我們通過直接調(diào)制1.5μmVCSEL绩社，以33.35-Gbaud的3級(jí)信號(hào)和極化復(fù)用產(chǎn)生105.7Gb/s的信號(hào)摔蓝。通過數(shù)字相干檢測，我們成功地在960公里的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（SSMF）上傳輸了105.7Gb/s的線速率（88.10Gb/s的凈比特率）信號(hào)愉耙，其硬決策前向糾錯(cuò)（FEC）閾值為20%贮尉，誤碼率（BER）為1.5×10-2。
使用直接調(diào)制vcsel和相干探測龄毡，以105.7Gb/sPDM3-PAM傳輸960公里SSMF（1）-簡介
本文利用3-PAM調(diào)制吠卷、極化分復(fù)用和數(shù)字相干檢測锡垄，我們成功地在320公里SSMF上以7%硬決策FEC閾值（98.80Gb/s凈比特率）和960公里SSMF上以20%硬決策FEC閾值（88.10Gb/s凈比特率）分別傳輸了直接VCSEL調(diào)制產(chǎn)生的105.7Gb/s（原始線路速率）信號(hào)。與基于相位/正交調(diào)制器的相干發(fā)射機(jī)相比祭隔，基于VCSEL的發(fā)射機(jī)具有更小的外形货岭、更低的功耗和更低的成本路操。同時(shí)，通過消除頻率和相位恢復(fù)千贯，也可以降低相干接收端的DSP功率屯仗。通過結(jié)合VCSELs短距離通信的優(yōu)勢和遠(yuǎn)程傳輸?shù)膹?qiáng)大相干檢測，VCSEL發(fā)射器與相干接收器的組合可能非常適合100G城域網(wǎng)絡(luò)搔谴。
互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算應(yīng)用的快速發(fā)展對通信網(wǎng)絡(luò)的容量產(chǎn)生了巨大的需求魁袜。隨著光傳輸網(wǎng)絡(luò)中使用偏振分復(fù)用正交相移鍵控（PDM-QPSK）和數(shù)字相干檢測的100Gb/s技術(shù)的商業(yè)化和部署，以及400Gb/s和1Tb/s等更高比特率技術(shù)的發(fā)展敦第，在不久的將來峰弹，城域網(wǎng)絡(luò)也迫切需要從10Gb/s升級(jí)到100Gb/s及以上。數(shù)字相干檢測是實(shí)現(xiàn)高頻譜效率和網(wǎng)絡(luò)靈活性的一種方法芜果。與光傳輸網(wǎng)絡(luò)相比鞠呈，城域網(wǎng)絡(luò)對成本、占用空間和功耗更為敏感右钾。為了實(shí)現(xiàn)小尺寸蚁吝、低功耗和低成本的相干收發(fā)器，必須取得重大進(jìn)展舀射。
垂直腔面發(fā)射激光器（VCSELs）由于其成本窘茁、能源效率和占地面積而主導(dǎo)著短距離和低數(shù)據(jù)速率的應(yīng)用。大多數(shù)VCSEL工作在850nm后控，z高比特率已達(dá)到55Gb/s庙曙，主要針對鏈路長度小于100米的數(shù)據(jù)中心應(yīng)用。單模1.5μmVCSEL也取得了重大進(jìn)展浩淘。zui近新開發(fā)的單模1.5μmVCSEL在標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（SSMFs）上實(shí)現(xiàn)了40Gb/s的運(yùn)行和10Gb/s的Max傳輸距離100公里捌朴。zui近還演示了使用VCSEL直接調(diào)制的100Gb/s短距離鏈路，具有4級(jí)脈沖幅度調(diào)制（PAM）张抄，極化多路復(fù)用和直接檢測砂蔽，但僅實(shí)現(xiàn)了100m傳輸。一般認(rèn)為署惯，直接調(diào)制的VCSEL不適合在高數(shù)據(jù)速率下傳輸距離在100至1000公里之間的城域網(wǎng)絡(luò)左驾。
在本文中，我們演示了使用1.5μm直接調(diào)制VCSEL在960公里SSMF上傳輸100Gb/s信號(hào)极谊，旨在應(yīng)用于下一代100Gb/s城域網(wǎng)絡(luò)诡右。在如此高的數(shù)據(jù)速率下實(shí)現(xiàn)的傳輸距離是通過數(shù)字相干檢測、3-PAM調(diào)制和使用直接調(diào)制誘導(dǎo)啁啾來實(shí)現(xiàn)的轻猖。據(jù)我們所知帆吻，這是直接調(diào)制VCSEL實(shí)現(xiàn)的z長傳輸距離。該信號(hào)是通過驅(qū)動(dòng)單個(gè)VCSEL產(chǎn)生33.35Gbaud的3級(jí)信號(hào)（即達(dá)到52.86Gb/s）咙边，然后進(jìn)行極化多路復(fù)用來模擬兩個(gè)VCSEL在同一波長通道上傳輸105.70Gb/s的信號(hào)猜煮。在接收端次员，采用相干檢測提高系統(tǒng)性能，包括色散（CD）補(bǔ)償王带、偏振模色散（PMD）補(bǔ)償淑蔚、極化解復(fù)用和數(shù)字信號(hào)處理（DSP）的電子域失真補(bǔ)償。本文通過對實(shí)時(shí)數(shù)字采樣示波器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行脫機(jī)處理愕撰，實(shí)現(xiàn)了3-PAM信號(hào)的相干檢測刹衫。通過對現(xiàn)有成熟的相干PDM-QPSK接收機(jī)進(jìn)行改造，可以在實(shí)際系統(tǒng)中輕松實(shí)現(xiàn)搞挣。與基于相位/正交調(diào)制器的相干發(fā)射機(jī)相比绪妹，基于VCSEL的發(fā)射機(jī)具有更小的外形、更低的功耗和更低的成本柿究，因?yàn)樗枰偷尿?qū)動(dòng)電壓邮旷，不需要外部調(diào)制器和相關(guān)的光學(xué)元件。同時(shí)蝇摸，由于采用純強(qiáng)度調(diào)制婶肩，VCSEL的大線寬（>500MHz）對系統(tǒng)性能影響很小，并且在DSP中不需要載波頻率和相位恢復(fù)貌夕，進(jìn)一步降低了相干接收機(jī)的復(fù)雜度和功耗律歼。
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