可应用于数据中心的快速、高容量的光纤传输系统

几年前实验室中证明的一种“离线”信号传输机制，现在已实现成为实时的双向传输系统。将于3月15日在加利福尼亚圣地亚哥举行在光纤通信最最重要的年度盛会OFC 2018会议上，来自诺基亚的一个研究团队将报告实时双向传输系统，具有78交错，每个通道具有400千兆比特每秒（Gb/s）传输速度，且具有31.2 Tb/s的光纤容量。

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上图所示是一种双向传输模型，用相同的90公里光纤，其中正反向均为400 Gb / s通道，具有相同的50千兆赫的网格间隔，实现方向相反的传输。图片来源：诺基亚

在大多数应用中，两倍于200 Gb / s标准速率，C波段信号在一个90公里长单模光纤上传输。这样高的传输容量和传输速率将为当前数据中心互连提供一个特别有吸引力的容量，附近的数据中心可以被耦合在一起形成一个更大的中心。

从根本上讲，增加数据中心容量的方法有两种：要么通过并行光线的数量增加数据容量，要么通过现有的光纤增加传输的数据量。虽然使用附加纤维是一种更直接的方法（特别是对于通常租用光纤使用的数据中心），它在价格和功耗方面都很昂贵。

也许并不奇怪的是，人们对如何提高已经使用的光纤的传输能力有很大的兴趣。作为多路复用器（将多个信号组合成一个的设备）和应答器变得更加复杂，现有的信号编码/解码过程也变得更加复杂。波分复用（WDM）信号的当前标准，例如，可以组合多达96个通道在C波段。

通过原理实验的离线论证，首先论证了高容量、无差错的400／s波分复用传输以极高的频谱利用率来提高光纤的容量。虽然这并不是第一次实时实现400 Gb / s通道，但它是第一个成功的，每秒每赫兹8个比特位的频谱效率令人印象深刻。

“在过去的三年里，到目前为止已经有三个不同的公司已经证明了一个实时的400 Gb / s的转发器，但我们是唯一的报告400 Gb/s这样高的频谱效率，”Thierry Zami说，他领导了整个团队的工作。“频谱效率使我们能够提供相当大的光纤容量。因此，在这种情况下，我们可以实现31.2 TB / s，但在实践中，没有限制在我们的实验室中的加载通道的数量，我们可以在整个C波段达到约38 TB。这真是一个创新点。”

除了使用实时的、商用的转发器外，安装还使用了符合当前网络标准的组件。经过测试，单向传输的配置，Zami和他的团队想进一步提高Q2的值，它代表了信号噪声功率比。

“我们要保持简单的放大是很重要的，只是基于掺铒光纤放大器，并使用标准的光纤，”Zami说。“为了增加单向设置所观察到的系统边距，我们可以决定进行相同的单向实验，比如稍微大一些的通道间隔。但是我们没有这样做，因为我们希望尽可能保持标准网格的标准。”

该小组开发了一种双向传输装置，设置了相同的90公里光纤，其中偶数和奇数通道速率为400 Gb / s，具有相同的50千兆赫网格间隔，以相反的方向传输。对于这种配置，他们测量Q2的边距至少是单向版本的两倍。由于它使用了两个100 GHz间隔的多路复用器来产生50 GHz的信道间隔，与单向系统的50 GHz多路复用器不同，它可以从更广泛的滤波中受益，从而表现出更好的频率失谐容忍度。

原文来源：https://phys.org/news/2018-03-fast-high-capacity-fiber-transmission.html（实验帮译）

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