メトロおよびコアネットワーク向け100G / 200Gコヒーレントオプティクスソリューション

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より広い帯域幅、より長い伝送距離およびより高い受信感度は、常に光通信の分野における研究者の最終目標である。 ビデオ会議やインターネットの普及などの通信技術の応用によって爆発的に増加する情報の爆発的な増加に伴い、通信システム全体の基盤となる物理層に対してより高い伝送性能要件が提案されている。 強力な需要に支えられて、大規模DWDMは徐々に波長リソースを枯渇させており、圧縮光パルスによるTime-pision Multiplexing(TDM)システムの効率も大きな技術的なボトルネックになっています。 その結果、忘れ去られたような一貫性のあるシステムは、再び人々の注意を引いた。
コヒーレント光通信の理論と実験は1980で始まりました。 コヒーレント光通信システムは高感度であると認識されており、研究者はこれについて多くの研究を行っている。 EDFAおよびWDM技術の発展により、コヒーレントな光通信の研究は、かつてはゆっくり行われていた。 しかし、時間がたつにつれて、次の多くの問題がこの理論を広く憂慮しています。 デジタル通信では、Cバンド増幅器の容量をどのように拡大し、ファイバ分散効果の劣化を克服し、自由空間伝送の容量と範囲を拡大するかが研究者にとって重要な考慮事項になってきた;一方、アナログ通信、感度、およびダイナミックレンジは、システムの重要なパラメータです。 これらは全て、コヒーレント光通信技術によって改善することができる。
Gigalight 新しい歴史的機会の下で前進することを決定します。 当社のエンジニアは、DP-D / QPSK変調技術を使用してフルCバンドITU-T(100 / 50GHz)、標準100GEインタフェース(カスタマイズされたOTU100)で調整可能なシングルラムダCFP-DCO 4Gコヒーレント光モジュールを開発しました。ユーザーが既存の機器に直接アクセスするのに便利なCFP MSAプロトコル。 P100PおよびDWDM伝送をサポートし、データセンター相互接続(DCI)およびカスタマイズされたメトロポリタンエリアネットワークアプリケーション用で、伝送距離の条件(最大2Km)を満たします。 さらに重要なのは、シリコンライトテクノロジを統合した最適化ソリューションを使用して低消費電力アプリケーション(最大22W)のニーズを満たすことです。これにより、アプリケーションシナリオに従ってカスタマイズされたシステムソリューションも提供できます。
100Gコヒーレント光モジュールは、100G DWDMの長距離伝送の技術分野に属します。 主に100G WDMシステムのライン側光伝送に使用されます。 他の様々な形態のライン側光モジュールと比較して、OSNR性能、感度、分散限界、DGD許容誤差が優れているため、業界で一般的な選択となっています。 主要技術には、DP-QPSK変調技術、コヒーレント検出技術、DSP処理技術などがあります。
デジタルコヒーレント光モジュールの構造
の構造 Gigalight CFP-DCOトランシーバ
図に示すように、 Gigalight 100G CFP-DCOメトロリージョンモジュールは、高速光ネットワークアプリケーション用に設計されたホットプラグ対応フォームファクタであるCFP光トランシーバです。 このモジュールは、100ギガビットイーサネットとOTU4アプリケーション、CAUIとOTL4アプリケーション用に設計されています。 10電気インターフェースとMDIOモジュール管理インターフェース。 このモジュールは、10レーン10Gbps電気データストリームをEgressで128G DP-QPSK光出力信号に変換し、またDP-QPSK光入力信号をIngressで10レーン10Gb / s電気データストリームに変換します。 この10レーンの10Gb / s電気信号は802に完全に準拠しています。 3ba CAUI仕様およびOIF-CEI-03 1仕様、およびFR4ホストPCBトレースを25cmまで許可します。 ブロック図は以下に示されています、DSPと呼ばれる1つのチップは電気データ信号Mux / Demuxに使用され、Driverは最大28G電気信号増幅に使用され、ITLAは光信号キャリアに使用されるフルCバンド波長可変アセンブリです。 MZMはEO変換に使用され、ICRはOE変換に使用され、光信号フォーマットはDP-QPSKです。EDFAは光信号増幅に使用され、適切な出力光パワーを得ることができます。 。
DP-QPSKは、メトロポリタンエリアネットワークとコアネットワークの主流の変調技術の1つです。 伝統的な直接検出システムと比較して、コヒーレント検出は、信号光および局部発振器(LO)のビート周波数によってより多くの信号情報を得ることができる。 さらに、高速デジタル信号処理(DSP)では、コヒーレント光通信は、システム受信側で信号再構成および歪補償を行うことができる。 コヒーレント検出とDSP技術の組み合わせにより、伝統的なコヒーレントレシーブの障害が解消され、電気ドメインのさまざまな伝送障害を補償し、伝送リンクを簡素化し、伝送コストを削減できます。 高次変調方式と偏波状態多重化が可能となり、元の多重/波長多重化方式に基づいて通信システムの総容量と伝送距離がさらに向上するという結果に至る。
同時に、高次変調フォーマットを適用することにより、コヒーレント光通信は、従来のシステムと比較してより高い単一波長チャネルスペクトル利用を可能にする。 コヒーレントレシーバは、ファイバチャネルに対して特別な要件を持たないため、コヒーレント光通信は、すでに配置されたファイバラインを使用することができる。 コヒーレント受信機は、デジタル信号処理アルゴリズムの助けを借りて、ファイバ分散、偏波モード分散および搬送波位相雑音によって生じる信号歪みを、非常に低いコストで補償することができる。
要するに、コヒーレント光通信システムは、より高度で複雑な光伝送システムであり、長距離、大容量の情報伝送に適しており、技術的要求は当然ながら非常に厳しいものである。 コヒーレント光通信は、実験室から大規模商業用途へと徐々に移行しつつあり、DSP処理技術に基づくコヒーレント光モジュールは、しばしば大きな電力消費の問題に直面する。 今後数年間で、 Gigalight エンジニアは、新世代の光通信ネットワークの構築に向けて、新しいシリコン光技術を使用して、200Gまたは400G光伝送ネットワークにも適した低電力コヒーレント光通信モジュールを開発します。
ロードマップ Gigalight コヒーレント光学
参照:
[1] Dawei Wang、DSPアルゴリズムのコヒーレント光通信システムへの応用[九州、浙江大学、8th、June、2013]
[2] K.ノルディン、NMZハシム、デジタル信号処理のコヒーレント光通信システム[J]、国際先端工学研究技術ジャーナル、ボリューム2発行7、10月2014、ISSN番号:2348-8190