基于差分正交相移键控的40Gbit/s波分复用系统传输性能的研究

摘要

进入2008年，随着网络容量压力的驱动，全球40Gbit/s波分复用系统商用化进程出现明显的加速趋势，并开始规模部署。国际上，一些主流运营商将在2008年底完成40Gbit/s波分复用网络建设；在国内，中国电信、中国移动和中国联通也正在积极筹备40Gbit/s波分复用商用计划。
　　 相比以往的10Gbit/s波分复用系统，采用差异化的调制编码格式成为40Gbit/s波分复用系统最显著的特点。在同等物理条件下，与10Gbit/s波分复用系统相比，40Gbit/s波分复用系统的光信噪比要求提高4倍，色度色散容限降低16倍，偏振模色散容限降低4倍，同时非线性效应也变得更加明显。为了达到商用要求，必须克服以上限制。目前有多种手段可用，包括前向纠错技术、拉曼放大技术、色散管理技术、调制编码技术、偏振管理技术以及反向复用等，其中调制编码技术是最关键的手段。而调制编码技术选择众多，有基于强度调制的开关键控、光双二进制，基于相位调制的差分相移键控和差分正交相移键控，以及结合偏振复用的双偏振正交相移键控等。
　　 针对商用要求本文选择了偏振模色散容限很高的差分正交相移键控作为光转发单元的传输码型，研发了40Gbit/s差分正交相移键控光转发单元。在光转发单元内采用前向纠错技术提高了系统的光信噪比，创新点在于利用前向纠错技术提供的在线误码率指导光纤布拉格光栅实现自适应色散补偿，使系统的色散容限得到了极大的提高；并利用预啁啾技术降低了线路的非线性损伤。随后使用烽火通信40Gbit/s波分系统FONST W3200作为实验平台，对光转发单元传输性能分别进行单机和系统实验验证，实验结果均达到商用要求。由于差分正交相移键控的调制速率只有比特率的一半，在100Gbit/s波分复用技术中应用将会更加广泛。