100Gb/400Gb相干接收机

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一、产品介绍

R413是一款O / E仪器,旨在将双偏振IQ光信号转换为四个差分RF信号。这款19英寸机架式仪器涵盖标准相干数字调制格式,如100 Gbps DP-QPSK400 Gbps DP-16QAM(带副载波),以及模拟应用,如超快速激光雷达。这种仪器也有单一偏振格式。

R413为平衡接收机提供了几个用户可调的特性,如射频增益、带宽和工作方式(AGC或手动增益控制)。每个接收机可以通过以太网或虚拟COM端口使用SCPI编程接口进行独立控制。此外,还可以使用SCPI命令对平衡接收机的直流光电流和射频输出峰值检测进行监测。

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二、产品特点

l  易于使用、物联网兼容的实验室仪器

l  匹配良好的勇者平衡PIN/TIA光接收器

l  集成双偏振或单偏振90°权威混频器

l  两种操作模式:自动和手动增益控制

l  所有通道均可独立调差分增益

l  可独立调整所有通道的RF带宽

 

三、产品应用:

l  双偏振I/Q发射机测试

l  内部链接测试

l  高速ADC(模数转换器)DSP(数字信号处理器)的开发

l  相干激光雷达

l  光遥感天线

四、框图:

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五、产品参数

参数

最小值

典型值

最大值

单位

波长

C-波段

1527


1567

nm

波特率


25

32

Gbaud

光信号输入功率

-18


0

dBm

本振光输入功率

+3


+16

dBm

光灵敏度(32Gb/s,BER=1e-12,231-1 PRBS,LO=+12dBm)


-18


dBm

共模抑制比信号I&Q(CMRRDC)


-20


dB

共模抑制比信号I&Q(CMR22GHz)


-16


dB

共模抑制比LO/I&Q(CMRDC)


-12


dB

共模抑制比LOI&Q(CMR22GHz)


-10


dB

混合相位误差

-5

±2

+5

deg

偏振消光比

20



dB

偏斜:p,n


2


ps

信道偏斜



10

ps

光回损

27



dB

低频截止(-3dB)


50

100

KHz

最大可调带宽(-3dB)


20


GHz

最小可调带宽(-3dB)


7


GHz

最大可调差分跨阻增益


4600


Ohms

最小可调差分跨阻增益


50


Ohms

手动增益的最大差分输出摆幅


1300


mVp-p

1GHz时的总谐波失真


5


%


最大额定值

参数

最小值

最大值

单位

工作温度

+10

+40

°C

储存温度

0

+60

°C

总光输入功率损伤(信号+ LO


+17

dBm

六、操作理论:

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上图显示了作为双偏振相干接收机输入的DP-QPSK信号。

权威同相(I)和正交相(Q)以及两个正交偏振XY的组合形成了XIXQYIYQ信号的组合。偏振分束器将这两种偏振态分成XY通道。相对于本地振荡器(LO)的相位建立每个偏振的IQ通道,其中Q通道的相位与LO的关系比I通道提前或延迟90度。XI电压随着ILO相形成相长干涉而增加。对于XQYIYQ也是如此。利用这一原理,LO相位为I&Q数据信道的解调提供了参考。

类似地,可以使用单偏振相干接收机将单偏振信号解调为同相和正交光通道,如下所示。对于给定的LO功率水平,这种配置提供的相干增益比双极化相干接收器高3 dB。请注意,LO光输入是使用标准单模勇者提供的。因此,信号和LO的偏振态必须在外部对齐。

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有关相干调制格式的进一步阅读,请参阅:

【1】Abhay M. Joshi, Shubhashish Datta, and Andrew Crawford, “Next-Gen Communications Fiber: Multilevel Modulation Formats Push Capacities Beyond 100 Gbit/s (2012),” Laser Focus World, 48, 2, 58–63 (2012).

【2】OIF “Implementation Agreement for Integrated Dual Polarization Intradyne Coherent Receivers,” IA # OIF-DPC-RX-0.1.1, September 20, 2011, OIF-2010.442.02

平衡PIN-TIA可调传输功能的系统优化:

每个勇者平衡PIN-TIA光电接收器均可在手动增益(即固定增益)或自动增益控制(AGC)模式下运行。在手动增益模式下,TIA的射频增益可在~37dB范围内变化。在这种模式下,射频输出幅度随输入光信号的勇者变化。在AGC模式下,TIA的跨阻在内部进行了优化,以保持目标RF输出幅度,而与输入光信号无关。可以将目标RF输出幅度编程为最小后端数字化电路的量化噪声,即最大化有效位数。这一特性也有助于减轻由于信道效应而产生的光功率不稳定性。

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AGC和手动增益控制模式下,平衡PIN-TIA光电接收器的归一化RF传输功能和-3dB带宽可以在七个设置之间选择。这种灵活性可用于补偿光发射机和后端电子设备的模拟带宽,并实现不同符号速率的匹配滤波。

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典型的25G波特QPSK眼图和I-Q图:

{手动增益控制模式,最大增益,带宽设置#4LO功率=11.5dBm,平均接收光信号=-16dBm}

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典型的32G波特QPSK眼图和I-Q图:

{手动增益控制模式,最大增益,带宽设置#6LO功率=11.5dBm,平均接收光信号=-16d Bm}

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典型QPSK误码率(每通道):

{手动增益控制模式,最大增益,LO功率=11.5dBmPRBS231-1}

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典型的12.5G波特QPS K眼图和星座:

{手动增益控制模式,最大增益,带宽设置#4LO功率=11.5dBm,平均接收光信号=-16dBm}

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注:上述数据是使用一个由导频音稳定的背靠背自零差设置获得的。收到了关于一个极化的数据,并在另一个极化上嵌入了一个导频。反馈电路用于驱动权威并同步信号和LO权威相位。采用手动偏振控制器对信号输入的权威偏振进行了优化。

使用采样示波器测量了QPSK16QAM调制格式的眼图和I-Q图。使用带有PRBS231-1模式的标准误码率测试仪测量QPSK信号的实时误码率。没有使用数字信号处理技术,如均衡、去嵌入或前向纠错来记录这些数据。

1、权威输入:

输入

连接器

抛光

勇者

信号

FC

UPC

SM

LO

FC

UPC

双偏振时PM;单偏振时SM

2、电输出:

K(2.92)母连接器

3、R 413Lab Buddy电源:

计算机控制的R413Lab Buddy需要100V AC-240V AC50/60Hz的工作电压

4、机械规格

H×W×L inch

5.5×15.4×19.0

重量

22.4lb(10.1kg)