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相關(guān)專題：
Takuya Ohara, Hidehiko Takara, Takashi Yamamoto, Hiroji Masuda and Toshio Morioka NTT 網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室
Makoto Abe, and Hiroshi Takahashi NTT 光子實(shí)驗(yàn)室
摘要：我們利用超連續(xù)多載波光源成功實(shí)現(xiàn)了超過(guò)1000個(gè)通道，通道間隔為6.25 GHz的超密集波分復(fù)用（ultra-DWDM）傳輸。我們也研究了在超密集波分復(fù)用傳輸中四波混頻所帶來(lái)的影響。
關(guān)鍵詞：ultra-DWDM
1.引言
為了建造靈活的、大容量光子網(wǎng)絡(luò)，從本質(zhì)上說(shuō)仍然需要控制、管理和完全利用那些巨大的光頻率資源。大容量、密集波分復(fù)用（DWDM）信號(hào)的生成和傳輸是實(shí)現(xiàn)這些光子網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)。到目前為止，我們已經(jīng)看到了許多關(guān)于超過(guò)100個(gè)通道DWDM傳輸試驗(yàn)的報(bào)道[1，2]。然而，這些通道的數(shù)量一般受到很大限制，主要原因是很難對(duì)數(shù)百個(gè)光源進(jìn)行有效管理。另外，由于很難控制通道間隔和絕對(duì)頻率，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)通道間隔低于12.5 GHz的信號(hào)傳輸。
而超連續(xù)多載波光源（SC-MCS）則對(duì)于良好管理的多重光載波的產(chǎn)生是個(gè)很吸引人的方案，主要是因?yàn)檫@種光源具有一致且精確通道間隔（相當(dāng)于微波震蕩器的精度(-Hz)），其超寬帶光譜可以產(chǎn)生超過(guò)100個(gè)通道[3，4]。這些特性使的人們可以通過(guò)鎖定一個(gè)載波就可以將整個(gè)載波鎖定到標(biāo)準(zhǔn)位置。我們近期采用SC-MCS進(jìn)行了數(shù)次試驗(yàn)演示，包括通道數(shù)為110，通道間隔為25GHz的傳輸演示[5]，以及313個(gè)通道，50 GHz間隔的傳輸演示[6]。
本文我們報(bào)道了超過(guò)1000個(gè)通道，通道間隔為6.25 GHz的超密集波分復(fù)用（ultra-DWDM）傳輸。在這個(gè)超密集波分復(fù)用系統(tǒng)中，由于通道間隔非常地窄，由四波混頻（FWM）引起的串?dāng)_變得非常嚴(yán)重，即使是采用標(biāo)準(zhǔn)單模光纖(SMF)也是如此。另外，由許多通道組合引起的串?dāng)_積累也需要引起重視。首先我們研究了四波混頻給超過(guò)1000通道的超密集波分復(fù)用傳輸所帶來(lái)的影響。我們接著又成功地進(jìn)行了1022 x 2.5 Gb/s的傳輸演示，演示過(guò)程中采用一個(gè)6.25GHz間隔的SC-MCS光源，以及長(zhǎng)約116公里的SMF光纖。
2.在ultra-DWDM系統(tǒng)中的FWM效應(yīng)
圖1是本次ultra-DWDM傳輸結(jié)構(gòu)示意圖。我們通過(guò)模擬來(lái)估計(jì)FWM給信號(hào)質(zhì)量帶來(lái)的影響。當(dāng)WDM信號(hào)注入到SMF光纖的時(shí)候我們計(jì)算由FWM引起的串?dāng)_。圖2a顯示了當(dāng)通道數(shù)量是3的時(shí)候，每通道注入信號(hào)功率與FWM串?dāng)_之間的關(guān)系。實(shí)線屬于模擬結(jié)果，而符號(hào)標(biāo)記屬于試驗(yàn)結(jié)果。由圖可見(jiàn)，模擬結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合地很好。如圖2a所示，當(dāng)通道間隔為6.25 GHz時(shí)的FWM串?dāng)_為17dB，明顯高于通道間隔25GHz時(shí)的串?dāng)_。這意味著FWM串?dāng)_將會(huì)給6.25GHz間隔的ultra-DWDM系統(tǒng)帶來(lái)更加嚴(yán)重的影響。
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圖1 試驗(yàn)配置圖
