10Gbps色散補(bǔ)償技術(shù)

作 者：《光波通信》Meghan Fuller
   
雖然當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)仍然工作在2.5Gbps的傳輸速率上，但是越來(lái)越多的運(yùn)營(yíng)商正在向10Gbps轉(zhuǎn)移，同時(shí)在關(guān)注著更高速的40Gbps甚至100Gbps技術(shù)。不過(guò)對(duì)這種高速傳輸而言，色散，也就是由于不同波長(zhǎng)的傳輸速度不同造成的信號(hào)展寬，是一個(gè)巨大的障礙。有幾個(gè)公司聲稱他們已經(jīng)研究開發(fā)出了新的色散補(bǔ)償技術(shù)，使用光學(xué)或者電子技術(shù)來(lái)解決色散補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題。

光學(xué)色散補(bǔ)償技術(shù)和電子

色散補(bǔ)償技術(shù)

目前的色散補(bǔ)償技術(shù)多數(shù)是使用一捆捆的色散補(bǔ)償光纖，但是這種光纖既貴效率又低，所以迫切需要采用其他色散補(bǔ)償方法。OswinSchreiber是AMCC的高級(jí)產(chǎn)品營(yíng)銷專家，他解釋說(shuō)：“為了抵消在長(zhǎng)途傳輸中產(chǎn)生的色散效應(yīng)，必須要在靠近設(shè)備的地方放置一定數(shù)量的色散補(bǔ)償光纖，這使系統(tǒng)的功率預(yù)算大大增長(zhǎng)，而這些新引入的色散補(bǔ)償光纖其實(shí)并沒(méi)有用來(lái)延長(zhǎng)傳輸距離。”

鑒于這種情況，有幾個(gè)公司都公布了他們?cè)谏�散補(bǔ)償領(lǐng)域的研究成果，包括TeraXion和Civcom，兩個(gè)公司都借最近的歐洲光通信大會(huì)（ECOC）來(lái)推廣他們的光學(xué)色散補(bǔ)償技術(shù)。

在ECOC上，Civcom展示了它的自由通道可管理色散補(bǔ)償模塊（M-DCM），該模塊旨在替換城域網(wǎng)和大區(qū)DWDM網(wǎng)絡(luò)中的色散補(bǔ)償模塊。M-DCM的亮點(diǎn)在于它三倍可調(diào)，可以遠(yuǎn)程管理，并且是多通道的。該產(chǎn)品是在Civcom公司已有的可調(diào)光色散補(bǔ)償器的基礎(chǔ)上研制的，可以對(duì)-1700psec/nm到+1700psec/nm范圍內(nèi)的色散進(jìn)行補(bǔ)償。

TeraXion公司則展示了他們的基于光纖布拉格光柵技術(shù)研制的ClearSpectrum可調(diào)色散補(bǔ)償器。公司的代表稱該產(chǎn)品可以提供靈活的色散管理，對(duì)每個(gè)接收機(jī)都可以實(shí)現(xiàn)全頻段的調(diào)諧。它也可以使用在可重配置光分插復(fù)用器網(wǎng)絡(luò)中對(duì)多個(gè)DWDM通道進(jìn)行色散補(bǔ)償。TeraXion稱其目前已經(jīng)銷售了600多套TDC模塊。

另一方面，芯片廠家如AMCC、Broadcom和Scintera則鼓吹說(shuō)電子色散補(bǔ)償（EDC）不僅比光學(xué)色散補(bǔ)償技術(shù)廉價(jià)，而且電子色散補(bǔ)償可以和廉價(jià)的激光器一起使用。EDC模塊一般放置在收發(fā)器的接收端，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換來(lái)消除色散。

Schreiber把選用適當(dāng)?shù)腅DC技術(shù)和買新車來(lái)做類比，他說(shuō)有高端和低端兩種選擇，高端技術(shù)有最大可能性序列估計(jì)（MLSE）和10Gbps轉(zhuǎn)發(fā)器供應(yīng)商CoreOptics采用的數(shù)字均衡技術(shù)。低端技術(shù)有AMCC使用的EDC技術(shù)，它可以集成到XFP轉(zhuǎn)發(fā)器的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊當(dāng)中，達(dá)到最長(zhǎng)120公里的傳輸距離。這是一個(gè)功率和性能綜合考慮后的折中方案。因?yàn)镸LSE雖然可以進(jìn)行更好的色散補(bǔ)償，但是功率消耗要遠(yuǎn)大于低端的EDC。

