100G QSFP28 및 SFP112의 네 가지 측면에 대한 최신 연구

5세대 이동통신(5G) 기술이 상용화된 지 5년이 됐고 대규모 적용의 중요한 시기에 접어들었다. 캐리어 광 모듈은 이동 통신 네트워크의 전송 성능에 중요한 영향을 미칩니다. 5G 건설이 계속 발전하고 애플리케이션 시나리오가 더 풍부해짐에 따라 업계는 더 큰 대역폭, 더 높은 성능, 더 낮은 비용 및 더 작은 크기에 대한 요구를 충족하기 위해 새로운 6G 프런트홀, 미들홀 및 백홀 광 모듈 기술 연구를 계속 탐색하고 있습니다. Beyond XNUMXG는 물론 XNUMXG 구축까지 완벽하게 준비합니다.

FiberMall은 5G 베어러, 데이터 센터 및 전광 액세스 애플리케이션을 위한 광 모듈 기술에 대한 세부 연구를 수행했으며 일부 솔루션은 점차 성숙되어 규모에 맞게 적용되었습니다. FiberMall은 차세대 5G 베어러 광 모듈의 핵심 요구 사항을 결합하고, 새로운 기술 솔루션을 연구하고, 5G 베어러 광 모듈 및 핵심 광전자 칩 장치의 제품화 기능을 평가하고, 후속 개발 제안을 제시하고, 차세대의 조정되고 질서 있는 개발을 촉진합니다. 세대 5G 베어러 광 모듈 산업 체인.

모바일 인터넷 트래픽의 급격한 증가와 함께 5G 네트워크 구축 및 최적화는 계속해서 진행될 것입니다. 고속 데이터 상호 연결에 대한 점점 더 두드러지는 수요를 충족하기 위해 베어러 기술의 반복적인 진화를 주도하기 위해 더 풍부한 스펙트럼 리소스도 출시될 것입니다.

그림 1. 5G 전면세게 끌기 무기명 수요 진화

현재 5G 미들홀 및 백홀 액세스 및 융합 레이어는 주로 25G, 50G 및 100G 광 모듈을 사용합니다. 차세대 5G 미들홀 및 백홀 네트워크는 200G와 같은 더 빠른 속도, 고용량, 낮은 전력 소비, 낮은 대기 시간 및 저렴한 비용으로 계속 진화할 것입니다. 파이버 리소스가 상대적으로 부족한 애플리케이션 시나리오에서 단일 파이버 양방향 광 모듈은 이중 파이버 양방향 광 모듈에 비해 파이버 리소스를 50% 절약할 수 있습니다. 좋은 지연 대칭의 장점을 가진 100G BiDi 광 모듈은 업계에서 연구 핫스팟 중 하나가 되었습니다. 또한 FiberMall은 전송 거리가 100km인 28G QSFP80 광 모듈을 연구했습니다. 비용을 줄이고 적용 범위를 확장하기 위해 업계는 레이아웃을 시작했습니다. 100G QSFP28 광 모듈 80km 이상의 전송 거리와 O 대역 WDM 광 모듈 및 기타 기술 연구를 통해.

100G QSFP28 및 SFP112 광학 모듈

FiberMall은 차세대 100G 포워딩 광 모듈에 대해 5G 및 기타 속도를 고려하지만 연구 진행은 상대적으로 제한적입니다. 초기 100G 강도 변조 광 모듈은 채널 수가 많고 프로세스가 상대적으로 복잡한 QSFP4 패키지 형태의 25x28G NRZ 방식으로 데이터 센터 및 대도시 지역에서 주로 사용됩니다. PAM4 기술과 50GBaud 광전자 칩 장치의 점진적인 성숙으로 단일 채널을 통해 100G 속도를 달성하여 패키징 프로세스를 단순화하고 비용을 절감할 수 있습니다. 10km 전송 거리의 경우 업계에는 DSP 칩이 내부 통합된 단일 채널 100Gb QSFP28 LR1 광 모듈이 있습니다. FiberMall은 100G QSFP28 LR1 광 모듈 제품을 출시했습니다.

