40Gb/s波分系统设备技术

。40Gb/s系统的色散容限小，NRZ40G色散容限只有NRZ10G的1/16。40Gb/s的电域色散补偿由于受芯片处理速率限制，暂时还不成熟。40Gb/s波分系统的光域色散补偿分固定色散补偿和可调色散补偿，即：复用段配置固定色散补偿，通道层的接收机之前配置TDC。DCM完成复用段色散粗略补偿，TDC大多采用技术相对较成熟的光纤光栅，完成通道层色散精细补偿。

TDC的色散并不是宽带分布，色散带宽与色散调整量存在相互制约的关系，系统设计需考虑色散带宽满足调制码型的带宽需求。TDC采取自适应色散补偿策略，反馈信号为FEC芯片提供的纠错信息，根据纠错前误码率的变化规律指导色散调整。目前TDC只能调整总色散，不能调整通道色散。未来有可能出现通道级TDC，从而可以在复用段完成可调色散补偿，大幅度降低通道层接收端的配置复杂性。

3.4、偏振模色散

偏振模色散(PMD)源于光纤的双折射，使得信号的不同偏振态分量产生了离散效应。PMD效应用差分群时延(DGD)来衡量。DGD容限与信号传输速率相关，40Gb/s的DGD容限很小，例如40Gb/s的NRZ-DPSK只有8ps，从而不得不考虑PMD设计。

系统的PMD设计可从两方面着手，降低系统PMD和提高系统DGD容限。降低系统的PMD可通过采用PMD较低的光纤及器件，也可以通过PMDC实现。目前已铺设的光纤的PMD系数很小，大部分都是小于

0.05ps/km1/2。PMDC分光域补偿和电域补偿，电域补偿受限于芯片处理速率，光域补偿也尚未达到工程实用化的水平。分布式快速扰偏结合FEC技术最有可能成为PMDC的实用方案，通过快速扰偏降低突发误码，平均化后的突发误码利用FEC机制完成纠错。系统的DGD容限主要与调制码型以及信号速率有关，超长距离传输时可以采用DGD容限较高的调制码型。

3.5、频谱效率

频谱效率定义为信号速率除以信号所占的带宽，以C波段80/96×40G波分系统为例，频谱效率为每赫兹0.8b/s。目前广泛应用的50GHz间隔传输的10Gb/s波分系统设备的频谱效率为每赫兹0.2b/s，25GHz间隔的10Gb/s系统的工程应用相对较少。40Gb/s波分系统将以50GHz间隔波分复用为主，少数超长距离系统为100GHz间隔波分复用。40Gb/s波分系统应用于50GHz间隔波分复用时，尤其在可重构的光分插复用器(ROADM)系统中，需考虑多个滤波器级联的OSNR代价。

40Gb/s系统通过减小信号谱宽来实现更密集的波分复用。例如ODB码，由于压缩了谱宽，从而可以适用于50 GHz间隔波分系统；传统的NRZ-DPSK适用于100GHz间隔波分复用，如果减小解调器的延时，在略微牺牲OSNR容限、非线性性能、DGD容限的前提下，也可以应用于50GHz间隔波分复用；多电平调制和偏振复用降低信号码速率可获得窄信号谱宽；残留边带调制(VSB)技术也可以减少信号谱宽，实现更密集的波分复用；相干检测也可容忍更密集的波分复用。

3.6、客户侧光模块

与线路侧光模块的应用环境不同，客户侧光模块传输距离短、输入信号中光噪声小、非线性效应较小，优先考虑使用NRZ码。客户侧光模块要求实现简单、成本低、结构紧凑、良好的横向兼容性，应尽量避免配置光放大器和色散补偿。为减小线路色散，可采用1 310 nm传输窗口；为避免光放大器，可提高光接收机的灵敏度以及采用标准FEC技术。下面简述2 km和10 km的客户侧光模块。

ITU-T G.693[9]规范了2km光模块(VSR2000-3R1和VSR2000-3R2)，分别为1310nm和1550 nm窗口传输，输出光功率为0~+3dBm，线路损耗最大为4dB，输入光功率范围为-5~+3dBm。传输距离2 km不能完全满足实际工程需求，ITU-T G.959.1[10]最近规范了10km光模块，均为1310nm窗口传输，其中规定了输出光功率范围为0~+4dBm，同时输入光功率范围为-7~+4dBm，线路最大损耗为6 dB，通过规范发射机波长范围来限制系统的最大色散为±16ps/nm。

4、结束语

预计在2009年40Gb/s波分系统将实现小规模的高端应用，未来几年 40Gb/s波分系统必将逐步替代现有的10Gb/s波分系统。20世纪90年代早期出现的掺铒光纤放大器奠定了波分系统的发展基础；2000年左右无线通信中的FEC技术开始应用于光通信，使得10Gb/s系波分统无电中继传输距离突破1000km。波分系统的下一个技术热点是什么？是高速数字信号处理技术在40Gb/s或100Gb/s系统中的应用吗？40Gb/s波分系统的产品生命周期又有多长？100Gb/s波分系统何时进入工程实用阶段？让我们拭目以待。

5、参考文献

[1]中华人民共和国通信行业标准.N×40Gbps光波分复用（WDM）系统技术要求[S].

[2]中华人民共和国通信行业标准.N×10G超长距离WDM系统技术要求（送审稿）[S].

[3]ITUTG-series Recommendations – Supplement 39.