EDC芯片廠商目前正在開發(fā)下一代技術(shù)，比如把EDC放入價(jià)格更低的SFP+轉(zhuǎn)發(fā)器當(dāng)中用于短距離（<10公里）的連接。對(duì)于可調(diào)諧、高功率的應(yīng)用，EDC還將被放入擴(kuò)展XFP（XFP-E）中去。

光學(xué)雙二進(jìn)制

如果說(shuō)EDC和光學(xué)陣營(yíng)的支持者們還有可以達(dá)成共識(shí)的主題，那就是都提出了光學(xué)雙二進(jìn)制技術(shù)，這種技術(shù)可以替代傳統(tǒng)的非歸零傳輸格式。

Schreiber介紹說(shuō)：“有些運(yùn)營(yíng)商希望把他們的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)到10Gbps，但不想變動(dòng)他們已經(jīng)鋪到地下的硬件設(shè)施，也不想添加新的光放大器。這就是為什么大家都在發(fā)射端想辦法的原因。比如光學(xué)頻譜的修整以及雙二進(jìn)制的編碼，都是對(duì)將要放到現(xiàn)有長(zhǎng)途網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男盘?hào)做預(yù)處理�！�

如果綜合使用發(fā)射端的雙二進(jìn)制技術(shù)和接收端的EDC技術(shù)，可以得到傳輸距離160公里到200公里的模塊。Schreiber說(shuō)，對(duì)信號(hào)使用EDC和光學(xué)修整就是為了達(dá)到延長(zhǎng)傳輸距離這個(gè)目的。

事實(shí)上，AMCC展示了其EDC技術(shù)和AZNA公司的光學(xué)頻譜修整技術(shù)的綜合應(yīng)用。光學(xué)頻譜修整技術(shù)是光雙二進(jìn)制技術(shù)的另一種選擇。實(shí)驗(yàn)室中的傳輸距離達(dá)到250公里。AZNA還開發(fā)了一種光學(xué)頻譜修整技術(shù)，在10Gbps啁啾管理激光器上使用，使信號(hào)在穿過(guò)光纖時(shí)色散得到減小。

光學(xué)陣營(yíng)的研究者也對(duì)光學(xué)雙二進(jìn)制編碼和相應(yīng)的調(diào)制方案很感興趣。他們也正在把這種技術(shù)集成到現(xiàn)在的光學(xué)色散補(bǔ)償技術(shù)當(dāng)中。比如Civcom為了完善它的TODC產(chǎn)品開發(fā)了光學(xué)雙二進(jìn)制技術(shù)。Itzhar解釋說(shuō)，提供兩種技術(shù)是非常重要的，因?yàn)樗�所接觸的很多一二級(jí)運(yùn)營(yíng)商都在詢問(wèn)有關(guān)光學(xué)雙二進(jìn)制的問(wèn)題。

公司已經(jīng)開發(fā)出了雙二進(jìn)制的轉(zhuǎn)發(fā)器，單獨(dú)使用即可使傳輸距離達(dá)到200公里。當(dāng)Civcom把雙二進(jìn)制方案和現(xiàn)在的TODC結(jié)合起來(lái)放到一個(gè)300管腳的芯片當(dāng)中，則可達(dá)到350公里的傳輸距離。Itzhar說(shuō)：“絕大多數(shù)的城域網(wǎng)都在200公里到350公里之間，所以結(jié)合TODC和雙二進(jìn)制技術(shù)可以滿足絕大多數(shù)城域網(wǎng)絡(luò)的需要�！�

在10Gbps光轉(zhuǎn)發(fā)器和子系統(tǒng)之后，Kodeos通信公司希望把光學(xué)和電學(xué)方式組合起來(lái)，它06年3月并購(gòu)了Intersymbol通信公司，后者是基于MLSE的EDC的提供商，原公司的光學(xué)雙二進(jìn)制技術(shù)將得到有益的補(bǔ)充。結(jié)合兩種技術(shù)的產(chǎn)品有望在07年面市。據(jù)稱新的產(chǎn)品將會(huì)使用光學(xué)雙二進(jìn)制調(diào)制技術(shù)，支持長(zhǎng)距離傳輸和高達(dá)的色散容限。