표 1. 차세대 5G 프런트홀 100G 트랜시버를 위한 잠재적 기술 솔루션

100G BiDi QSFP28 광 모듈

50G SFP56 BiDi 광 모듈은 5G 중형 백홀 액세스 레이어에 적용되었습니다. 100G QSFP28 BiDi 광 모듈은 차세대 5G 프런트홀, 미들홀 및 백홀 액세스 및 집계 계층, 데이터 센터 상호 연결 등에서 잠재적인 애플리케이션 시나리오를 가지고 있습니다. 100G QSFP28 BiDi 광 모듈은 단일 파장 100G PAM4 변조 코드 유형을 기반으로 합니다. 기존 4채널 100G QSFP28 광 모듈보다 장치 수가 적고 전력 소모가 적습니다. 100G QSGP28 BiDi 광 모듈은 50G SFP56 BiDi 광 모듈에 비해 DSP 솔루션을 기반으로 하지만 비용과 전력 소비 측면에서 전자가 더 좋습니다. 100G QSFP28 BiDi 광 모듈의 기술 솔루션은 표 2에 나와 있습니다.

표 2. 100G QSFP28 BiDi 광 모듈 기술 솔루션

PAM4 전기 신호는 BOSA에 입력되고 EML 레이저를 구동하여 단일 100G PAM4 광 신호를 방출합니다. 수신 방향에서 단일 광 신호는 BOSA 후 100G PAM4 전기 신호로 변환된 다음 신호 처리를 위해 DSP에 의해 25개의 XNUMXG NRZ 전기 신호로 변환되어 시스템 장비에 입력됩니다.

그림 2. 단일 Lambda 100G QSFP28 BiDi 광 모듈 기능 블록 다이어그램 및 BOSA 기술 솔루션

전송 거리의 관점에서 볼 때 100G QSFP28 BiDi 10km 광 모듈의 기술 사양은 옵션 솔루션에 대한 스트레스가 적고 링크 예산을 쉽게 달성할 수 있습니다. 그러나 디바이스 패키징은 주로 BOX이고, TO 패키징 공정은 아직 성숙하지 않아 대량 생산이 불가능하다. 100G QSFP28 BiDi 30km 및 40km 광 모듈은 송신기에서 OMA 및 수신기에서 감도에 대한 요구 사항이 높기 때문에 현재 장치 수준에서 달성하기 어렵고 전력 결합 효율을 개선하기 위해 송신기에서 프로세스를 최적화하는 것과 같은 추가 핵심 기술이 필요합니다. 대량 생산에서 수율을 줄이기 위해 수신기에서 감도 마진을 높입니다. 100G QSFP28 BiDi 모듈의 파장 선택은 기술 사양 및 분산 제한으로 인해 업계에서 아직 합의에 도달하지 못했고 레이저 칩의 평가 및 스크리닝에 불확실성이 있으며 산업 체인이 아직 성숙하지 않았습니다.

국제 표준화에서 IEEE802.3 및 OIF는 관련 사양을 수행하기 위해 고속 전기 인터페이스의 100G QSFP28 광 모듈이었습니다.

광학 인터페이스 측면에서 IEEE802.3 및 100G Lambda MSA는 100G QSFP28 단일 Lambda 10km,20km,30km 및 40km 이중 섬유 양방향 광 모듈 표준을 연속적으로 출시했으며, 이는 링크 예산, 광 전력, 소멸과 같은 주요 지표를 규제합니다. 100G QSFP28 BiDi optical IPEC는 100년 28월 30G QSFP40 BiDi 2022km,802.3km 표준 프로젝트를 수립했고, IEEE50은 2022년 슈퍼 XNUMXG BiDi 표준 프로젝트를 수립했습니다.

