SFP トランシーバーを使用した波長変換により光信号の拡張が可能

BTI フォトニックシステムズ、オタワ、カナダ

Small Form Factor Pluggable (SFP) トランシーバに基づく光-電気-光 (OEO) 波長変換 (WT) は、メトロ光ネットワークアプリケーションへの関心が高まっています。国際電気通信連合 (ITU) の波長をサポートしていない従来の光機器と接続する場合に、柔軟で低コストのソリューションを提供します。 WT は、入力光信号の動作波長を、より低い減衰またはより低い分散ペナルティによってより長い到達距離を可能にする波長に変更することにより、光システムのパフォーマンスを向上させます。

WT はプロトコルに依存しないことに加えて、より狭い線幅の光源を導入し、より適切な分散管理を通じて光リンクを拡張する機会を提供します。これは、リンク拡張が必要な、1300 nm システムで動作する OC-48 などの高速システムに特に役立ちます。マルチモードファイバ上で動作する 850 nm のデータ通信信号は、システムが 1550 nm のシングルモードファイバ上で動作できるようにする WT からも利益を得て、マルチモード分散を排除します。

WT を可能にした主なコンポーネントは、トランスミッター、レシーバー、マイクロコントローラーで構成される SFP トランシーバーです。送信モジュールは、レーザーと、熱電冷却器 (TEC) を含むレーザー駆動回路で構成されます。レーザーは、1480 nm ～ 1580 nm (通常は 1550 nm) の範囲の中心波長を持つ非冷却シングルモード分布帰還 (DFB) レーザーです。粗波長分割多重 (CWDM)、ITU グリッド波長、ITU グリッド上の 100 GHz 間隔にピークの中心がある波長の冷却 DFB レーザー。 1310 nm マルチモードファブリペロー (FP) レーザー。またはマルチモード 850 nm 垂直共振器面発光レーザー (VCSEL)。

レシーバーは、リンクバジェットに応じて、トランスインピーダンスアンプ (TIA) と制限ポストアンプを備えた PIN または APD ベースのモジュールです。 WT 後に達成可能なリンク到達距離は送信機と受信機の両方の機能であり、短距離 (最大 10 km)、中間距離 (最大 60 km)、長距離 (最大 100 km)、または拡張距離 (最大 160 km) になります。）。

現在、ほとんどの SFP トランシーバーは、モジュールのコンプライアンスと互換性を保証するために、多くのベンダーが署名したマルチソース契約 (MSA) に準拠しています。これらのトランシーバは、3.3 V の単一電源を使用して消費電力を最小限に抑えるホットスワップ可能なモジュールを提供します。

SFP トランシーバは、ノンリターントゥゼロ (NRZ) エンコードされた光信号を受信し、それを低ノイズ CML (電流モードロジック) または LVPECL (低電圧正基準エミッタ結合ロジック) と互換性のある電気信号に変換します。トランスミッタは、CML または LVPECL の両方の入力データレベルと互換性があります。 SFP トランシーバーには、送信機と受信機のステータスを報告するデジタル診断機能が組み込まれています。 50 MHz ～ 2.7 GHz のデータレートで使用でき、データコム製品に加えて、SONET、ギガビットイーサネット、ファイバチャネルもサポートします。データコム SFP トランシーバーは、IEEE 標準 (ギガビットイーサネット 802.3) または米国規格協会 (ANSI) のファイバーチャネル、FC-PI 仕様を満たしている必要があります。 SONET プロトコル SFP トランシーバーは、Telcordia の認定要件を満たしている必要があります。

図 1 は、リモートサイトに送信するために 850 nm TDM 信号を 1550 nm 信号に変換するために使用される WT のブロック図を示しています。 850 nm 信号は、200 MHz キロメートル離れた別のネットワークサイトに送信する必要がある、200 MHz キロメートルのマルチモードファイバー上の 1 Gb/s データ信号である可能性があります。 850 nm への変換は、ITUgrid 上の 1550 nm の TDM 信号、CWDM 波長、または DWDM (高密度波長分割多重) 波長に行うことができます。システムの選択は、サイト間の距離、ビットレート、予算を考慮して決まります。

波長変換と再生成は、ネットワークのアップグレードにおける損失と分散の制限を克服するために、リンク拡張に応用できます。たとえば、1310 nm のレガシーネットワークを DWDM ネットワークに変換すると、電気多重化やより高いビットレートの信号の送信に頼ることなく、リンク容量とネットワーク管理が向上します。リンク容量は、異なるファイバ内の多くの 1310 nm 信号を、対応する数の 1550 nm DWDM チャネルに変換することによって増加します。各チャネルは元の信号ビットレートで動作します。これらのチャネルは、単一のファイバに光学的に多重化され、再構成可能などの現在のテクノロジーを使用して管理できます。マルチプレクサの追加/削除（ROADM）。