我們利用20GHz單模短腔垂直腔面發(fā)射激光二極管（VCSEL）在1525nm的傳輸波長下，在長達1.6km的標準單模光纖（SSMF）上實現了84Gb/s的四電平脈沖幅度調制（PAM-4）。不同的均衡器方法，包括通用前饋均衡器（FFE）耿焊、非線性Volterra均衡器（NLVE）溪猿、Max似然序列估計器（MLSE）及其組合，評估其作為標準PAM-4或部分響應PAM-4信號的均衡器的工作效果。實驗證明，標準的FFE不足以實現>0.6km的傳輸距離，而使用NLVE或FFE+MLSE可以將傳輸距離提高到1km书斜。部分響應PAM-4FFE（PR-FFE）與短內存MLSE結合使用，能夠有效地平衡帶寬限制瞧哟，在1.6公里的傳輸距離上秘蛔，與標準NLVE或FFE+MLSE相比倦畅，BER提高了10倍以上。使用部分響應NLVE代替PR-FFE進一步提高了性能，在1.6km傳輸距離后俄删，BER低于KP4FEC閾值斜脂，BER限制為2E-4，允許無錯誤操作。
使用20GHzvcsel在1525nm波長上實現84Gb/sPAM-4在1.6kmSSMF-簡介
云應用、服務和基礎設施的大規(guī)模增長使數據中心IP流量的年增長率達到了25%。這種巨大的增長廣泛地推動了對更高數據速率的需求，以及新一代50Gb/s及以上的高速收發(fā)器的需求馅精。然而，數據中心的環(huán)境第队，特別是短距離應用，對成本缓醋、功耗和占用空間非常敏感，需要高容量、低成本和小尺寸的解決方案。
基于強度調制和直接檢測（IM/DD）的調制格式與數字信號處理和編碼相結合，將在未來的數據中心網絡中發(fā)揮重要作用，因為它們能夠提高頻譜效率，減少信道數无切，從而降低成本和功耗瘦锹。IEEE P802.3bs任務組標準化了四電平脈沖幅度調制（PAM-4），用于通過單模光纖（SMF）的下一代400Gbe傳輸。到目前為止鼠证，已經定義了三種光接口類別：超過500米的4×100Gb/s并行光纖傳輸（400GBASE-DR4）荠列，800GHz載波間隔的8×50Gb/s WDM傳輸，2公里（400GBASE-FR8）和10公里（400GBASE-LR8），所有這些都在1300nm傳輸窗口中。為了進一步降低成本河狐，第二代可能會在2公里和10公里的距離上使用四個波長碱鳞，每個波長100Gb/s崩泡。因此，需要開發(fā)新的組件和/或使用數字信號處理（DSP）來實現這樣的傳輸速度和范圍召耘。
表1 單模容器在1550nm和直接檢測下的透射記錄
*OH=所需FEC開銷
**BL&PL=位和功率加載
近年來衫贬，在開發(fā)下一代數據中心應用的長波高速垂直腔面發(fā)射激光器（VCSELs）方面葬毫，研究工作取得了穩(wěn)步進展。雖然VCSELs主要用于多模式應用，但其低功耗，占地面積小手销，易于集成以及高達80°C的非冷卻操作的可能性使其在長波的數據中心應用中也很有趣兽埃。此外售貌，與分布式反饋激光器（DFB）和Si PHotonics等競爭技術相比扯饶，VCSELs可能更便宜。使用1530nm的VCSEL和雙分導前饋預強調驅動器，在無錯誤運行下痕慢，在2km范圍內實現56Gb/s的不歸零（NRZ）。為了應用高階調制格式，需要前向糾錯（FEC）編碼巾表。有人在1530nm的18gHz帶寬VCSEL下，在高達2km的SSMF上展示了56Gb/sPAM-4吃既。假設硬判罰（HD）FEC為7%申鱼，需要在接收端進行強大的均衡溃槐。在2010年谣殊，還有人演示了56Gb/s的PAM-4蛇捌，誤碼率（BER）低于1E-6春贸，用于光學背靠背（b2b），由4分頻預強調驅動器和22GHz VCSEL在1533nm下啟用绳姨。我們演示了56Gb/s和84Gb/sPAM-4傳輸跪削，分別超過15km和1km的SSMF毫玖，使用18GHz長波長VCSEL在1525nm使用簡單的收發(fā)器DSP和假設HD-FEC，帶寬限制為3.8E-3址儒。與長波長VCSELs相結合的多載波格式也進行了研究喧伞。還有人演示了使用單個1550nm VCSEL實現高達115Gb/s（~95.8Gb/s凈速率）的離散多音（DMT）傳輸，假設HD-FEC開銷為20%，帶寬限制為1.5E-2肉拓。使用18GHzVCSEL驻售，在1530nm的傳輸波長下眶痰，在高達12km的SSMF上演示了56Gb/s的單邊帶DMT傳輸祟偷。再次假設7%FEC嵌施，BER限制為3.8E-3足淆。
然而，除了提到的VCSELs的優(yōu)點之外，這些出版物還揭示了在1550nm使用VCSELs的一些嚴重障礙秧廉。色散與VCSEL的頻率啁啾和低消光比（通常在3到5dB左右）相結合，導致功率預算緊張和傳輸距離短沧侥，在更高的數據速率下變得更糟。此外庭惜，VCSEL的非線性和22GHz左右的Max帶寬給系統(tǒng)帶來了進一步的挑戰(zhàn)节吮。因此，需要強大的信號處理/均衡，以允許使用VCSELs傳輸100Gb/s的數據速率煤禽，并實現經濟高效的高容量鏈路汁汗。本文利用基于Volterra定理和極大似然序列估計（MLSE）的非線性均衡擴展了中的結果忿墅。使用這種均衡技術，在傳輸波長為1525nm的20gGHzVCSEL下，在1.6km SSMF上演示了低于標準KP4fecc閾值的84Gb/sPAM-4的傳輸結果花嘶，其傳輸限制為2E-4喘沿。VCSEL基于Vertilas獨特的InP埋地隧道結（BTJ）設計哟冬，具有非常短的光學腔缕粹。
關于昊量光電：
上海昊量光電設備有限公司是光電產品專業(yè)代理商，產品包括各類激光器飒货、光電調制器皆撩、光學測量設備、光學元件等亚脆，涉及應用涵蓋了材料加工、光通訊瘸彤、生物醫(yī)療邻寿、科學研究、國防晴埂、量子光學专执、生物顯微案站、物聯傳感里伯、激光制造等强窖；可為客戶提供完整的設備安裝优幸，培訓，硬件開發(fā)物舒，軟件開發(fā)，系統(tǒng)集成等服務绍哎。
您可以通過我們昊量光電的官方網站www.wjjzl.com了解更多的產品信息蒋困，或直接來電咨詢4006-888-532村刨。