圖2b展示了FWM串?dāng)_與通道數(shù)量之間的關(guān)系（通道間隔均為6.25 GHz），不同的曲線代表每通道的功率不同。由圖可見(jiàn)，當(dāng)通道數(shù)從3個(gè)增長(zhǎng)到數(shù)十個(gè)的時(shí)候，F(xiàn)WM串?dāng)_也增長(zhǎng)了近20dB。當(dāng)通道數(shù)超過(guò)幾十個(gè)的時(shí)候，F(xiàn)WM串?dāng)_開(kāi)始變的穩(wěn)定或飽和。為了將功率損傷降低到不足0.1dB，F(xiàn)WM串?dāng)_必須要小于-35 dB [7]，即圖中虛線的位置。這樣的話，如果要進(jìn)行超過(guò)1000通道的傳輸，每通道信號(hào)功率必須要達(dá)到-15 dBm才能滿足上述要求。
圖2：FWM給ultra-DWDM系統(tǒng)帶來(lái)的影響（a）平均光功率與FWM串?dāng)_之間的關(guān)系（b）通道數(shù)量與FWM串?dāng)_之間的關(guān)系
3.試驗(yàn)與結(jié)果
根據(jù)上面我們獲得的結(jié)果和依據(jù)，我們開(kāi)始進(jìn)行超過(guò)1000個(gè)通道的ultra-DWDM 傳輸試驗(yàn)。我們將每通道的注入功率設(shè)定在-15 dBm。圖1顯示了本次試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。僅僅使用一個(gè)SC-MCS光源就產(chǎn)生了超過(guò)1000個(gè)光載波，而且都能精確地按照6.25 GHz的通道間隔進(jìn)行排列，SC-MCS光源采用一種帶有凸?fàn)钌⒎植紙D的色散遞減光纖來(lái)作為SC光纖[4，8]，對(duì)于產(chǎn)生平坦、寬帶的超連續(xù)譜極為有效。在試驗(yàn)過(guò)程中，SC-MCS利用一個(gè)SC Seed脈沖光源進(jìn)行相位調(diào)制，這種方法可有效產(chǎn)生一個(gè)具有低重復(fù)率和高信噪比[9-11]的光短脈沖。圖3（a,b）展示的輸出光譜展寬超過(guò)80nm，6.25GHz間隔的光載波。這些光載波被2.5 Gb/s NRZ格式（231-1 PRBS）調(diào)制后產(chǎn)生了一個(gè)超過(guò)1000個(gè)通道、6.25GHz間隔的ultra-DWDM信號(hào)。在調(diào)制前和調(diào)制后，這些光載波被分成C和L波段，每一個(gè)波段被一個(gè)不同的EDFA放大。如圖1所示，兩個(gè)波段接著在被復(fù)用在一起。
圖3 SC-MCS輸出光譜（a）(b)經(jīng)過(guò)116公里傳輸后（d）解復(fù)用后的光譜
C波段和L波段的波長(zhǎng)范圍分別在1539.52到1564.68 nm以及1572.01到1599.21 nm之間。為了有效抑制功率在分配到1000多個(gè)通道上出現(xiàn)的功率不一致或不統(tǒng)一現(xiàn)象，SC光譜采用了一個(gè)增益均衡器(GEQ)來(lái)進(jìn)行平衡。圖3c顯示了一個(gè)包含1000多個(gè)通道、通道間隔為6.25 GHz的ultra-DWDM信號(hào)。這個(gè)ultra-DWDM信號(hào)被注入到一個(gè)116公里長(zhǎng)(57 km + 59 km)的傳輸線路中。發(fā)射后的信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸后接著被一個(gè)通道間隔為6.25 GHz 的AWG DEMUX給解復(fù)用掉（圖3d）[12,13]。圖4則顯示了Q因子測(cè)量結(jié)果。1022個(gè)通道的Q因子值超過(guò)了15.6 dB，相當(dāng)10-9的BER。圖4還展示了兩個(gè)解復(fù)用信號(hào)的眼圖（1552.02 nm和1585.05 nm）。我們可以看到清晰地眼開(kāi)圖（eye opening）。
圖4：Q因子測(cè)量
4.結(jié)論
我們已經(jīng)成功進(jìn)行了超過(guò)1000個(gè)通道、通道間隔為6.25 GHz的超密集波分復(fù)用傳輸演示。為了實(shí)現(xiàn)超過(guò)1000個(gè)通道的ultra-DWDM傳輸，我們研究了FWM所帶來(lái)的影響。當(dāng)通道間隔為6.25 GHz，通道數(shù)量超過(guò)30個(gè)的時(shí)候，每通道注入功率必須要低于-15 dBm，從而抑制FWM引起的串?dāng)_效應(yīng)。利用一個(gè)通道間隔精確控制在6.25 GHz的SC-MCS光源，我們成功地完成了1022 x 2.5 Gbit/s傳輸試驗(yàn)，傳輸距離達(dá)到116公里（SMF）。
5.參考文獻(xiàn)
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