300脚和CFP MSA模块中的40、50和100GB/S光收发器/转发器制造技术

通过示例性的实施例公开了使用数据速率整体上低于或等于数据速率一半的光电转换器件的40、50、100Gb/s光收发器/转发器，其中使用了两个光双二进制载波。更具体地，本公开的光收发器/转发器的示例性实施例涉及43Gb/s?300脚MSA和43～56Gb/s?CFP?MSA模块，二者均包括两载波光收发器和适当的硬件结构和MSA标准接口。两载波光收发器包括一对10Gb/s光发送器，每个使用20-28Gb/s下的带宽受限的双二进制调制。波长间隔可小至19～25GHz。同样的原理应用到100Gb/s?CFP模块，它包括光载波之间的信道间隔多达数纳米的四个可调谐10Gb/s光发送器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及基于光波分复用(WDM)的光通信。
技术介绍
目前商用的40Gb/s的300脚模块(例如可在网站300pinmsa. org上找到的300 脚MSA组，参考文档“300脚40( 转发器”，公开文档第三版，2002年9月17日)使用直接检测法。这些转发器主要基于四种调制方式(a)40(ib/S NRZ(不归零)，(b)40(ib/S双二进制，(c)40(ib/S差分相移键控(DPSK)以及(d)2X20(ib/S差分四相相移键控(DQPSK)。40( / s NRZ具有大约2 IOkm的严格色散限制传输距离，并且通常作为短距离“客户端”应用。 40Gb/s双二进制调制用于第一代长距离传输系统，但在低色散(CD)和偏振模色散(PMD) 的容限方面具有严格的限制，40(ib/S DPSK和2X20(ib/S DQPSK都展现了良好的光信噪比 (OSNR)性能。DPSK具有受限的⑶和PMD容限，而DQPSK通过符号率减半而提高了⑶和 PMD容限。然而，DQPSK需要比DPSK、双二进制以及NRZ复杂得多的结构，因此具有更高的成本。40Gb/s DPSK和2X20Gb/s DQPSK需要热调谐相位解调器。40Gb/s双二进制、40Gb/ s DPSK和2X20(ib/S DQPSK需要热调谐光色散补偿器。这些热调谐器件都非常慢，具有数十秒的调谐时间范围。因此，这些调谐方式都不适合于基于可重构光分插复用(ROADM)的光网络，它要求动态地重构波长以及快速的业务恢复时间。另一种调制技术是2 X 20Gb/s带宽受限光双二进制(BL-0DB)。2 X 20Gb/s BL-ODB 由J. Yu等人在2008年3月13日公开的名称为“来自单光波源的光子信道”的美国专利公开No. US/20080063396A1,以及L. Xu等人在2006年光纤通信会议上的NTuC2文章“50GHz 空分DWDM系统中使用光载波抑制、分离以及光双二进制调制的每信道40(ib/S的频谱效率传输”提出。在这些系统中，光调制器和光检测器均使用复杂的40(ib/S器件。对40(ib/S双二进制数据使用结构更简单和更通用的10(ib/S光电器件的概念似乎最先由H. L. Lee等人在“双二进制光发送器”中提出，它在相关的于2007年5月8日授权的美国专利No. 7，215，892B2以及于2007年5月29日授权的美国专利No. 7，224，907B2中公开。从封装的角度来看，虽然使多个光电器件适于40(ib/S的300脚MSA模块富有挑战性，然而使那些光电器件适于在2009年3月23日的CFP草案1. 0中规定的由CFP MSA模块提供的小得多的空间中更具挑战性。C (拉丁字母C表示100或百)形状因子可插拔(CFP)来自针对高速传输数字信号的标准通用形状因子的多源协议(MSA)。CFP在每个方向(Rx和Tx)上分别使用10通道和 4通道来支持100Gb/s和40Gb/s，每条通道10Gb/s。
技术实现思路
在此公开了一种调制技术以及体现了该技术的装置，其比现有的商用双二进制和DPSK 300脚转发器的成本更低，但仍具有与DQPSK 300脚转发器相当的系统性能。这种调制技术即2X20(ib/S带宽受限光双二进制(IBL-ODB)调制在光调制器中只使用一对10(ib/S光调制器来获得40、50(ib/S的传输速率，以及使用二对10(ib/S光调制器来获得 100Gb/s的传输速率。它可以提供针对40、50以及100(ib/S传输速率的最小可能的形状因子。这种调制技术也使得能在光网络中用动态波长交换和路由进行快速业务恢复。当前公开的示例性收发器结合了 20 ^(ib/s BL-ODB调制技术和10(ib/S光电调制器件来获得用于40、50、100(ib/S传输的成本与性能的最优平衡。另外，当前公开的收发器/转发器可以使用具有合适硬件接口的现有IC芯片以兼容这种调制技术。通过使用近来发展的基于半导体马赫-曾德尔调制器的10(ib/s可调谐光发送次组件(TOSA)(它需要比传统的集成可调谐激光器组件(ITLA)小得多的体积)，可以适用于线路端中的所有光电器件和在一些应用中的具有40(ib/S和100(ib/S容量的客户端的CFP 收发器模块。附图说明图IA显示了在此描述的示例性300脚2X (20 23)(ib/S模块，并示出双二进制编码器可以应用在16:2复用器之内或之后。图IB显示了在各种示例性实施例中使用的“可调谐10G TX”的不同可能性。图2显示了在两个载波以正交偏振的方式发射时图IA中的两个光载波之间的示例性最优信道间隔。图 3A、3B 和 3C 显示了示例性的 CFP 2X (20 ~ 23)Gb/s 模块。