opm在40g光传输网络中应用.doc

OPM在40G光传输网络中的应用
通信工程 罗涛
内容摘要：不断发展的光智能传送网给各种传统光器件及模块带来了新的挑战和机遇，对于40Gbps传输网络，大多数常规光器件及模块面临着新的课题。光性能检测模块（OPM）作为一个在线监测通道光功率、中心波长及光信噪比（OSNR）等指标的功能模块，在40Gbps的传输网络中如何适应新的需求，创造新的价值，引入新的技术，正是本文要阐述的主要内容。
关键词： 40Gbps OPM 光传输 光信噪比 光功率计 非归零码 相邻信道 偏振特性 ROADM 光带宽 阵列探测器
1 OPM简介
早在2000年，随着光通信行业的兴起，OPM作为一个在线监测通道光功率、中心波长及光信噪比（OSNR）等指标的功能模块已经引起人们的关注，也有相应的产品面世，但一直未能在实际系统中大规模的使用。直到2008年，随着ROADM的技术成熟，智能光网络的发展和3G网络的推广，OPM才逐渐由一个可选配件成为光网络构建中不可或缺的一部分，在实际光网络中大量使用。
图1 OPM的应用节点示意图
作为一个类似光谱仪的小型光谱监测模块，实现的技术手段种类繁多，但能够在市场上推广应用的主要有两种：一种是基于衍射型的结构，主要由体光栅和阵列探测器组成，其生产厂商有Accelink（武汉光迅科技股份有限公司）、Bayspec等；另一种是干涉型的结构，主要基于TOF（Tunable optical filter）技术，其生产厂商有Axsun、Optoplex等。两种设计方案在满足基本的光学指标要求时，各有各的优点：基于衍射型的OPM没有活动部件，能够对设定的波长范围内不同波长的光信号进行同时采样，其突出优点是寿命长、稳定性好、能够快速测量；而基于TOF技术的OPM则能在体积和成本上占据一定的优势。
表1是OPM的光学性能指标（以Accelink的产品为例）。
表1 OPM的主要性能参数
2 40G网络的应用
光网络的发展基于传输容量需求不断增长，在传统的光纤线路上来解决这个矛盾的主要手段有两种：1、提高传输速率；2、增加传输的数量。40Gbps的传输技术已经成熟并得到广泛的应用，40Gbps的光网络对很多传统的光无源器件提出了较高的色散（CD）和偏振模相关度（PMD）的要求，而对OPM而言，其主要的改变在于两点：1、不同种类的码型带来信号识别的困难；2、高速率下各种码型的展宽带来的信号计算方法的改变。
在10Gbps网络中，主要的调整手段为幅度调制，主要的传输码型为NRZ（非归零码），RZ（归零码）；而在40Gbps网络中，由于传输速率的提高，相位调制成为了主要的手段。下表列举了部分传输码型的调制方式及光谱特征，其中包含：NRZ（非归零码），RZ-50%(占空比50%的归零码)，PSBT(相位整形二进制传输)，NRZ-DPSK(非归零-差分相移键控)，RZ-50% DPSK(占空比50%的归零码-差分正交相移键控)，NRZ-DQPSK(非归零-差分正交相移键控)，RZ-50% DQPSK(占空比 50% 归零码－差分正交相移键控)，DP-DQPSK(双偏振差分正交相移键控)。
表2 各种编码的幅度、相位和光谱
目前实际40G系统使用较多的编码为NRZ-DPSK和NRZ-DQPSK