[00839518]SDH、DWDM系统10Gb/s光电收发器

项目简介：10Gb/s光电收发单元是当代光通信系统中技术含量较高的关键部件。近一、二十年来，国内外通信设备厂商和研究机构一直十分重视该项技术的研究工作。由于该部件全套技术的研究成本高，技术难度大，没有一家公司或研究结构能够独立完成全部元器件和模块的制造。在国外参与10Gb/s光电收发单元及其元器件生产的厂家有：Alcatel，Nortel，Lucent，Fujitsu，NTT，OKI，JDS，IOC，Cisco，Ericsson，AMCC，GIGA，Multiplex，Photoniko等等。在国内参与10Gb/s光电收发单元研制的单位有北京大学、华为、中兴和其他几家大学。其他大学研制的10Gb/s光电收发单元均采用的是LiNbO3调制器外调制技术，此种技术方案在北美已经退出了市场应用。预计在国内也将被EA调制器外调制技术取代。北京大学自1998年开始研制10Gb/s光电收发单元，已经研制出了采用LiNbO3调制器外调制技术和EA调制器外调制技术方案的两种10Gb/s光电收发单元，两种10Gb/s光电收发单元的技术指标都达到了当前国际先进水平。经过对这两种技术方案的全面测试和对比，可以肯定EA调制器外调制技术方案最终将全面取代其他外调制技术方案。这一结论与北美市场的反馈信息完全一致。该项技术相当成熟，在国内处于领先地位，在国际上也属于非常先进的技术。技术指标： 技术内容与技术特点：1.10Gb/s光信号的解调，10Gb/s光接收单元的功能是将高码率的光数字信号解调为电信号，其工作原理如以下框图所示：PIN或APD光电二极管将光信号转换为电信号，电信号经前置放大器和限幅放大器放大后输入时钟/数据再生电路，再生后的电信号可以按串行方式(10Gb/s)输出也可以经过解复用后按并行方式(16´622Mb/s)输出。10Gb/s光信号的解调技术已经比较成熟，所用IC器件国内外市场上都可以买到(目前交货周期较长)。10Gb/s光接收单元使用的IC器件有：GaAs场效应器件，硅双极晶体管器件和锗硅双极晶体管器件。GaAs场效应器件的主要技术指标较好，但成本较高。后两种器件的成本较低，技术指标正在逐步提高并逐步取代GaAs场效应器件。2.10Gb/s光信号的调制，10Gb/s光发射单元的功能是将高码率的电数字比特流调制到光载波上去，调制方式有直接调制和间接调制两类。以下表中列出了这两种调制方式的特点。根据北美市场的反馈消息，10Gb/s通信设备厂商比较欢迎采用直接调制方式和EA调制方式制造的10Gb/s光发射单元。主要原因是这两种10Gb/s光发射单元的使用方法简单，功耗小，体积小，成本低，能够满足各种传输距离的用途。EA外调制10Gb/s光发射单元工作原理如以下框图所示：DFB激光器的控制电路设计，EA调制器的工作状态设置是EA外调制10Gb/s光发射单元的技术关键和技术难点。技术指标：课题组已经开发制作出四种样机，其技术指标如下：A型样机(串行工作模式)技术指标注：以上指标符合或优于ITU-T规范，其他未注明指标均符合ITU-T规范。B型样机(并行工作模式)技术指标注：以上指标符合或优于ITU-T及MSA300PIN规范，其他指标均符合ITU-T规范。C型样机(串行工作模式)技术指标注：以上指标符合或优于ITU-T规范，其他未注明指标均符合ITU-T规范。D型样机(完成)技术指标注：以上指标符合或优于ITU-T及MSA300PIN规范，其他指标均符合ITU-T规范。应用说明：该项目成果可以用于SDH、DWDM光纤通信系统，按电口数据传输方式可分为串行和并行模式两个系列，按传输距离和传输速率可分为40公里、80公里、9.953Gb/s、10.709Gb/s等多种规格。其中并行工作方式10Gb/s光电收发器的电接口符合国际最新标准“MSA300PIN”技术要求。市场预测：近十年来，商业通信流量，出现了爆炸式的增长。通信流量的急剧增长，一方面给传统的光传输系统造成了很大的压力，迫使系统供应商增加带宽，减小网络的拥塞；另一方面它也带来了新的机遇，为新技术的采用敞开了大门。其中，光的高码率调制解调技术是最基本、最关键的技术之一。近三、四十年来，光的高码率调制解调技术已经从几十兆比特每秒发展到了四十吉比特每秒。其中2.5Gb/s的光调制解调技术已经相当成熟，10Gb/s的光调制解调技术已经开始进入商业应用。10Gb/s光传输系统在北美已经进入大规模商业应用阶段，而且最主要的应用领域是城域网。北美主要的通信设备制造商都开始推出装备10Gb/s光接口的SDH/SONET设备和IP路由器设备。在世界各地，已经有数十家厂商参与生产制造与10Gb/s光电收发单元有关的各类光电器件和10Gb/s光电收发单元。其中包括世界著名的大型企业：Alcatel，Nortel，Lucent，Fujitsu，Hitachi，NTT，OKI，JDS，等，以及众多新兴的高技术小企业：Multiplex，Photoniko等。尽管如此，在国际市场上制造10Gb/s光电收发单元的各类光电器件和10Gb/s光电收发单元都是供不应求，交货期很长。据Cisco公司技术人员介绍，预计该公司2001年仅在城域网路由器制造方面需要的10Gb/s光电收发单元就可能超过一千套。因此，本产品具有广阔的市场前景。 效益分析： 投资估算及人员需求。该成果产品的器件、加工成本约为5-6万元人民币，市场售价约为8-10万元人民币。一套主要调试、测试仪器设备需要投入约800-1000万元人民币。一套生产人员需要包括：电路调试、测试技术人员(大学本科~硕士)2-3人；机械设计工程师1人；电路板元件焊接技工1-2人。正常情况下每天可组装4-8件产品。正常情况下每天可组装4-8件产品。