표 3. 100km 이상 거리에서 28G QSFP10 Single Lambda의 표준화 진행 상황

100G QSFP28 BiDi 광 모듈의 테스트 및 검증에는 다음과 같은 어려움이 있습니다. BiDi 광 모듈의 전송 파장이 다르기 때문에 중심 파장, 평균 출력 광 전력, 소광비, TDECQ, OMAouter, 오버슈트/언더슈트 및 최대 변환 시간. 한편, 양방향 전송 링크의 BER 및 감도와 같은 수신 특성도 다를 수 있으므로 별도로 테스트해야 합니다.

감도에 대한 다양한 테스트 방법이 있습니다. 감도에 대한 다양한 테스트 방법이 있습니다. 먼저 100G Lambda MSA 100G-LR1/ER1 사양을 참조하여 링크의 광감도 전력을 기준 송신기 TECQ로 측정하고 TECQ 값 선택 공식에 따라 비교한다. 두 번째는 SECQ 매개변수 이후 광학 압력 신호를 보정하여 압력 수신 감도 테스트를 수행하는 것입니다. 전자는 상대적으로 간단하지만 테스트 결과는 다른 기준 송신기의 영향을 받을 수 있으며 체계적인 편향을 생성할 수 있습니다. 후자의 테스트는 더 일관성이 있지만 압력 눈 교정을 위해 더 높은 반복성이 필요합니다.

핵심 칩 장치 측면에서 100G QSFP28 BiDi 광 모듈은 100G QSFP28 단일 Lambda 광 모듈 산업 체인을 공유할 수 있습니다. 여러 제조업체에서 관련 광전자 칩을 출시했지만 아직 돌파해야 할 몇 가지 핵심 기술이 있습니다. 특히 53GBaud EML 레이저는 높은 대역폭, 높은 소광비 및 큰 출력 전력 특성이 필요합니다. 25GBaud EML 레이저를 스크리닝하면 수율이 낮습니다. 대역폭을 높이면서 신뢰성을 확보하는 문제를 해결하기 위해서는 칩 구조 설계, 재료 도핑 등의 새로운 최적화가 필요하다. 칩 제조업체는 이미 설계 및 투자를 시작했습니다. 53GBaud PIN 및 APD 감지기가 대량 생산되었습니다. 테스트 성능이 좋은 DSP용 50G 속도 샘플을 사용할 수 있으며 100/400G 속도는 R&D 단계에 있습니다.

미래의 주요 병목 현상은 제품 설계가 아니라 고정밀 제조 공정입니다. 여러 개별 칩 장치(예: DSP 통합 드라이버 등)를 통합하는 솔루션을 채택하면 제조업체가 동일한 제조 프로세스를 사용하고 혁신에 리소스를 집중하여 더 빠르게 교체할 수 있습니다.

표 4. 100G QSP28 BiDi 광 모듈 칩 장치의 산업 체인

현재 FiberMall은 단파 100G BiDi 10km 광 모듈을 대량으로 공급할 수 있습니다. 53GBaud 장치 패키징 기술의 성숙도가 높아짐에 따라 광 모듈의 제품 수율이 점차 향상되고 있습니다. 100G QSFP28 BiDi 광 모듈의 비용은 결합 스플리터 및 필터 비용, CDR 및 DSP 비용, 레이저 수 및 파장 범위 요구 사항, 패키징 비용 및 생산 수율을 고려할 때 100G QSFP28 LR4 솔루션보다 나을 것으로 예상됩니다. 100G QSFP28 BiDi 10km 및 20km 광 모듈은 상용화 단계에 있습니다. FiberMall의 100G QSFP28 BiDi 30km 광 모듈이 샘플로 출시되었으며 100G QSFP28 BiDi 40km 광 모듈이 개발 중이며 실험실 환경에서 40km 전송을 달성하는 것으로 검증되었습니다.

