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标题: 100Gbps的备选方案—OFDM [打印本页]

作者: update 时间: 2010-11-25 09:36
标题: 100Gbps的备选方案—OFDM
作者：Stephen Hardy，《Lightwave》总编

正交频分复用（OFDM）是无线和铜缆通信的常用格式。难道它不能被用在光通信中吗？如果有公司致力于此，则很快就能。

正交频分复用（OFDM）不是新技术，而是无线和铜缆网络中的常见技术，即使在光通信领域它也不是新概念，在光通信泡沫期它就被Kestrel Solution和Centerpoint Broadband Technologies提出来了。目前它的新颖之处在于在面临100Gbps传输需求时，被作为传统开关键控（OOK）的替代技术。它和数字信号处理技术一起发展，创造了巨大的可能性，意味着光OFDM的时代即将来临。

OFDM需要将业务流编码到多个载波中。在光层面，调制器将加载平行的数据信道，应用反向快速傅立叶变换产生正交幅度调制（QAM）的载波。这些载波可以和WDM兼容，在C波段传输。当在终端接收后，快速傅立叶变换可将不同载波分离。

将波形分成多个载波减少了每个载波包含的信息。由于色度色散等导致的信号损伤随着比特率而增加，每个100Gbps信号分裂成不同载波将意味着对于单个载波的损伤减小。

另外，OFDM的频谱比起其它技术更集中，频率效率较高。该特性使得OFDM信号可以安全地通过级联滤波器。倡导者声称“好比经过了一排光上下复用器件”，它比起传统信号更纯净。

倡导者还声称：高频谱利用率和更小的损伤意味着可以传输更长距离和减少网络成本。这当然是诸如Kestrel和Centerpoint等公司在本世纪初的理念——不幸的是，它们失败了。然而，OpVista（www.opvista.com）目前在它的40Gbps和100Gbps密集多载波技术中使用了多载波，尽管它们的技术并非完全基于OFDM，但至少很类似。

更多的载波Qmk光波通信
Kestrel和Centerpoint采用了相对较少的载波——少于10个。当今的OFDM领军者，以澳大利亚的创业公司Ofidium（www.ofidium.com）为例，则为100Gbps勾画了更宏伟的蓝图。Qmk光波通信
Ofidium公司CEO Jonathan Lacey声称：“OFDM技术的能力仅在采用很多载波时才会凸现”，他补充到“很多”可能意味者好几百。

Lacey称：该思路来自于某一次在Monash大学，一名员工对公司合伙人Arthur Lacey的挑战，Lacey问道：“这个技术在其它传输介质中如此引人注目和重要，为什么不能用在光通信领域？”

他承认，答案在于：Ofidium的技术路线——相干检测双极化OFDM——和相干检测双极化四相相移键控（DP-QPSK）的复杂度相当，而后者已在光互联论坛（OIF; www.oiforum.org）中被认证为100Gbps的工业标准。Ofidium的光OFDM实际上和DP-QPSK有很大的相似之处。

Lacey说：“我们也会采用我们竞争者用的类似的光学和光电子元器件，都是光互联论坛认证的标准元器件。”

光OFDM，和DP-QPSK类似，将需要从模拟到数字的转换，接着以目前能达到的速率转换回来，而区别在于“近复域”和“复域”的差异。

Lacey称：“其它技术需要的转换速率是我们技术的1.5倍，当然，我们也需要高速转换器，但比其它人的要低。”

因此，当采用DP-QPSK技术的公司在等待高速商用处理器的时候，Ofidium已经找到了供货商。该公司去年三月声称它们将在产品中以收发机的形式采用德国公司Micram（www.micram.com）的VEGA信号转换线。

采用诸如Micram转换器等商用元器件奠定了Ofidium技术路线的基石。Lacey称：“我们的关键贡献在于模块的架构和产生OFDM信号以及在远端检测它的数字信号处理算法。在以后的工作中，无论是电子器件还是光学器件，我们都尽可能应用商用元器件。”

Lacey承认，产品还需要再等两年时间。公司目前正按照Lacey“工程检验”的理念前进，说明这不仅是一项物理实验，Ofidium可以利用目前的电子和光学器件制造出产品。Lacey希望目前的努力可以延续到明年，产品原型将在2011年出炉。

时机刚刚好？Qmk光波通信
模块市场分析公司LightCounting的分析师Roy Rubenstein指出，100Gbps光收发器市场在2012年之前大概不会产生，这意味着Ofidium的时机恰到好处。然而考虑到DP-QPSK的推迟，Rubenstein也不是十分确定。

他这样评论OFDM：“当速率达到100Gbps甚至更高时，它存在更多机会。它可能成为第二代技术的备选方案——正如目前的40Gbps有多套方案——它在受OIF左右的100Gbps技术中，将有更多的表现机会。”

当然，另一个问题是Ofidium自身能给OFDM带来多少关注度。Rubenstein称：“你还需要拉拢更多的人。Ofidium或被某个大系统厂商收购，或者某个大系统厂商也开始追踪该技术。他们都在实验室里进行这方面的研究，但他们看得更远。”

Rubenstein总结到：“问题是该技术何时能够被平台商关注，抑或它联合了某大厂商，抑或大厂商自己开始发展——才能认定OFDM有前途。我想它还是有的，只是现在这样说为时过早。”

Orange实验室在研究接入网中的OFDMQmk光波通信
在大家总认为OFDM会用在高速长距离网络中时，其实OFDM也可以用在其它领域中。例如法国电信Orange实验室已经在研究将OFDM应用在下一代接入网中。

Orange实验室的研究工程师Naceena Genay称，接入网中的OFDM和长途网类似（Orange实验室的另一个OFDM研究组致力于此）。她称，削弱了色散的影响“可将接入网的传输距离再拓展20至50公里，还可以增加比特率，而且受色散影响很小”。

由于对元器件带宽的要求降低，OFDM谱效率也在接入应用中有很大优势，Genay称：“这意味着你可以应用低成本的元器件，例如VCSEL或不满足10Gbps传输要求的DFB光源”

IEEE和FSAN目前规划了10Gbps PON的标准。然而Orange实验室已经开始研究用OFDM传更高速率，包括40Gbps，这项研究采用了3S Photonics（www.3sphotonics.com）的光器件。

3S Photonics的泵源和激光器项目经理Emmanuel Gerard和激光器产品线经理Pierre Wolkowicz称，法国公司也在开发OFDM发送机和接收机。他们说，这种直调激光器有四方面要求：高输出功率、良好的相对强度噪声特性、宽带宽以及超高线性度。一般需要8至10dBm输出功率、-150dB/Hz噪声、10GHz带宽和低于-60dBm的三阶互调制失真。

接收机也需要满足类似参数。3S Photonics已经开始卖出激光器样品，09年9月开始出售接收机样品。

Genay称，Orange实验室的工作已经展示了OFDM的潜力。如白光ONT，利用远端调制和反射调制的实验中，OFDM比NRZ的性能更好。Genay称：“我们看到在远端调制双向链路中，OFDM受光纤后向瑞利散射的影响更小”。Orange实验室还展示了应用OFDM在PON网络架构中实现100公里传输。

Orange实验室和3S Photonics将在名为EPOD的PON项目中合作。受法国国家研究机构资助，EPOD将研究利用OFDM将PON的传输距离延长到200至300公里，他们在学术领域的合作伙伴包括LISIF和Limoges/CNRS大学。该项目去年二月启动，为期24个月。

作者: ychao86 时间: 2011-2-28 17:33

作者: frankzhou 时间: 2011-3-4 16:08
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