利用SiGeBiCMOS6分路前饋均衡器支持的直接調製1326nm短腔VCSEL，實現了15kmSSMF上50Gb/s、5kmSSMF上60Gb/s和64Gb/s背對背的無dsp實時NRZ傳(chuan) 輸。
SSMF和64Gb/s背靠背與(yu) 1.3umvcsel無DSP和實時NRZ傳(chuan) 輸50Gb/s超過15km-實驗結果與(yu) 討論
不同SSMF長度下的光電鏈路（不含FFE和RF放大器）的小信號頻率響應如圖2所示。在背靠背（B2B）情況下，由於(yu) 1326nm的SSMF色散和VCSEL啁啾的結合，在15kmSSMF處觀察到15.5GHz的3db帶寬下降到12GHz。這表明，短距離的主要帶寬限製是由於(yu) VCSEL調製帶寬，而較長距離的主要帶寬限製是由於(yu) 色散和VCSEL啁啾的結合。
圖2 VCSEL偏置為(wei) 12mA時，SSMF上不同傳(chuan) 輸距離下光電鏈路s參數歸一化
為(wei) 了評估鏈路性能，使用圖1所示的係統進行實時誤碼率測量。首先，以不同的速率執行B2B度量。所得到的誤碼率曲線作為(wei) 接收平均光功率（由VOA控製）的函數如圖3所示。對於(yu) 每個(ge) 速率，當VOA被設置為(wei) Min衰減時，FFE參數被優(you) 化以達到Min誤碼率，然後在誤碼率曲線的其餘(yu) 部分被固定。對於(yu) 50Gb/s實驗，Min誤碼率為(wei) 12mA，對於(yu) 60和64Gb/s實驗，使用14mA的VCSEL偏置電流。在光鏈路（B2B）中有大約2dB的插入損耗，導致在12mA（14mA）的偏置電流下Max接收功率為(wei) 2.7dbm（3.1dBm）。對於(yu) 50Gb/s，接收光功率超過-4dBm時，可以實現無差錯運行（發送1×1013位後無差錯），因此無差錯鏈路餘(yu) 量至少為(wei) 5.7dB。在60Gb/s時，接收光功率為(wei) 2dBm時的Min誤碼率為(wei) 4.4×10-8。假設RS（544,514）前饋糾錯（FEC），FEC前的誤碼率為(wei) 2.4×10-4(KP4-FEC)，在該值下，相對於(yu) 50Gb/s存在約5dB的懲罰。在64Gb/s光接收功率為(wei) 2.5dBm時，Min誤碼率為(wei) 1.24×10-3。在FEC前的誤碼率為(wei) 3.8×10-3時，假設7%-OH的HD-FEC，相對於(yu) 50Gb/s會(hui) 出現10dB左右的損失，相對於(yu) 60Gb/s會(hui) 出現7dB左右的損失，這是由於(yu) 在這些速率下閉眼次數增加造成的。
圖3 50Gb/s(a)、60Gb/s(b)和64Gb/s(c)下B2B通信在0dBm時接收光功率（40mV-10ps/div，采用70GHz采樣範圍測量）的接收眼圖。B2B通信的實時誤碼率曲線(d)。
圖4顯示了不同SSMF長度下的誤碼率與(yu) 接收平均功率的關(guan) 係。相應鏈路的頻率響應如圖2a所示。在50Gb/s下，10km以上的傳(chuan) 輸以Min的2×10-12的誤碼率獲得。在HD-FEC和KP4-FEC中，相對於(yu) B2B情況，可以觀察到大約1dB的功率損失。對於(yu) 超過15kmSSMF的傳(chuan) 輸，在-3.1dBm的光接收功率（去除VOA以獲得Min的插入損耗）下觀察到Min的BER為(wei) 3×10-4。由於(yu) 長光纖相對於(yu) B2B操作的額外衰減，較低的BER是不可能的。在HD-FEC閾值處，相對於(yu) B2B傳(chuan) 輸存在4dB的損失。在60Gb/s下，2km和5km的SSMF傳(chuan) 輸分別導致Min誤碼率為(wei) 8.2×10-6（低於(yu) KP4-FEC）和2.7×10-3（低於(yu) HD-FEC）。在2公裏的功率損失為(wei) 2dB(HD-FEC和KPFEC)，而在5公裏的功率損失為(wei) 7dB（HD-FEC）。功率損失歸因於(yu) VCSEL啁啾和光纖色散的結合（因為(wei) VCSEL發射波長並不完全處於(yu) 零色散波長），導致帶寬減少（見圖2a）。
圖4 (a)50Gb/s和(b)60Gb/s傳(chuan) 輸實驗的實時誤碼率曲線和眼圖
我們(men) 展示了一種O波段NRZ-OOK無DSP鏈路，該鏈路基於(yu) 發射波長為(wei) 1326nm的單模短腔InP VCSEL，支持內(nei) 部設計的發射側(ce) 6分路模擬前饋均衡器。在50Gb/s下，傳(chuan) 輸超過10km，Min誤碼率為(wei) 2×10-12，傳(chuan) 輸高達15km，誤碼率低於(yu) 7% OH HD-FEC（誤碼率=3.8×10-3）實現，這是迄今為(wei) 止報道的50Gb/s下z長的實時（無離線處理）O波段VCSEL鏈路。超過15公裏的SSMF傳(chuan) 輸顯示了將VCSELs用於(yu) 數據中心間互連鏈路的潛力，並為(wei) 400GBase-LR8標準提供了可行的替代方案。在60Gb/s的情況下，傳(chuan) 輸高達5km的SSMF，BER低於(yu) HD-FEC，證明O波段vcsel可以用於(yu) 數據中心內(nei) 部距離。這是該速度下z長的實時O波段VCSEL鏈路。在64Gb/s的傳(chuan) 輸速率下，傳(chuan) 輸誤碼低於(yu) HD-FEC，這是迄今為(wei) 止z快的實時O波段VCSEL鏈路。
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