图4A和4B显示了具有间隔在19到25GHz之间的两个光子载波的示例性56( / s (2 X 28Gb/s) CFP MSA 模块。图5显示了使用4X25(ib/S光收发器/转发器的示例性100(ibE CFP模块，其中每个光收发器仅使用10(ib/s光调制器，并且光子载波的间隔为100到800GHz。具体实施例方式现在参照附图来描述本公开的各个方面和示例性实施例。在下面的描述中，为了说明的目的阐述了许多具体的细节，以便提供一个或多个方面的全面理解。然而明显的是， 这些(个)方面可以无需这些细节而被实施。词语“或”用于表示包含的“或”而不是排除的“或”。也就是，除非另有指明或可从上下文清楚的以外，表述“X使用A或B”用于表示自然包含序列中的任一个。S卩，表述“X使用A或B”满足下述例子中的任一个X使用A，X使用B，或者X使用A和B 二者。另外， 本申请和所附的权利要求中使用的冠词“一”和“一个”一般应当理解为“一个或多个”，除非另有指明或可从上下文中清楚其意指单数形式。各个方面或特征将以可包括一些装置、器件、模块及类似物的系统的方式来表达。 应当理解和领会的是，各种系统可包括额外的装置、器件、模块等，和/或不包括图中示出的所有装置、器件、模块等。也可以使用这些方式的组合。在此首次公开了如何将合适的硬件芯片和接口(例如SFI5. 1，4XXFI，10XXFI 等)与双载波二进制光收发器/转发器组合起来，每个光载波承载20 ^(ib/s的数据流， 以达到近似40(ib/S、50(;b/S和100(ib/S的光收发器/转发器容量。在收发器中，每个20 28Gb/s的光载波只需要10(ib/S的光调制器，可以有或不需要有在20 ^^(ib/s下操作的用于双二进制调制的接收器电子均衡器。因此，40(ib/S光收发器仅包括收发器中的两个固定或可调谐波长的10(ib/S发送器(TX)，以及100(ib/S光收发器仅包括四个固定或可调谐波长的10(ib/S光发送器(TX)。当光载波间的信道间隔窄到19 25GHz时，接收端的用来分离两个窄间隔的光载波的1X2阵列波导(AWG)的尺寸可能太昂贵或有时太大而不适于CFP模块。在那种情况下，AWG装置被置于CFP模块的外部，并且反而用作位于传输链路和传统的40信道或80信道DWDM解复用器之间的解交织器(de-interleaver)。在2009年5月20日提交的美国临时专利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.05.20 US 61/179,956;2009.06.11 US 61/186,325;1.N载波光波分调制(WDM)收发器，包括至少一对波长在50或100GHz ITU-T窗口内的lOGb/s光发送器； 驱动每个光发送器的光电控制电流，其中所述光电电路包括输出控制信号的复用器， 其中光发送器由光电控制电路根据在20-28(ib/S下的带宽受限光双二进制调制技术输出的电控制信号来驱动。2.根据权利要求1所述的N载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，所述光电控制电流还包括至少一个将来自接口的信号转换为N通道20-28(ib/S差分编码的NRZ信号的电子装置；分别放大N通道的20-28(ib/S的NRZ信号的N个驱动放大器，其中每个放大器的群延迟变化小得足以不会使得20-28(ib/S的NRZ信号失真；以及接收放大信号并用作双二进制编码器的N个电子低通滤波器；以及所述至少一对10(ib/S光发送器还包括将编码信号转换为具有N个不同波长的光信号的N个10(ib/S光发送器；合成由N个10(ib/S光发送器生成的两个波长的光合成器；所述电子装置具有足够的电缓存来处理N个20-28(ib/S通道之间的偏移。3.根据权利要求2所述的N载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，IOGb/ s光发送器包括标准的或小型化的集成可调谐激光器组件(ITLA)。4.根据权利要求2所述的N载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，IOGb/ s光发送器包括可调谐或固定波长光发送次模块(TOSA)。5.根据权利要求2所述的N载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，每个可调谐10(ib/S光发送器包括零啁啾或预啁啾的铌酸锂，或hP，或基于聚合物的光调制器。6.根据权利要求2所述的N载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，光合成器是保偏光束合成器。7.根据权利要求2所述的N载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，光合成器是光耦合器。8.根据权利要求2所述的N载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，每个 20-28Gb/s接收器包括至少一个20-28(ib/S电子色散补偿器(EDC)。9.根据权利要求2所述的N载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，将N 通道的20-23Gb/s的NRZ信号转换到SFI5. 1接口的电子装置包括N个20_23Gb/s的EDC。10.