時,通過消除頻率和相位恢複,也可以降低相幹接收端的DSP功率。通過結合VCSELs短距離通信的優(you) 勢和遠程傳(chuan) 輸的強大相幹檢測,VCSEL發射器與(yu) 相幹接收器的組合可能非常適合100G城域網絡。


互聯網和雲(yun) 計算国产成人在线观看免费网站的快速發展對通信網絡的容量產(chan) 生了巨大的需求。隨著光傳(chuan) 輸網絡中使用偏振分複用正交相移鍵控(PDM-QPSK)和數字相幹檢測的100Gb/s技術的商業(ye) 化和部署,以及400Gb/s和1Tb/s等更高比特率技術的發展,在不久的將來,城域網絡也迫切需要從(cong) 10Gb/s升級到100Gb/s及以上。數字相幹檢測是實現高頻譜效率和網絡靈活性的一種方法。與(yu) 光傳(chuan) 輸網絡相比,城域網絡對成本、占用空間和功耗更為(wei) 敏感。為(wei) 了實現小尺寸、低功耗和低成本的相幹收發器,必須取得重大進展。


垂直腔麵發射激光器(VCSELs)由於(yu) 其成本、能源效率和占地麵積而主導著短距離和低數據速率的国产成人在线观看免费网站。大多數VCSEL工作在850nm,z高比特率已達到55Gb/s,主要針對鏈路長度小於(yu) 100米的數據中心国产成人在线观看免费网站。單模1.5µmVCSEL也取得了重大進展。zui近新開發的單模1.5μmVCSEL在標準單模光纖(SSMFs)上實現了40Gb/s的運行和10Gb/s的Max傳(chuan) 輸距離100公裏。zui近還演示了使用VCSEL直接調製的100Gb/s短距離鏈路,具有4級脈衝(chong) 幅度調製(PAM),極化多路複用和直接檢測,但僅(jin) 實現了100m傳(chuan) 輸。一般認為(wei) ,直接調製的VCSEL不適合在高數據速率下傳(chuan) 輸距離在100至1000公裏之間的城域網絡。


在本文中,我們(men) 演示了使用1.5μm直接調製VCSEL在960公裏SSMF上傳(chuan) 輸100Gb/s信號,旨在国产成人在线观看免费网站於(yu) 下一代100Gb/s城域網絡。在如此高的數據速率下實現的傳(chuan) 輸距離是通過數字相幹檢測、3-PAM調製和使用直接調製誘導啁啾來實現的。據我們(men) 所知,這是直接調製VCSEL實現的z長傳(chuan) 輸距離。該信號是通過驅動單個(ge) VCSEL產(chan) 生33.35Gbaud的3級信號(即達到52.86Gb/s),然後進行極化多路複用來模擬兩(liang) 個(ge) VCSEL在同一波長通道上傳(chuan) 輸105.70Gb/s的信號。在接收端,采用相幹檢測提高係統性能,包括色散(CD)補償(chang) 、偏振模色散(PMD)補償(chang) 、極化解複用和數字信號處理(DSP)的電子域失真補償(chang) 。本文通過對實時數字采樣示波器采集的數據進行脫機處理,實現了3-PAM信號的相幹檢測。通過對現有成熟的相幹PDM-QPSK接收機進行改造,可以在實際係統中輕鬆實現。與(yu) 基於(yu) 相位/正交調製器的相幹發射機相比,基於(yu) VCSEL的發射機具有更小的外形、更低的功耗和更低的成本,因為(wei) 它需要更低的驅動電壓,不需要外部調製器和相關(guan) 的光學元件。同時,由於(yu) 采用純強度調製,VCSEL的大線寬(>500MHz)對係統性能影響很小,並且在DSP中不需要載波頻率和相位恢複,進一步降低了相幹接收機的複雜度和功耗。

 

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