앞으로 몇 년 동안 고정밀 동기화, 광섬유 자원 절약 및 운영 비용 절감에 대한 요구 사항이 더욱 강화됨에 따라 100G QSFP28 BiDi 광 모듈에 대한 수요가 점점 더 두드러질 것입니다. FiberMall의 100G QSFP28 LWMD4 BiDi 20km 광 모듈은 소량으로 상업적으로 이용 가능하지만 4쌍의 광 장치를 사용하기 때문에 비용이 매우 높습니다. 의 적용 100G 단일 Lambda BiDi QSFP28 광 모듈 또한 캐리어 배치 및 장비 벤더 통합의 청사진에서 중요한 위치를 차지하기 시작했으며 2023년 상반기에 상용화될 것으로 예상됩니다. 100G 단일 Lambda BiDi QSFP28 광 모듈은 두 가지를 모두 지원할 수 있다면 잠재적으로 더 많은 애플리케이션 공간을 갖게 될 것입니다. 이더넷 및 OTN 신호를 지원하지만 업계에서 OTN 서비스를 지원하는 단파 100G DSP 칩이 없으며 관련 애플리케이션 및 지표에 대한 추가 연구가 필요합니다.

100km 이상의 거리를 위한 28G QSFP80 광학 모듈

전송 거리가 100km 이상인 80G 광 모듈의 적용 시나리오

지점간 애플리케이션 시나리오:

지점 간 애플리케이션 시나리오는 주로 데이터 센터 액세스에 적용되며 베어러 서비스는 광섬유를 통해 집계 계층으로 풀업됩니다. 예를 들어, IP RAN, PTN 및 OLT 인터페이스는 베어러 네트워크에 연결됩니다. 그림 3(a)에서 볼 수 있듯이 점대점 회색광 적용 시나리오의 전송 거리는 일반적으로 40km, 80km 또는 120km이며, 그 중 40km가 가장 높은 비율을 차지하고 80km가 두 번째입니다. 현재 120km에 대한 수요가 명확하지 않지만 향후 잠재적 가능성이 있습니다. 기존의 4x25G 100G 광 모듈은 10km/40km에서 80km/120km로 이동하기 시작합니다. 그림 3(b)와 같이 점대점 유색광의 응용 시나리오는 섬유 자원이 부족한 상황에 적용할 수 있으며 파장 분할 다중화 기술을 사용하여 섬유 활용도를 향상시킵니다.

그림 3. 지점간 애플리케이션 시나리오

통합 액세스 레이어 베어러 링 애플리케이션 시나리오

포괄적인 액세스 베어러 링에는 주로 두 가지 애플리케이션 요구 사항이 있습니다. 첫째, 포괄적인 액세스 서비스 개발 및 새로운 베어러 요구 사항입니다. 전송 베어러 서비스는 10G, 25G에서 100G 서비스 액세스를 커버합니다. 즉, 베어러 속도가 100G로 증가합니다. 둘째, 기존 비즈니스의 온라인 전환과 도시화 파이프라인의 광섬유 제한으로 인해 기존 기반의 재건과 도킹 요구 사항의 업그레이드를 촉진하기 위해 WDM 기술이 즉시 도입됩니다. 요약하면, 100G QSFP28 광 모듈의 전송 거리는 저비용 통합 액세스 베어링 링에 의해 100km~150km로 확장됩니다. 즉, 전송 거리가 320km인 기존의 메트로폴리탄 베어링 링이 200km 미만의 전송 거리.

