CC BY
12ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИХ
МОДУЛЯТОРОВ ПАО «ПНППК» В СИСТЕМАХ КОГЕРЕНТНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ
1 2 3
Журавлёв А.А. , Пономарев Р.С. , Сергеев М.В. *
1 Пермская научно-производственная приборостроительная компания, г. Пермь 2 Пермский государственный национальный исследовательский университет, г. Пермь 3 ЦК НТИ по направлению «Фотоника», г. Пермь * E-mail: Sergeev@ntifotonika.ru DOI 10.24412/2308-6920-2023-6-51-52
В докладе представлены результаты оценки применимости разрабатываемых и производимых ПАО «ПНППК» оптических модуляторов и перестраиваемых лазерных источников оптического излучения в передающей части систем когерентной оптической связи. Приведены результаты сравнительная сравнения технических характеристик, разрабатываемых и производимых ПАО «ПНППК» изделий с техническими характеристиками покупных комплектующих изделий используемых при производстве передающей части систем когерентной оптической связи Дана оценка возможности модернизации и модификации изделий с целью их адаптации к требованиям, предъявляемым к перспективным системам когерентной оптической связи.
В настоящее время в системах когерентной оптической связи для формирования канала с пропускной способностью близкой 100 Гбит/с преимущественно применяется DP-QPSK -манипуляция несущего сигнала. Такой формат модуляции даёт хорошее соотношение спектральной эффективности к дальности связи и прост с точки зрения технической реализации относительно DP-nQAM. Схемы построения передающей части (на базе модуляторов DP-QPSK и DP-nQAM) систем когерентной оптической связи их сильные и слабые стороны хорошо известны и описаны в литературе [1 - 4]. На рис. 1 и 2 приведены наиболее часто используемых схемы построения оптических DP-QPSK и DP-nQAM модуляторов имеющие сбалансированные технические характеристики.
Гх Lasef
W+ FEC
W*FEC
Н>
мгмГ>
мтг
1-й
W+FEC
Квадратурные модуляторы
MZM4 УВИ"
If
x'uzM)—СТД-
ВыХОДНОЙ сигнал
DP-nQAM
Рис. 1. Схема построения оптического модулятора DP-QPSK
W + FEC О,
Рис. 2. Схема построения оптического модулятора DP-nQAM
Основными элементами передающих частей систем когерентной оптической связи, включающих DP-QPSK и DP-nQAM модуляторы (см. рис. 1 и 2) являются: Tx Laser (Лазер) - высокостабильный перестраиваемый узкополосный лазер, PBS (BS) - разделитель поляризаций, PBC (BS) -объединитель поляризаций, две фотонных интегральных схемы - ФИС (для Y - «вертикальной» и X -«горизонтальной» поляризации) содержащие MZM - оптические модуляторы. Требуемые для реализации передающей части систем когерентной оптической связи характеристики ФИС приведены в таблице 1 в сравнении с характеристиками ФИС оптического модулятора производимого ПАО «ПНППК».
№6 2023 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2023»
www.fotonexpres.rufotonexpress@mail.ru 51
Таблица 1. Стили оформления основных элементов документа
№ п/п Техническая характеристика оптического модулятора Условное обозначение характеристики Требования (характеристики аналогов) Значения для И0ФМ-01 (ПНППК)
1. Диапазон рабочих длин волн (нм) BW^ 1530 ... 1580 1530 . 1625
2. Оптические dносимые потери (дБ) IL 5...7 не более 4.5,5
3. Оптические обратные потери (дБ) ORL минус 45...40 минус 40
4. Электрооптическая полоса пропускания (ГГц) s21 25.30 не менее 20
5. Неравномерность в пределах полосы пропускания(дБ) AS21 0,5.1 -
6. Электрические обратные потери (дБ) S11 минус 12.10 минус 15
7. Уп на частоте 50 кГц (В) VKRF^OKTU, 5,5.7 не более 8
8. Уп на постоянном напряжении модулятора (В) VnDC12 7.7,5 не более 8
9. Уп на постоянном напряжении поворота поляризации (В) VnDC3 9.12 не более 8
10. Электрическое сопротивление ВЧ входа rrf 50 50
(Ом)
11. Время нарастания/спада фронта (пс) R/FTime ее более 12 -
12. Диапазон рабочих температур (°С) OT минус 5. +70 минус 40.+70
Применение разрабатываемых и производимых ПАО «ПНППК» оптических модуляторов и перестраиваемых лазерных источников оптического излучения в передающей части систем когерентной оптической связи возможно после незначительной модернизации/модификации изделий в части расширения электрооптической полосы пропускания до 25 ГГц и введения элементов (модуляторов) выполняющих поворот плоскости поляризации на п и п/2.
Литература
1. F. Koyama, K. Iga "Frequency chirping in external modulators. " // Journal of Lightwave Technology, Т. 6, № 1, 1988 С. 87- 93
2. J.-i. Hashimoto, Y. Nakano, K. Tada "Influence of facet reflection on the performance of a DFB laser integrated with an optical amplifier/modulator. " // IEEE Journal of Quantum Electronics, Т. 28, № 3, 1992, С. 594 - 603
3. F.N. Antoniades, G. Ellinas, L. Roudas "WDM Systems and Networks" // Optical Networks, Springer Science+BusinessMedia, 2012 532 с.
4. Леонов А.В., Наний О.Е., Трещиков В.Н. "Совершенствование форматов модуляции в оптических системах связи DWDM" //Первая Миля, 2019. № 8, С. 30-36
52
№6 2023 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2023vv»
www.fotonexpres.rufotonexpress@mail.ru