根据权利要求1所述的N载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，整个转发器/收发器容纳在300脚MSA封装或CFP MSA封装之一中。11.两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，包括至少一个将来自SFI5. 1接口的信号转换为两通道20-23(ib/S差分编码的NRZ信号的电子装置；一对分别放大两通道20-23(ib/S的NRZ信号的驱动放大器，其中每个放大器的群延迟变化小得足以不会使20-23(ib/S的NRZ信号失真；一对接收放大信号并用作双二进制编码器的电子低通滤波器； 一对将编码信号转换为具有两个不同波长的光信号的可调谐10(ib/S光发送器；合成由两个可调谐10(ib/S光发送器生成的两个波长的光合成器； 分离从传输链路中收到的两个波长的光波长切分器； 一对20-23(ib/S光接收器；以及至少一个将两通道20-23(ib/S的NRZ信号转换回SFI5. 1接口的电子装置。12.根据权利要求11所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，电子装置具有足够的电缓存来处理两个20-23(ib/S通道之间的偏移。13.根据权利要求11所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，可调谐10(ib/S光发送器包括标准或小型化的集成可调谐激光器组件(ITLA)。14.根据权利要求11所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，可调谐10(ib/S光发送器包括可调谐或固定波长光发送次模块(TOSA)。15.根据权利要求11所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，每个可调谐10(ib/S光发送器包括零啁啾或预啁啾的铌酸锂，或hP，或基于聚合物的光调制ο16.根据权利要求11所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，光合成器是保偏光束合成器。17.根据权利要求11所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，光合成器是光耦合器。18.根据权利要求11所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，两个可调谐10(ib/S光发送器的光波长之间的信道间隔在19到25GHz之间。19.根据权利要求11所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，光波长切分器是周期为50或IOOGHz的1输入X 2输出的循环阵列波导。20.根据权利要求11所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，每个20-23(ib/S接收器包括至少一个20-23(ib/S电子色散补偿器(EDC)。21.根据权利要求11所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，将两通道20-23Gb/s的NRZ信号转换为SFI5. 1接口的电子装置包括2个20_23Gb/s的EDC。22.根据权利要求11所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，每个20-23(ib/S光接收器包括光接收次组件(ROSA)。23.根据权利要求11所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，整个转发器/收发器容纳在300脚MSA封装中。24.两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，包括至少一个将4X 10(ib/S XFI接口转换为两通道20-23(ib/S差分编码的NRZ信号的电子装置；一对分别放大两通道20-23(ib/S的NRZ信号的驱动放大器，其中每个放大器的群延迟变化小得足以不会使20-23(ib/S的NRZ信号失真；一对接收放大信号并用作双二进制编码器的电子低通滤波器； 一对将编码信号转换为具有两个不同波长的光信号的可调谐10(ib/S光发送器； 合成由两个可调谐10(ib/S光发送器生成的两个波长的光合成器； 分离从传输链路中收到的两个波长的光波长切分器； 一对20-23(ib/S光接收器；以及至少一个将两通道20-23(ib/S的NRZ信号转换回SFI5. 1接口的电子装置。25.根据权利要求M所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，电子装置具有足够的电缓存来处理两个20-23(ib/S通道之间的偏移。26.根据权利要求M所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，可调谐10(ib/S光发送器包括标准或小型化的集成可调谐激光器组件(ITLA)。27.根据权利要求M所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，可调谐10(ib/S光发送器包括可调谐或固定波长光发送次模块(TOSA)。28.根据权利要求M所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，每个可调谐10(ib/S光发送器包括零啁啾或预啁啾的铌酸锂，或hP，或基于聚合物的光调制ο29.