铌酸锂将主导G调制器市场VIP专享VIP免费

铌酸锂将主导40G调制器市场40Gb/s传送系统面世伊始所遭遇的众多技术问题现在都已经得到解决。其中推动DWDM网络向40Gb/s传送速率升级的关键因素之一便是光信号产生技术的进步。调制器是产生光信号的关键器件。在TDM和WDM系统的发射机中，从连续波（CW）激光器发出的光载波信号进入调制器，高速数据流将迭加到光载波信号上从而完成调制。近些年来，由于铌酸锂（LiNbO3）波导的低损耗、高电光效率等特性，铌酸锂在2.5Gb/s及更高速率的光调制器中得到越来越广泛的使用。基于马赫-曾德（MZ）波导结构的LiNbO3行波调制器已经成为现有系统中使用最广泛的调制器。LiNbO3调制器通常分为X切和Z切两种规格，各有优缺点。前者的主要优点在于工作时无啁啾产生，因而发送机设计比较简单；后者的主要优点是驱动电压较低、带宽较大。传统观点认为，与Z切调制器相比，X切调制器由于带宽和电光系数的限制，不适用于10Gb/s以上的调制。即便如此，CorningOTI(现为Avanex)的调制器研究组仍然提出了用于40Gb/s传送系统的X切调制器设计方案。通过多个高比特率传送系统的实验，我们发现，与其它基于LiNbO3的技术相比，单驱动的X切LiNbO3MZ调制器能够在更高比特速率上支持性能更高、成本更低的传送方案。X切调制器已经通过了包括Mintera公司在内众多系统实验室的40Gb/s传送实验的验证。在去年三月的OFC2003上，Mintera公司的10,000km、40Gb/sDWDM传送演示系统使用的就是X切调制器。Mintera公司评价说，单驱动的X切LiNbO3MZ调制器适用于需要无啁啾光调制的系统，例如基于差分相移键控（DPSK）调制的超远程（ULH）传送系统和基于双二进制调制的超高谱效率传送系统。40G长距离DWDM传送系统与高级调制技术“高级调制格式”可以克服常见的40Gb/s系统缺陷。40Gb/s技术最初将被用于中短距离传送系统，因此简单且带宽利用率较高的不归零码(NRZ)比较适合。然而在长距离传送系统中，归零码(RZ)由于不易受光纤非线性效应和偏振模色散(PMD)的影响，因而更具有吸引力。特定的RZ格式，例如载波抑制RZ(CS-RZ)，有助于消除RZ格式占用频谱较宽的问题。RZ-DPSK调制格式可以进一步提高ULH系统的传送性能。与RZ和CS-RZ调制格式相比，这种格式的主要优点是可以使接收机具有更高的灵敏度（提高3dB）。在特定系统中，最佳调制格式的选择需要考虑到一整套系统参数，其中包括成本、传送距离、比特率和PMD。因此器件提供商已经开发出多种40Gb/s调制器。由于需要更大的带宽，在10Gb/s系统中使用的电RZ脉冲产生方式已经不再适用于40Gb/s系统。因此，必须将NRZ数字调制器和一个光门级联，以光的方式产生40Gb/s的RZ信号。光门的开启时长仅仅是NRZ比特时长的几分之一。光RZ调制格式甚至可以降低对电带宽的要求。在某些情况下，使用“半比特率”的RF信号来驱动20GHz调制器就可以产生40Gb/s的RZ光脉冲。额外的RZ脉冲时长可以用于实现多种基于RZ的复杂的调制方式，例如CS-RZ。MZ干涉仪（MZI）的固有特性也很适合于实现刚刚提到的RZ-DPSK传送系统。高质量的信号产生方式在40Gb/s传送系统中，只能使用外调制方式对CW激光源进行调制。这是由于外调制方式对光载波（CW激光）的光谱特性的影响很小。而基于LiNbO3的电光控制MZI调制器是性能最好的工业用40Gb/s外调制器。很多高级的调制格式都采用相位调制而非幅度调制。MZI调制器是无啁啾CS-RZ-DPSK调制器的关键组成部分。这种调制器不仅可以完成DPSK调制，还具有CS-RZ脉冲形成功能。而基于半导体的电吸收调制器（EAM）不适于产生如此复杂的调制格式。它具有啁啾较大和输出功率较低两大缺陷。因此决定了EAM不适用于长距离传送系统。LiNbO3调制器的工作方式与波长无关，因此它也适用于波长可调收发机。未来，基于LiNbO3的发射机的卓越性能将使之成为性价比最高的解决方案。因此，许多系统制造商正在计划使用LiNbO3技术取代短距离通信中使用的传统的EAM技术。这种改进可以使光功率至少提高10dB，从而延长无放大距离（>100km）。LiNbO3调制器的性能要求除了眼图特性（图1）之外，“啁啾”也是影响系统性能的重要调制参数。啁啾是在强度调制过程中引入的一种相位/频率调制现象。在大多数情况下，啁啾将给传...