近年来,随着丰富的图像和语音业务的增加,光通信网络已经迅速向高速WDM系统升级,部分运营商已经在骨干网中部署了40Gbit/s WDM光传输系统,而且未来几年可能会逐步升级至100Gbit/s WDM系统。
在40/100G WDM系统的发展过程中,出现了很多新的障碍。那些在低速短距离传输系统中可以忽略的因素开始显现,例如PMD(Polarization Mode Dispersion,偏振模色散)、OSNR( Optical Signal to Noise Ratio,光信噪比)容限、CD(Chromatic Dispersion,色度色散)等都成为40/100G系统发展的非常重要的技术难题。
OSNR容限问题可以通过引入新的编码及调制格式解决;CD问题也可以通过二级补偿方式解决;而PMD问题一直未能得到很好的解决。
PMD一直被认为是限制通信系统发展的重要因素,特别是对高速WDM系统而言,问题显得很是突出。理论上讲,为了保障传输系统,PMD容限为脉冲周期的十分之一。对于40G WDM系统,当采用NRZ编码时,其平均PMD容限大约为2.5ps。如此小的PMD容限很难满足长距离传输的要求。
从目前来看,可以通过三种方法解决PMD容限问题:第一是从源头上解决问题,尽可能减小系统中可能引入的PMD,包括光纤光缆和光器件本身的PMD。一般来说2005年以后铺设的光纤光缆具有低PMD的特性,能够满足40G WDM系统对PMD指标的要求,特别是G.652D和G.655D光缆。此外,在光器件的选择上应考虑其PMD值越小越好;二是采用新的技术来提升系统的PMD容限,包括特殊的编码与调制技术,如DPSK、RZ-DQPSK等来改善系统对于PMD的适应能力;三是采用PMD补偿技术,目前PMD补偿技术多停留在实验阶段,还未得到大规模的工程应用。
AAWG(Athermal AWG,无热AWG)是WDM系统中的关键光器件。在WDM系统中,往往会将许多AAWG级联起来使用,由于制作工艺等原因,AAWG本身对PMD有贡献,如果能够降低AAWG的PMD值,则会降低系统的PMD补偿要求,从而节省整个光系统的成本。
通常系统中对AAWG的PMD值定义为ITU 通带内DGD(Differential Group Delay,差分群时延)的最大值。对WDM器件而言,系统商对其PMD值的要求一般小于0.5ps。常规AAWG器件的PMD值在0.5ps附近,如图(1)所示。
图(1) 常规AAWG器件DGD曲线图
Accelink推出的AAWG具有低PMD的特性,和常规AAWG相比,其PMD值有明显改善,在ITU通带内<0.3ps。图(2)是Accelink AAWG和常规AAWG的DGD曲线对比图。
图(2)Accelink AAWG和常规AAWG的DGD曲线对比图
同时,Accelink推出的AAWG具有尺寸小(120mm×70mm×11 mm)、性能稳定、可靠性高等特点。图(3)为Accelink AAWG模块的外观图,表(1)为其光学指标。
图(3) Accelink AAWG模块外观图
表(1)光学指标
参考文献:
张宾,胡庚强. 高速40Gbit/s DWDM的发展. 2008中国光电产业高层论坛
洪进. 40G和100G光通信模块的发展和应用
韦乐平. 高速光系统的设计及关键问题考虑.《通信技术与标准》