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烽火相干100G,助力运营商简化网设、提升网络运维效率

2015-07-20  来源:中国信息产业网  作者:

自2013年起,烽火通信基于数字相干接收PM-QPSK调制技术的100G POTN解决方案已经在全球范围内广泛大规模商用。相干接收PM-QPSK调制 100G技术凭借着超长距离、超大容量、全业务统一灵活调度与透明传送的巨大优势,在光传输技术史上具有里程碑意义。这不仅仅体现在100G光传输性能的巨大提升以及建网运维的显著优势上,更是由于其为后续更高速率传输技术的发展奠定了基础。

100G数字相干接收,独具匠心

目前光电二极管只对光强度变化敏感,而对光相位不敏感,接收机需要将相位调制的光信号通过相干转换为强度调制的光信号以便于光电二极管检测。40G DPSK和DQPSK采用差分调制就是在接收机采用成本和复杂度较低的延时线干涉器将相位调制转换为强度调制。

数字相干接收技术一方面采用数字相干接收机通过相位分集和偏振态分集将光信号的所有光学属性映射到电域,另一方面利用成熟的数字信号处理技术在电域实现偏振解复用和通道线性损伤(CD、PMD)补偿,时序恢复、偏振解复用、载波相位估计、符号估计和线性解码。数字相干接收技术将传输通道设计的复杂度转移到了接收机,它简化了传输通道光学色散补偿和偏振解复用设计,消除了光传输系统对光色散补偿器和低PMD光纤的依赖。

如图1所示,数字相干检测的数字信号处理部分一般由一对固定的前置数字FIR均衡器、四个FIR蝶形连接构成的自适应数字均衡器以及载波频率相位恢复单元构成,时钟恢复和软判决功能也可通过数字信号处理实现。数字信号处理算法的复杂度直接关系到其功耗以及现有芯片集成密度和处理速度的可行性。前置数字FIR均衡器用于实现缓变量大的长距离累积色度色散补偿,四个FIR蝶形连接构成的自适应数字均衡器用于实现偏振恢复和解复用、偏振态色散和本地色度色散自适应补偿以及窄带滤波所引起的信号损伤补偿。

图1:数字相干接收机实现结构

相干检测,多样化灵活选择

相干检测可将光信号的所有光学属性(偏振态、幅度、相位)映射到电域,可解析任意光调制格式的信息。相干检测在实现上可采用零差检测、外差检测和内差检测三种方式。其中,零差检测具有最优的接收灵敏度和波长选择能力,但要求通过锁频控制确保本振激光器的频率相位与所接收光信号保持一致,对激光器的线宽和稳定性要求极高;外差检测经中频转换将频率相位恢复的难题转移至电域,可以降低对激光器线宽的要求,但要求接收机光电器件带宽至少为信号基带带宽的两倍;内差检测与零差检测结构相似,放宽了对本振激光器与发射机激光器的频率相位一致性要求而通过正交分量信号相位分集接收和电信号处理获取频率相位信息,兼具零差检测和外差检测的优点。

(1)零差检测

当信号频率与本振激光器频率一致时,称为零差检测。如图2所示,若本振激光器能追踪信号传输过程中所叠加的相位噪声,则可以实现相位的正确检测。该解调方式仅能提取信号复数包络的同相分量(cos),若能同时提取信号复数包络的正交分量(sin),则可以通过数字信号处理的方式估计信号的相位,消除相位噪声的影响。

图2:零差检测数字模型

关键词:烽火通信 100G