一种基于全光OFDM调制的高速率400G光模块制造技术

本发明专利技术公开了一种基于全光OFDM调制的高速率400G光模块，该模块包括：激光器、调制器、合光器、分光器、数字相干集成电路、光纤链路及光纤输入出口接口；激光器，用于形成激光输出；调制器，用于对激光输出进行多载波调制；合光器，用于将多路光信号进行光耦合形成单路光信号；分光器，用于采集光信号并进行光载波分离；数字相干集成电路，用于实现光信号的模数转换及信号解码；光纤链路，用于实现光信号的传输；光纤输入出口接口，用于实现光纤接入实现光信号输入输出。本发明专利技术通过构建全光OFDM调制的400G光模块，降低信号的PAPR，在有CD补偿或者低色散的光纤链路上，具有良好的非线性抑制能力，保证信号传输的高速率。保证信号传输的高速率。保证信号传输的高速率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于全光OFDM调制的高速率400G光模块


[0001]本专利技术涉及光模块
，具体来说，涉及一种基于全光OFDM调制的高速率400G光模块。

技术介绍

[0002]随着IEEE 100Gbit/s(以下简称100G)以太网标准讨论与制定工作的结束，全球主流厂商正在推动100G的全球部署，并把目光聚焦到400G甚至1Tbit/s系统上来。同40G/100G一样，400G的部署应该是渐进的方式。为了更有效地利用现有的DWDM(密集波分复用)线路资源，降低投资成本，运营商希望400G能在现有的网络上部署，而不是重新设计和建造一个新的网络以适应400G的传输。这意味着400G必须适应100G/40G或10G的网络设计规划，以实现400G、100G/40G的混合部署。
[0003]400G LAN(局域网)接口光模块可能将继续采用100G以太网中独有的并行传输方式。2011年2月，Finisar在"超越100GE"的研讨会上提出了400GE模块标准建议，主要支持400GE
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LR16和400GE
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SR16两种应用。其中400GE
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LR16采用16
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25G LAN WDM(1330、1310、1290和1270nm4个波道)来实现，而400GE～SR16则采用了16
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25G多模光纤接口。此外在物理层定义了CAUI(附加单元接口)
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16、CPPI(并行物理接口)
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16电接口标准。16
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25G仅仅是100GE的线性扩展，只要工艺达到要求就没有其他技术难点。相比之下，光纤并行将有更多的发展空间，但需要密度更高的光子集成技术的支持才可以使400G商用成为可能。
[0004]单模光纤的理论容量为8bit/s/Hz，在实际长距离传输的设备和光纤中，上限为4bit/s/Hz。在现代光通信系统中，载波调制格式对系统性能影响很大，为了达到与现网的10G、40G混合部署，实现80波50GHz间隔，必须达到高SE，这可以通过采用单载波高阶调制或者多载波传输来实现。对于448G的传输系统，考虑器件频率漂移和R0ADM(可重构光分插复用器)非理想特性，要求实际中必须采用45G的32QAM(正交幅度调制)调制或者28G的PM(偏振复用)
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256QAM。电域OFDM(正交频分复用)也能够取代单载波调制，两者的DSP的复杂程度一样，但是OFDM由于循环前缀、前导符和训练符号开销等额外信息，通常比相应的单载波格式的SE要低
[0005]传统的OOFDM采用基于DSP/DAC的IFFT(快速傅里叶逆变换)的信号合成和FFT的解调，CD和PMD容限可以通过插入的循环前缀或者保护间隔、训练符号获得提升，但是这样会造成10％或者20％的额外开销，并且会增加线速率。尤其是在需要周期CD补偿的传输线路中，基于DSP的多载波OFDM的传输性能会受到光纤非线性特性的限制。因此，需要针对未来更400G传输网络，设计速率更高、稳定性更强的调制措施。
[0006]针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0007]针对相关技术中的问题，本专利技术提出一种基于全光OFDM调制的高速率400G光模块，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
[0008]为此，本专利技术采用的具体技术方案如下：
