世界光纤通信技术新进展

世界光纤通信技术新进展第一页，共35页。第三次工业革命（信息技术+绿色能源）Internet信息技术机械化电气化信息化2第二页，共35页。传输系统3第三页，共35页。102.3Tb/s传输240kmPDP5C.3NTT距离： 3x80km谱效率： 9.1b/s/Hz调制： 224-WDM +64-QAM +PDMWDM3-中继相干接收QAMPDM接收：相干接收4第四页，共35页。8QAM002相键控4相键控001110013/8

-/8/8-3/8

PSKQAM正交节省带宽OOFDM光调制20GHz光20GHz用1个LD产生多光通道高频率电磁波磁力线电力线磁力线电力线磁力线电力线偏振片高频率电磁波磁力线电力线PDMQPSK谱线狭，节省带宽信号的谱线5第五页，共35页。9376km传输9x112Gb/s激光器线宽：0.1nm本地LD线宽：100HzULAF光纤：

芯面积120µm2损失0.185dB/km色散20ps/km，色散斜率0.08ps/nm2/kmOTh3A.2-KDD中继CO-相关光正交；PS-相移二种调制方式：PS-CO-OFDM；FSK-CO-OFDMCO-OFDMPS-CO-OFDMFSK-CO-OFDM误码率112Gb/s好处6第六页，共35页。64x43Gb/s无中继传输468kmOTu2A.5-BellRamanFiberLaser：波长1276nm，功率6.3W光纤线路：总损失76.1dB（色散补偿）传输：64x43Gb/s=2.6Tb/s采用遥光泵放大ROPA(EYDFA)E-PSCF：enhanced-PSCF波长~光功率7第七页，共35页。100Gb/s现场实验线路100Gb/s和10Gb/s在线系统复用NTh1I.2-BT地点：

LondonAdastral公园—BT塔（环回）传输距离：

769km（和现有10Gb/s复用）误码：<10-6DCM：数字通信复用效果系统8第八页，共35页。单波长100Gb/s

3760kmROADM商用系统色散补偿：总60000ps/nmROADM：10个PDP5D.4AT&T系统：100Gb/s单波长-1543.73nm-PM-DQPSK，相干100Gb/s发收原有40Gb/s-WDM中，加入100Gb/s9第九页，共35页。250Gb/s实时传输6000km光纤线路：25spansSMF23spansLeaf16spansTure-WaveRS共计：6042kmPDP5D.5CanadaTCM：TrellisCodeModulation格状码调制ASIC10第十页，共35页。231.5Gb/sPDM-OFDM

高谱效11.15b/s/HzPDP5B.3Bell调制方式：CO-OFDM相干光正交频分复用-1波长256-QAM，256-IPM(MZM)光纤损失：0.185dB/km传输距离：800km2x(4Raman+1EDFA放大)PDM：polardivisionmultiplexIPM：interativepolarmodulation反复极化调制DAC：digitalanalogconverter数模变换ULAF：ultralargeareafiber超大面积光纤信号频谱800km，N=211第十一页，共35页。3芯光纤传输

4300

km-环测波长：1550nm段。光纤长度：60km（71环）。（环测没有光纤连接对准的困难）PDP5C.2BellAlcatel环测监测系统12第十二页，共35页。短距离无接续问题多芯光纤是否可实用19芯光纤传输305Tb/s-10米传输距离：10.1kmPDP5C.1Furukawa调节偏转菱镜对准MCF某芯19x100x2x86Gb/s=326800Gb/s=326.8Tb/s芯波长偏振单路信号

100波长的串扰传输光纤参数13第十三页，共35页。Raman光功率：600mW，=1240nm和1490nm/QD-LD有Raman无Raman上行信号的误码性能50km传输Raman放大-GPON1:256NTu1J.3-BT电信局Raman商用模块=1240nm,600mW——有Raman放大——上行容许线路损失：29.7dB下行容许线路损失：40dB（相当PON分比1：256）注：图中没有示出PON的分比14第十四页，共35页。下一代OTN有标准NTu2T.3-NTT下一代OTN-400Gb/sOTN传送Ethernet的演进2012

各种PONTDMA-PONFDM-PONOFDM-PONWDM-PONWDM-PON/WS-ODN(colorlessorcolored)包括：各PON的混合

NG-PON2馈线容量>240Gb/s用户下行：1Gb/s用户上行：500Mb/s15第十五页，共35页。家庭区域网络HAN(HAN：homeareanetwork)HVAC：Heating,VentilationandAirConditioningWhiteGoods：大型家用电器暖气通风和空调安全系统厨房设备大型家用电器亮度控制喷灌系统能源管理16第十六页，共35页。GSM无线远程抄表和GSM/GPRS移动传输到计量站智能电网和物联网家庭数据的联网发电配电分布能源可更新微电站公共设施广域网城域网家域网17第十七页，共35页。数据集中典型装置（TypicalDataConcentratorSetup）集中器AC电力线无线连接18第十八页，共35页。OTu1H.1-NTT用相位噪声补偿（PNC）技术可得到2cm/40km的分辨率DCN：数据通信网RTT：roundtriptime往返时间光纤线路故障定位光纤现场维护管理远端测试系统测试地段OTDR+ONU-MAC地址确定故障位置OTDR不同分支的定位发收19第十九页，共35页。欧洲的家庭网络/有线+无线NTh1D.1-NetherlandsCAT5E：coaxialcablePLCMediac：多媒体建设（包括设备）UWB：超宽带DMT：离散多载波室内采用无线传输包括2种技术：UWB：带宽0.8~1.4GHzDMT：可用带宽1.3GHzGI-POF：长50米（1mm芯直径），带宽1.3GHz，VCSEL：=667nm，256子载波，QAM-32，有线+无线建设成本功率消耗长期成本比较——结论——POF-双向共享建设+长期成本最低铜缆，POF，单、多模光纤比较大楼采用WDM20第二十页，共35页。Now

