文档介绍：可插拔相干光模块白皮书
 
   
 
 
 
 
 
 
 
     
 
 
 
 
 
导读
可插拔相干光模块经历了长时间的升级迭代，在现代远程光纤通信链路中发挥了重要作用。
用于DWDM提供DCI，城域和DWDM服务。
图2：在400G最佳领域出现的两个不同的DCO市场
在ZR，ZR+和OpenROADM中，城域传输、数据中心互连空间可能会进一步细分，尽管从中期来看，这些应用（基于QSFP-DD和OSFP等更紧凑的封装）将由用户使用一种类型的模块来解决，通过软件和固件启用可选操作模式。
客户光学设备通常使用简单的强度调制（传统上是NRZ –开/关键控– OOK），但随着400G的出现，PAM4调制在每通道50G及以上速率中普遍应用。相干调制利用光的相位和偏振来提供更高的调制能力，并且由于接收器具有相位和偏振态灵敏度，因此色散补偿也可以电器件执行。传统的调制将需要补偿40km以上距离的链路分散。传统客户光学器件中使用的简单强度调制非常直观，激光器（直接调制激光器——DML或通过外部调制激光器——EML）对其光强度进行调制，与数据保持一致。有时称为开关键控，OOK。目前的实际上限大约为50GHz，因此28Gbd和56Gbd（100G/通道）用于市场的批量生产（成本合理）的设备是可行的。已经证明了200Gb/通道的更高带宽，但是这些技术仍然比较新。
通过相干调制，可以利用光，偏振和相位的高级属性来提供更高的数据速率，但代价是发射器和接收器的复杂性更高。
图3：相干传输系统关键图示
典型的相干和DWDM系统使用1550nm波段，这是最小损耗的区域，因此适合更长距离传输。发射器激光器发出的光（通常是可调谐的，并且是集成可调谐激光器组件的一部分– ITLA）被分成两个路径，然后对每个路径进行相位调制（IQ调制），然后将两个路径重组为两个垂直偏振态。这种光子组件通常将高度集成，并可能利用硅光子技术来满足可插拔光学封装的密度，性能和价格要求。在大多数情况下，四个I/Q调制器将由集成在DSP中的高性能DAC驱动。这将执行一系列编码功能，包括成帧器，FEC和符号映射器，并且通常将成为IC的一部分，该IC还执行相干接收器功能。
现在经过相位，偏振和幅度调制的光信号（与更简单的客户端接口上的单幅值调制相反）沿着光纤链路传输，否则会受到衰减（损耗），色度和偏振色散以及其他影响会降低发射端光信噪比。
在接收器处，输入光信号被分离为垂直偏振态，然后被分成同相和正交（I＆Q）分量，然后在该分量中被另一个（可调谐）激光器进行异相处理，从而产生一个入射到光电探测器上的基带信号。然后，所产生的信号被DSP的接收器部分数字化处理，这将在下面进行详细描述。
可插拔相干光模块
大量网络设备具备可插拔模块插槽，CFP2系列在QSFP系列主导的电信应用中得到了广泛部署。由于对QSFP-DD的改进，OSFP在某些方面也获得了支持。
图4：QSFP-DD/OSFP/CFP2的可插拔封装
用于线路侧传输的相干可插拔模块比典型的可插拔客户端模块要灵活得多。在QSFP-DD等可插拔客户端模块中，我们通常在模块的入口和出口看到相同的信号结构。整个电接口（主机）和光接口（客户端）的帧和编码是一致的。相反，相干的应答器可能在主机端支持相同的结构，但是输出信号结构会非常不同（例如在ZR接口上使用C-FEC（级联FEC）的单载波相干DP-16QAM调制信号）。
客户端和线路端编码之间的显著差异会影响测试范围。在相干的CFP2-DCO应答器中，复杂度可能更高。在电信应用中，CFP2-DCO模块可以支持基于以太网和基于多服务的客户端。400GE，4x100GE对于以太网应用具有广泛的吸引力，而OTN和FlexO提供了满足多种服务需求的强大功能，这对于电信来说是重要的应用。
带宽还可以根据客户端的动态带宽需求进行扩展，例如nx100G以太网的可扩展性，可以从1到4个客户端扩展以填充400G。对于OTN主机信号，有多种选择：1或2*，或400G时编码为4**，具有不同的服务能力。提到的接口反映了较早的结构或较早的400G结构的迁移路径。
未来的OTN接口可以基于具有100G，200G或400G变体的FOIC（FlexO接口）技术。主机FOIC接口受KP4 FEC保护
表2：FOC标准
线路侧结构基于100G，200G和400G实体，但是不再有主机侧看到的混合结构。根据链路参数（例如损耗，光信号到噪声和色散），可以使用不同的FEC来匹配所需的编码增益，性能等。示例包括CFEC