《100G城域DWDM光模块》由会员分享，可在线阅读，更多相关《100G城域DWDM光模块（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、100G 城域 DWDM 光模块一100G 城域 DWDM 光通信网络体系架构通常分为三层：骨干网， 城域网以及接入网。近几年， 应用于骨干网的 100G 技术发展很快。这主要得益于标准的统一，各运营商，设备商，模块、器件、芯片厂商的热情参与及支持。城域网桥接着接入网和骨干网，其本身并没有统一的定义，一般可认为分成三种类型：城域区域网， 城域核心网和城域接入网。城域区域网和城域核心网分别覆盖5001000km 和100500km 的传输距离，城域网通常包括大量的可重构光上下复用器（ROADM ）节点以及衰减较大的旧光纤，对传输系统的要求较高。在城域网铺设新光纤成本较高，所以对光纤带宽利用率也有
2、较高的要求1。随着接入网速率的提升及骨干网100G 的大量应用，城域网对100G 的需求也变得越来越迫切。据OVUM 预测， 100G DWDM 城域网将在2014 年开始部署， 2015 年以后大规模应用。之所以说城域网是今后几年的一个发展热点，主要体现在以下几个方面：（1）城域网市场规模大，一般是骨干网的两到三倍；（2）城域网传输距离较短，多采用低成本的解决方案；（3）城域网可以借鉴骨干网的成熟技术；反过来，城域网技术的进步也可推动、促进骨干网及下一代网络技术的发展，两者相辅相成。二城域 DWDM 光模块类型目前可获得的100G 城域 DWDM 光模块主要分为相干CFP 和非相干CFP 两
3、种类型。其中，非相干CFP 又分为两类：一类采用ODB 调制格式，另一类采用OOK 调制格式 +最大似然序列估计算法接收。具体类型见表一。表一： 100G 城域DWDM 光模块类型类型说明一相干 CFP 二非相干 ODB 调制格式CFP 三非相干 ODB 调制格式CFP 四非相干，OOK 调制格式 +最大似然序列估计算法接收CFP 三光模块解决方案考虑到尺寸及功耗，100G 城域 DWDM 光模块都采用CFP 封装，但各家具体的解决方案并不相同。3.1 类型一解决方案：（1）相干技术；（2）DP-QPSK 调制方式，以保证较远的传输距离；（3）自主研发的低功耗DSP 芯片；（4）单个激光器兼顾
4、发射激光器和本地振荡器的功能，以降低功耗和成本；（5）MZ 调制器和光相干接收机集成在一个封装，以减小尺寸。（6）采用 OTN Framer 芯片，支持OTU4 传输，具有FEC 功能。3.2 类型二解决方案：（1）非相干技术；（2）ODB 调制方式；（3）Tunable TOSA，可调波长激光器和MZ 调制器集成在一个封装；（4）采用 OTN Framer 芯片，支持100GE 和 OTU4 传输，具有FEC 功能，可简化系统单板设计。（5）信号流程：输入光模块的10 路 10G 差分信号通过148pin 接口进入OTN Framer 芯片进行处理， Framer 输出电信号进入到10:4
5、MUX ，变成 4 路 25G/28G（分别对应100GE/OTU4 ）电信号输出，再经过4 路 driver 放大后进入到4 路 Tunable TOSA ，完成 4 路 ODB 信号的调制。接收端通过PIN/TIA 将 4 路 25G/28G 光信号转换成电信号， 4 路电信号通过4：10 DEMUX 变成 10 路 10G 差分信号，经过OTN Framer芯片处理后从148pin 输出。模块示意图如图1 所示：图 1：类型二城域DWDM 光模块示意图3.3 类型三的解决方案和类型二相差不大。都是ODB 调制方式。最大的区别是类型二具有FEC 功能，类型三没有采用OTN Framer 芯
6、片，不具备FEC 功能。3.4 类型四解决方案：（1）非相干技术；（2）EML 调制方式；（3）采用 10G driver ，10G TOSA/ROSA 发射和接收信号。其中driver 具有低噪声及线性放大功能；（4）采用集成高速模数转换ADC ，数字信号处理DSP 以及 4:10 DEMUX的芯片进行解码，其中， DSP 基于最大似然序列估计（MLSE ）算法进行解码。实验表明，对于存在色度色散CD 及偏振模色散PMD 的光纤链路，MLSE 能延长系统的传输距离2。（5）信号流程：输入到模块的10 路 10G 信号经过 10:4 MUX 变成 4 路 28G 高速电信号。4 路电信号经过1
7、0G 带宽的线性driver 放大后进入到4 路 10G EML 调制器，这样就完成了信号的调制。接收端将4 路 10G 光信号通过PIN/TIA 转换成电信号，经过4路 ADC 采样后输入到DSP 进行解码，解码后的信号经过4:10 DEMUX变成 10 路10G 信号输出。图2 是模块示意图。428 1010 1010 428 428 SPI 3.3V MDIO 1010 148pin 10:4 MUX Driver Tunable TOSA PIN/TIA 4：10 DEMUX TX RX OTN Framer FPGA Power MCU 图 2：类型四城域DWDM 光模块示意图3.5
8、 解决方案小结类型波长封装调制格式功能TX 主要器件RX 主要器件一C 波 段CFP DP-QPSK 支持 OTU4 传输，具有 FEC 功能MUX+driver+ MZ 调制器相干接收机 +自制DSP 二ODB 支持 100GE 和 OTU4 传输，具有FEC 功能MUX+ driver+可调波长TOSA PIN/TIA+ DEMUX 三ODB 支持 100GE 和 OTU4 传输，不具有FEC 功能MUX+ driver+ 可调波长TOSA PIN/TIA+ DEMUX 四OOK 支持 OTU4 传输，不具有 FEC 功能，使用 10G 带宽的器件MUX+10G driver +10G T
9、OSA 10G PIN/TIA +DSP+ DEMUX 四性能评估容量， 距离及速率是传输系统的三大要素。所以就从这三个方面对上述城域DWDM光模块进行性能评估。类型容量距离速率一单光纤 100G 较远，支持80 公里无放大应用单光纤最高112Gbit/s 二4根光纤 100G， 可采 用光 合波器合成单光纤 100G 适中， 400km（使用 FEC）4 根光纤最高112Gbit/s 三适中， 400km（使用 FEC）四较短， 25km（不使用FEC）五小结（1）相干解决方案适合城域区域网，节约光纤资源，传输距离较长。但需要使用低成本低功耗的 DSP 芯片，目前这种DSP 芯片全球供应商非
10、常少。（2）ODB 调制格式解决方案适合城域核心网，传输距离适中（需结合FEC 使用）；波长可调，节约DWDM网络成本；需要使用波长可调的TOSA ，目前该种25G 速率，波长可调的TOSA 同样供应商较少。（3）OOK 调制格式解决方案适合城域接入网，主要采用10G 器件及 MLSE 算法接收，传输距离较短， 光模块成本较低。需要使用具有MLSE 算法的 DSP 芯片， 目前这种DSP 芯片全球只有一家供应商。1010 428 1010 410 410 148pin 10:4 MUX 10G Driver 10G EML MOD ADC ADC ADC ADC 10G PIN/TIA 4：10 DEMUX DSP TX RX 进行 100G 城域 DWDM 网络建设时，需要从传输距离，成本，接口速率以及兼容性等方面综合考虑，选取最优的光模块解决方案。