American

Life互联网IPv4IPv6用户带宽10Mb/s云计算普遍应用物联网GooleTVAppleTV双向互动iPad远程控制家电和安全监测Mall21第二十一页，共35页。器件、模块

和

光纤22第二十二页，共35页。波长可调激光器（双环谐振）WDM-PON的ONU上行需要波长可调激光器（双环谐振）波长可调激光器（双环谐振）ONUNTh3E.4-Gloogle参数：PON-FTTH：用户带宽1Gb/sAWG：工作温度-40~+85oCRN远程节点：WDM-splitter波长可调激光器可解决WDM用户的光源备份需要23第二十三页，共35页。112Gb/sDP-QPSK-InP调制器PDP5A.9NTT尺寸：50x13mm工作机理：4subMZMs工作波长：1530nm带宽：112Gb/s-2偏振调制电压：3Vpp消光比：

>20dB频谱特性模块InP调制器偏振旋转+偏振合成24第二十四页，共35页。Polymer100Gb/s电光调制器调制格式：NRZ-OOKNRZ-DPSK调制速率：>100Gb/s调制技术：MZMOW4F.1-Uni.S.California100Gb/s光信号眼图补充参阅：OFC’2011,PaperJThA30.插入损失25第二十五页，共35页。OW1I.2-北京邮电大学采用“平行对MZ调制器”(Dualparallel)使脉冲变狭，用插入4个40Gb/s生成160Gb/s，和解调为40Gb/s输入输出光脉冲（变狭）160Gb/sDQPSK解调器160GB/S40GB/S光狭脉冲产生平行对调制器160Gb/s生成发收系统x44发收26第二十六页，共35页。高灵

敏度

调制

方式用途（m-PPM）太空通信：40万公里，跨距损失60~90dB无中继通信-海底通信：6.23Gb/s，370km跨距损失71.7dB大分比PON：1/1024，灵敏度4光子/毕特（BER2x10-2） 1/2048，灵敏度2光子/毕特（BER2x10-2）OW3H.6-Bellm-PPM：m-arypulsepositionmodulationPQ-4PPM/FSK编码原理4-PPM：有4个脉冲位置不同的脉位表示不同的2个星座组合如：脉位1表示星座组合各种调制方法信号的谱宽和灵敏度灵敏度最高PPB：photonsperbit-每毕特光子数每毕特光子数27第二十七页，共35页。224G/s实时发送机MC-OQAM：Multicarrieroffsetquadratureamplitudemodulation多载波补偿正交幅度调制OM2H.2Alcatel-Lucent采用MC-OQAM多载波补偿正交幅度调制。特点：子载波（subcarrier）的间隔等于符号率（symbolrate）好处：避免邻道干扰；可采用FPGA集成硬件，实现实时FPGA驱动6bit的2个DAC（工作在32Gb/s）28第二十八页，共35页。NTu1F.3-NEC多运行商接口采用OTU4日本E-NNI现场试验2009ITU-TG.709：

OTN的100Gb/s接口是OTU4云计算网络中会有多运行商的网络，需要连接外-网络-网络接口示意29第二十九页，共35页。100GDWDM收发信机产品参数：波长可调范围：C或L波段谱线<100kHz功耗：3.5W功率可调：6dB小信号信噪比>45dBOclaro公司和Finisar公司30第三十页，共35页。烽火通信100G传送平台FONST5000：交叉容量6.48T/3.24Tbit/sFONST4000：交叉容量3.84Tbit/sFONST3000：交叉容量2.88T/720Gbit/sFONST50001045×496×570mmFONST40001042×496×285

mmFONST3000947×496×285mm31第三十一页，共35页。3M和1024QAM3M：QAM多电平调制，mimo多进多出的模分复用，多芯光纤模分复用mimo传输多芯光纤OTu1D.1-Univ.Tohoku(日)QAMExa：1015千千兆Eb/Nb：信噪比1024QAM：频谱效率~8bit/s/Hz，误码率~10-3误码率/信噪比频谱效率/信噪比1024QAM32第三十二页，共35页。LSC‘s：luminescentsolarconcentratorfabrics太阳能织物带集中器OM3D3-USA太阳能织物带集中器LSC’s光电变换器光方向连接太阳能电池——制作衣服发电和充电33第三十三页，共35页。——总结——系统：

最大容量：达到102Tb/s，传输240km-NTT（101.7Tb/s传输3x55km-NEC2011）长距离：9376km传输9x112Gb/s-KDD（10181km，40x117.6Gb/s

-NEC）实时传输：250Gb/s，6000km，有ROADM–Canada现场传输：21Tb/s，1503k