光子集成和核心光传送网设备演进

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1、光子集成和核心光传送网设备演进（下）集成技术造就低成本宽带光电转换器件现在不仿看看电了系统的演进。过去电了系统的基木电路采用采用分立器件如电阻、电容、电感等。分立器件有什么问题呢？成木较高，比较容易失效，因为器件的数量比较多，系统体积较大，功耗也大。而一块很小集成电路（IC）芯片，将分立电子器件集成在一■起。IC出现以麻解决了以前基于分立器件系统相关的成木、体积、功率、功耗以及可靠性等问题，IC成为电子行业以及具他相关行业的核心支撑产业，在IC发展屮岀现了著名的摩尔定律。引入IC后的另一个标志性变化，电子

2、系统从模拟转向数字，从而支持更多的新型应用，比如笔记本电脑、于•机等等。数字意味着智能化、可管理性、可靠性等等。计算机处理数据必须基于数字的方式，语音、图彖正在从模拟转向数字，对于传输带宽，同样希望它转向数字的带宽管理。总之，集成有两人好处：1）低成木高性能的器件；2）新的系统应用。IC发展规律对光器件的发展会有如何启示呢？目前常规的WDM系统就是通过分立的光器件构造，显然存在同样的问题，包括成本、失效性、体积等，而且光纤连接头也很多。系统硬件成本的大部分体现在封装上。集成就为光器件成本降低提供了一个思路

3、，对于器件而言就是将各种功能的光器件的芯片水平上实现互连，最后再实现封装，这样一來，因为封装的减少，成本人大降低。集成在这里并非指单个波长而言，因为各种光器件芯片的材料不同，芯片集成在一起并非易事。此外，就整个系统而言，单波长集成的成木改善空间不大。多波长分立器件集成这一思路就是把多个波长的分立光器件集成在一起。举个例子，100G的传输木來需要采用10个波长的OTU,涉及10个激光器、10个调制器、10个波长锁定器、10个接收器件，述有分合波器。如果把10个波的发射和光合波器做到一起，或者将10个波的接收

4、和光分波器集成到一起，其中的好处就是光纤封装数量和跳线数量明显减少，成本和体积也明显降低。Infinera的PIC芯片就是采用这一模式。实现上述的想法并不简单。把有源器件和无源器件集成在一起，即所谓光电混合集成（OEIC）问题，是集成光学界长期希與解决的问题。因为有源器件如激光器材料，调制器以及复川器的材料都不相同，如激光器一般采川GaAs或InP作为衬底材料，而阵列波导光栅（AWG）一般采用Si/SO2作为衬底材料。实现低成本光电转换是治愈解决光网络痼疾的良药如果把10个波的发射和光复用器做到一起，或者

5、将10个波的接收和光解复用器集成到一起，对系统设备冇何影响呢？首先，容量升级的模式改变了，一次升级100G：第二，光复用模式发生变化，过去40波一次集中复用/解复用的模式发生改变，即出现二次波段复用概念。如來光集成技术带來的变化仅限于上述两点的话，其影响还谈不上对设备型态产生跳跃式。为了了解这技术或器件对系统设备的深刻影响，我们先从光和电的特点谈起。用WDM之父厉鼎毅先生的话说：光最大的优势就是在光纤中的容量优势，这是其他方式如同轴电缆或微波通信无法比拟的，而WDM技术恰好充分挖掘了这一技术优势。与电了器

6、件优异的信息处理功能相比，由于缺少相应的逻辑器件和存储器件，光在信息处理上就相形见细了。从网络应用角度，光传送网无非需要解决三个基木问题：第一是传输能力，即点对点的传输能力，WDM技术在这点上优势明显；其次是交换能力，即业务疏理和业务上下能力，或者说带宽管理能力；其三是智能化，解决端对端业务配置以及光层的纶存性。体现在网络解决方案上，这种能力综合在一起就是所谓节点技术或节点解决方案。目前，需要至少2种以上的设备来完成节点的业务调度。现在我国绝人部分的省际传送网都是采用WDM设备+棊于SDH的DCS设备或中

7、继OTU的方式：传输采用WDM实现节点之间的传送，基于VO4的交叉来完成业务调度和保护。如果需要考虑智能特性，则需要采用所谓ASON设备来替代DCS设备，确切的说，基于SDH的ASON设备，其业务交叉颗粒度还是155M。对于IP业务，其颗粒度至少在2.5G以上，显然这种解决方案存在天然缺陷。而且，由于在光层没有恢复功能，WDM组网问题还是光网络长期未能治愈的痼疾。相比之下，SDH却是完善的网络解决技术，其中的关键是其节点采用数字节点技术，传输完成后完全进行光电转换，在电域完成业务调度后，在回到光域传输。所

8、以要解决WDM的组网问题，述是耍采用数字节点技术，即在电域进行数字带宽管理。而实现这一点，低成木的宽带0E0转换器件就十分关键，因为如果采用基于单个波长的OTU技术，其成本无法接受。图2很形象给出如何基于光集成技术定义一种新的设备型态，一种全新网络解决方案。光子集成技术的直接产物是低成本多波长OEO转换器件，这就是实现WDM数字节点的基础。对于传输能力來说，首先WDM传输需要OTU成本明显降低，而H.rtl于数字节点Z间的光链