[0009]一种基于全光OFDM调制的高速率400G光模块，该模块包括：激光器、调制器、合光器、分光器、数字相干集成电路、光纤链路及光纤输入出口接口；
[0010]激光器，用于形成激光输出；
[0011]调制器，用于对激光输出进行多载波调制；
[0012]合光器，用于将多路光信号进行光耦合形成单路光信号；
[0013]分光器，用于采集光信号并进行光载波分离；
[0014]数字相干集成电路，用于实现光信号的模数转换及信号解码；
[0015]光纤链路，用于实现光信号的传输；
[0016]光纤输入出口接口，用于实现光纤接入实现光信号输入输出。
[0017]进一步的，所述激光器采用EML激光器。
[0018]进一步的，所述调制器包括全光OFDM单元及色散补偿单元；
[0019]所述全光OFDM单元采用四相相移键控高阶调制格式和偏振用技术，实现激光输出的调制与解调功能；
[0020]所述色散补偿单元采用色散补偿技术用于提高光信号传输的色散性能与传输距离。
[0021]进一步的，所述全光OFDM单元实现激光输出调制功能的运行流程包括以下步骤：
[0022]利用从原始数据中提取的时钟信号来驱动脉冲切割，将所述EML激光器发射的切割成25GHz、占空比为1/4的光脉冲序列；
[0023]将从数据源发出的400Gbit/s的串行电信号经过串/并变换器之后转换为4路100Gbit/s的并行电信号；
[0024]将4路并行电信号分别调制到4路并行的光脉冲序列，生成4路子载波；
[0025]将4路子载波作为光信号并行接入一个光离散傅里叶逆变换；
[0026]所述光离散傅里叶逆变换生成OFDM符号，将所述光信号作为全光OFDM信号并输送至光纤链路。
[0027]进一步的，所述OFDM符号周期上增加保护隔离带，减少色散导致脉冲展宽的影响。
[0028]进一步的，所述全光OFDM单元实现激光输出解调功能的运行流程包括以下步骤：
[0029]接收光纤链路输入的全光OFDM信号，由一个光离散傅里叶变换器将各个子载波上的已调信号恢复至原始数据；
[0030]利用时间门滤除时间上多余成分，再通过直接检测恢复出电信号；
[0031]通过一个并/串变换器将4路100Gbit/s的并行电信号恢复为400Gbit/s的电信号，实现4路全光OFDM信号的传输。
[0032]进一步的，所述全光OFDM单元还将连续的光信号传输模式转变为离散的短脉冲采样模式，并在数据信号调制之后，对每路传输的光信号进行相位变换，在一个周期内进行时域叠加，用于实现子载波间的正交。
[0033]进一步的，全光OFDM信号的表达式为：
[0034][0035][0036]x
(n)
(t)＝s(t)*δ(t
‑
nT
s
)
[0037]式中，x(t)表示全光OFDM信号；
[0038]s(t)表示基带光信号；
[0039]C
nk
表示第k个子载波上调制的第n个信号；
[0040]x
(n)
(t)表示超短光脉冲串；
[0041]k表示光信号传输线路的序号；
[0042]x
k
(t)表示k路全光OFDM信号；
[0043]t表示时间变量；
[0044]N表示信号的数量；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于全光OFDM调制的高速率400G光模块，其特征在于，该模块包括：激光器、调制器、合光器、分光器、数字相干集成电路、光纤链路及光纤输入出口接口；所述激光器，用于形成激光输出；所述调制器，用于对激光输出进行多载波调制；所述合光器，用于将多路光信号进行光耦合形成单路光信号；所述分光器，用于采集光信号并进行光载波分离；所述数字相干集成电路，用于实现光信号的模数转换及信号解码；所述光纤链路，用于实现光信号的传输；所述光纤输入出口接口，用于实现光纤接入实现光信号输入输出。2.根据权利要求1所述的一种基于全光OFDM调制的高速率400G光模块，其特征在于，所述激光器采用EML激光器。3.根据权利要求1所述的一种基于全光OFDM调制的高速率400G光模块，其特征在于，所述调制器包括全光OFDM单元及色散补偿单元；所述全光OFDM单元采用四相相移键控高阶调制格式和偏振用技术，实现激光输出的调制与解调功能；所述色散补偿单元采用色散补偿技术用于提高光信号传输的色散性能与传输距离。4.根据权利要求3所述的一种基于全光OFDM调制的高速率400G光模块，其特征在于，所述全光OFDM单元实现激光输出调制功能的运行流程包括以下步骤：S11、利用从原始数据中提取的时钟信号来驱动脉冲切割，将所述EML激光器发射的切割成25GHz、占空比为1/4的光脉冲序列；S12、将从数据源发出的400Gbit/s的串行电信号经过串/并变换器之后转换为4路100Gbit/s的并行电信号；S13、将4路并行电信号分别调制到4路并行的光脉冲序列，生成4路子载波；S14、将4路子载波作为光信号并行接入一个光离散傅里叶逆变换；S15、所述光离散傅里叶逆变换生成OFDM符号，将所述光信号作为全光OFDM信号并输送至光纤链路。5.根据权利要求4所述的一种基于全光OFDM调制的高速率400G光模块，其特征在于，所述OFDM符号周期上增加保护隔离带，减少色散导致脉冲展宽的影响。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚凡，郑敏捷，龙飞，黄瑞琪，殷宇剑，
申请(专利权)人：深圳金信诺高新技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：