[发明专利]300脚和CFP MSA模块中的40、50和100GB/S光收发器/转发器

说明书

相关申请

本申请要求享有于2009年9月16日提交的名称为“300脚和CFP MSA模块中的40、50以及100Gb/s光收发器/转发器”的美国临时专利申请No.61/242,807、于2009年5月20日提交的名称为“用于高容量升级的光网络结构和装置”的美国临时专利申请No.61/179,956以及于2009年6月11日提交的名称为“用于高容量升级的光网络结构和装置之第二部分”的美国临时专利申请No.61/186,325的优先权，对于任一目的来说，上述每一临时申请的全文均通过引用结合到本文中。

技术领域

本公开涉及基于光波分复用(WDM)的光通信。

背景技术

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40Gb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)40Gb/s NRZ(不归零)，(b)40Gb/s双二进制，(c)40Gb/s差分相移键控(DPSK)以及(d)2×20Gb/s差分四相相移键控(DQPSK)。40Gb/s NRZ具有大约2～10km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，40Gb/s DPSK和2×20Gb/s DQPSK都展现了良好的光信噪比(OSNR)性能。DPSK具有受限的CD和PMD容限，而DQPSK通过符号率减半而提高了CD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2×20Gb/s DQPSK需要热调谐相位解调器。40Gb/s双二进制、40Gb/s DPSK和2×20Gb/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2×20Gb/s带宽受限光双二进制(BL-ODB)。2×20Gb/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40Gb/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40Gb/s器件。

对40Gb/s双二进制数据使用结构更简单和更通用的10Gb/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40Gb/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。

发明内容

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2×20Gb/s带宽受限光双二进制(双BL-ODB)调制在光调制器中只使用一对10Gb/s光调制器来获得40、50Gb/s的传输速率，以及使用二对10Gb/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100Gb/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20～28Gb/s BL-ODB调制技术和10Gb/s光电调制器件来获得用于40、50、100Gb/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。