그림 4. 통합 액세스 레이어 베어러 링의 애플리케이션 시나리오

100km 이상의 전송 거리를 위한 두 가지 유형의 28G QSFP80 광 모듈 기술 솔루션

100G LWDM4 솔루션

80km 이상의 전송 거리에 대한 회색광 솔루션은 LWDM 파장을 기반으로 하는 100x28G NRZ 변조 코드 유형을 사용하는 4G QSFP4 ZR25 방식으로 확장될 수 있습니다. 전기적 인터페이스는 CAUI-4 규격을 따르며 광 인터페이스는 송신측 EML 레이저와 수신측 반도체 광증폭기(SOA) + PIN 검출기를 사용한다. 트랜시버 장치는 광 모듈의 신뢰성을 효과적으로 보장하기 위해 모두 BOX로 밀봉되어 있습니다. 전송 거리가 80km 이상인 링크 예산을 충족하기 위해 송신기와 수신기의 기술 사양이 더욱 엄격해졌습니다. 그 중 송신기 측은 출력 광 전력을 크게 증가시켜야 합니다. EML 레이저를 사용하고 4개 채널 모두 요구 사항을 충족해야 하므로 수율에 어느 정도 영향을 받습니다. 발광력을 향상시키기 위해서는 레이저 전류를 증가시켜야 하며, 이로 인해 작동 전류가 포화 영역, 레이저 칩 발광 효율, 장치 결합 프로세스 및 모듈 헤어 엔드 매개 변수 디버깅 및 기타 새로운 문제로 이어질 수 있습니다. 동시에 수신기 감도 요구 사항이 엄격해지고 프로세스를 더욱 최적화해야 합니다. 또한 전류가 증가하면 열 발생이 증가합니다. TEC 전력 소비는 고온에서 증가하며 광 모듈의 전력 소비 요구 사항을 고려하여 TEC 냉각 효율을 최적화해야 합니다.

테이블 5. L잉크 예산 평가

100G DWDM 솔루션

DWDM 체계는 2x50G 이중 반송파 DWDM PAM4 기술 체계인 Color A와 Color Z의 두 종류로 세분될 수 있습니다. Color A 체계: 광학 모듈은 외부 EDFA와 함께 실리콘 광학 장치와 PAM4 코드 유형을 채택합니다. 듀얼 캐리어 80G 속도로 단일 모듈에 대해 100km 이상의 전송 거리를 실현할 수 있으며 전송 거리는 150단 EDFA로 약 28km에 도달할 수 있습니다. 광학 모듈은 높은 코딩 이득 SFEC(4E-3 Pre-BER), 2×27.5GBaud에서 냉각 EML이 있는 TOSA, 2×27.5GBaud PIN이 있는 ROSA가 통합된 QSFPXNUMX 패키지 및 듀플렉스 CS 인터페이스를 사용합니다.

컬러 Z와 컬러 A의 차이점은 레이저가 DFB이고 광학 인터페이스가 WDM이며 역다중화된다는 것입니다. 필터 대역폭과 분산 보상을 최적화해야 하며 출력 전력, 감도 및 신호 대 잡음비가 Color A에 비해 크게 감소합니다. 전송 거리는 120개의 EDFA 스테이지로 최대 XNUMXkm까지 가능합니다.

(a) 컬러 A 용액

(b) 컬러 Z 솔루션

그림 5. 100G DWDM QSFP28 광 모듈 기능 블록 다이어그램

표준화 측면에서 IEEE802.3ct는 DP-DQPSK 코드 유형 및 일관된 감지를 기반으로 100GBASE-ZR을 지정했습니다. CCSA는 "100G QSFP28 광 트랜시버 모듈 파트 6: 4×25G ZR4" 산업 표준 프로젝트 계획에 대해 논의했습니다. OTN 신호 전송을 지원하기 위해 100G QSFP28 ZR4를 사용할 때 OTU4에 대한 ITU-T 기술 표준을 참조로 사용할 수 있습니다. 현재 100km 이상의 거리를 가진 80G 강도 변조 광 모듈에 대한 산업 표준은 없습니다.

4km 이상의 거리를 위한 FiberMall의 SOA+PIN 기반 LWDM80 파장 광 모듈은 4년 2022분기부터 대량 생산되었습니다. 100G DWDM QSFP28 듀얼 캐리어 80G 솔루션을 기반으로 50km 이상의 거리를 가진 광 모듈이 소량 출하되었습니다. 핵심 광전자 칩인 SOA + PIN 프로그램은 100G ZR4 산업 체인을 공유할 수 있으며, 광전자 칩 옵션 리소스는 풍부하고 유연하며 다양한 프로그램 조합으로 규모 효과와 비용 이점이 있습니다.