根据权利要求M所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，光合成器是保偏光束合成器。30.根据权利要求M所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，光合成器是光耦合器。31.根据权利要求M所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，两个可调谐10(ib/S光发送器的光波长之间的信道间隔在19到25GHz之间。32.根据权利要求M所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，光波长切分器是周期为50或IOOGHz的1输入X 2输出的循环阵列波导。33.根据权利要求M所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，每个20-23(ib/S接收器包括至少一个20-28(ib/S电子色散补偿器(EDC)。34.根据权利要求M所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，将两通道20-23(ib/S的NRZ信号转换为4个近似10(ib/S信号的电子装置包括一对EDC。35.根据权利要求M所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，每个20-23(ib/S光接收器包括光接收次组件(ROSA)。36.根据权利要求M所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，整个转发器/收发器容纳在CFP MSA封装中。37.两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，包括至少一个将5X 10(ib/S XFI接口转换为两通道27-28(ib/S差分编码的NRZ信号的电子装置；一对分别放大两通道27-28(ib/S的NRZ信号的驱动放大器，其中每个放大器的群延迟变化小得足以不会使27-28(ib/S的NRZ信号失真；一对接收放大信号并用作双二进制编码器的电子低通滤波器；一对将编码信号转换为具有两个不同波长的光信号的可调谐10(ib/S光发送器；合成由两个可调谐10(ib/S光发送器生成的两个波长的光合成器；分离从传输链路中收到的两个波长的光波长切分器；一对27-28(ib/S光接收器；以及至少一个将两通道27-28(ib/S的NRZ信号转换回5X 10(ib/S XFI接口的电子装置。38.根据权利要求37所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，电子装置具有足够的电缓存来处理两个20-28(ib/S通道之间的偏移。39.根据权利要求37所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，可调谐10(ib/S光发送器包括标准或小型化的集成可调谐激光器组件(ITLA)。40.根据权利要求37所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，可调谐10(ib/S光发送器包括可调谐或固定波长光发送次模块(TOSA)。41.根据权利要求37所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，每个可调谐10(ib/S光发送器包括零啁啾或预啁啾的铌酸锂，或hP，或基于聚合物的光调制ο42.根据权利要求37所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，光合成器是保偏光束合成器。43.根据权利要求37所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，光合成器是光耦合器。44.根据权利要求37所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，两个可调谐10(ib/S光发送器的光波长之间的信道间隔在19到25GHz之间。45.根据权利要求37所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，光波长切分器是周期为50或IOOGHz的1输入X 2输出的循环阵列波导。46.根据权利要求37所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，每个27-28(ib/S接收器包括至少一个27-28(ib/S电子色散补偿器(EDC)。47.根据权利要求37所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，将两通道27-28Gb/s的NRZ信号转换为5 X 10Gb/s XFI接口的电子装置包括一对27_28Gb/s 的 EDC。48.根据权利要求37所述的两载波光波分调制(WDM)转发器/收发器，其特征在于，每个20-23(ib/S光接收器包括光接收次组件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：温斯顿·I·卫，
申请(专利权)人：新飞通光电公司，
类型：发明
国别省市：