100G O-대역 WDM QSFP28 광 모듈

외부 WDM/디멀티플렉서 및 광증폭기와 함께 O-대역 IM/DD 컬러 광 모듈을 코어로 사용하는 100G O-대역 WDM 시스템. 저분산, 저전력 소모, 저비용이라는 장점을 갖춘 이 제품은 G.652D 및 G.652B 광섬유를 지원하고 5G 애플리케이션에서 백홀 액세스 및 수렴을 위한 대규모 대역폭 전송 요구를 충족할 수 있습니다. WDM 시스템의 추가 싱킹을 촉진하고 장비 투자 및 전력 소비를 줄이며 광섬유 케이블 자원을 절약하는 데 도움이 됩니다.

기존 네트워크 장비와 호환되도록 광 모듈을 QSFP28로 패키징할 수 있으며 전기 인터페이스는 4x25G NRZ이며 광 인터페이스에는 XNUMX개의 캐리어가 있습니다.

(4x25G), 이중 캐리어(2x50G) 및 단일 캐리어(1x100G) 세 가지 솔루션:

• 4캐리어(25x25G) 솔루션: MPO 인터페이스를 통해 외부 WDM/디멀티플렉서 및 광 증폭기와 연결하고 NRZ 코드 유형을 사용하여 4G 광 모듈 체인과 다중화할 수 있으며 전체 시스템의 위치 파악 속도가 높습니다. 등가 100채널 x6G의 실험 결과 그림 7과 그림 30에서와 같이 최적화하면 등가 100채널 x80G 전송 대역폭과 XNUMXkm 전송 거리를 달성할 것으로 예상됩니다.

그림 6. 4채널 증폭기의 수신기 측 스펙트럼 다이어그램

그림 7. 4채널 파동 분해 멀티플렉서의 수신기 측 OSNR

듀얼 캐리어(2x50G) 솔루션: 듀얼 채널 CS 인터페이스는 외부 WDM/디멀티플렉서 및 광 증폭기에 연결되어 4캐리어 솔루션에 비해 더 큰 전송 대역폭을 달성할 수 있습니다. 변조 코드 유형에는 PAM4와 NRZ의 두 가지 옵션이 있으며 PAM50 솔루션은 40G 광 모듈 체인과 다중화할 수 있습니다. 신호 대 잡음비의 한계로 인해 현재 80km 전송 수요만 충족할 수 있으며 80km 전송 기술 솔루션은 추가 검증이 필요합니다. NRZ 솔루션은 신호 대 잡음비의 이점을 가지고 있으며 56km 전송 요구를 보다 쉽게 ​​충족할 수 있지만 기존 2GBaud 전기 칩이 25x1G NRZ에서 50x8G NRZ 코덱 처리를 실현할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하며 전기에 의해 더욱 촉진되어야 합니다. 협력 칩 제조업체. 일부 실험 데이터는 그림 XNUMX에 나와 있습니다.

그림 8. 50G NRZ 솔루션 실험 데이터

(3) 단일 캐리어(1x100G) 솔루션: 더 높은 전송 대역폭을 달성할 수 있으며 변조 코드 유형에도 PAM4 및 NRZ 두 가지 옵션이 있습니다. pam4 프로그램은 40km 전송 요구만 충족할 수 있으며 56GBaud 전기 칩 산업 체인을 다중화할 수 있습니다. 80km 기술 프로그램은 추가 연구가 필요합니다. NRZ 솔루션은 80km 전송 수요를 충족할 것으로 예상되지만 112x4G NRZ에서 25x1G NRZ 코덱 처리 솔루션을 달성하기 위한 100GBaud 전기 칩은 산업 체인과 협력하여 추진해야 합니다.

광칩 측면에서는 9캐리어 솔루션이 가장 성숙한 기술이다. 이중 캐리어 및 단일 캐리어 솔루션은 인듐 인화물 소재 기반의 파장 분할 다중화 고전력 DC 광원과 리튬 니오브산염 필름 변조기를 사용해야 합니다. 고밀도 WDM DC 고출력 광원은 높은 안정성, 높은 출력 및 높은 파장 정확도 특성을 모두 가지고 있습니다. 박막 리튬 니오브산염 변조기는 고대역폭, 저손실, 고소광비 및 저처프 특성을 갖는다. 따라서 InP WDM CW LD + TFLN MZ 방식은 높은 수신 전력, 높은 대역폭, 낮은 분산 비용 및 높은 소광비를 동시에 결합합니다. TFLN MZ를 사용한 TOSA 구조와 이중 반송파 방식의 원리는 그림 10와 그림 XNUMX에 나와 있습니다.

그림 9. TFLN MZ를 사용한 TOSA 구조의 개략도

그림 10. 듀얼 캐리어 솔루션의 개략도

위의 세 가지 솔루션은 모두 파장 조정 가능을 달성하여 다양한 광학 모듈을 줄여 엔지니어링 응용 프로그램을 단순화하는 데 도움이 됩니다.

제품 개발 측면에서 FiberMall은 4년 2022분기에 쿼드 캐리어 솔루션의 샘플을 출시했습니다. 듀얼 캐리어 솔루션은 개발 중이며 샘플은 3년 2023분기까지 사용할 수 있을 것으로 예상됩니다. 단일 캐리어 솔루션은 사전 연구에 있습니다. 단계. 표준화 측면에서 국제 표준이나 산업 표준은 없습니다. 그러나 중국 통신 표준 협회(CCSA TC6WG4) 및 NGOF(CCSA TC618) 관련 작업 그룹에서는 O 대역 광 모듈 관련 연구 프로젝트가 진행 중이며 표준화 진행 및 산업 체인 성숙도를 모든 당사자가 촉진해야 합니다. 업계에서.

100G QSFP28 PAM4 무반사 기술 연구

반사 방지 기술은 고성능 및 고신뢰성 링크를 위해 고려해야 할 중요한 요소 중 하나입니다. PAM4 변조 부호는 4레벨이며 광변조 진폭이 NRZ 부호와 일치할 때 최소 신호 1레벨은 NRZ 부호 1레벨의 약 3/1이다. PAM4의 잡음이 NRZ의 잡음과 같을 때 PAM4의 신호 대 잡음비는 NRZ보다 약 5dB 더 나쁩니다. 따라서 PAM4는 NRZ보다 MPI 허용 오차가 낮으며 PAM4 신호의 전송 성능을 보장하려면 MPI를 줄이는 것이 필수적입니다.

MPI의 테스트 블록 다이어그램은 그림 11과 같다. 전송되는 광 신호는 두 가지 방식으로 나뉘는데, 하나는 수신에 적합한 강도로 광 출력을 조정하기 위한 광 감쇠기를 포함하고 다른 하나는 편광판과 광 감쇠기를 사용한다. (또는 장거리 광섬유) Rayleigh 역방향 산란의 생성을 시뮬레이션하고 전송된 광 전력은 장치의 삽입 손실을 보상할 수 있을 만큼 충분히 높아야 합니다. 두 신호의 광 파워는 조정 가능하며 광 파워 미터로 측정할 수 있습니다. 두 신호의 감도 곡선을 개별적으로 스캔하여 해당 감도 곡선(가로축은 수신 전력, 수직축은 BER)을 얻을 수 있으며 동일한 수신 전력 조건에서 감도의 차이는 MPI 비용.

그림 11. MPI 테스트의 블록 다이어그램

다음과 같은 MPI 최적화 솔루션이 현재 업계에서 조사되고 있습니다.

(1) 레이저 선폭의 최적화

PAM8 광학 신호의 MPI에 대한 레이저 선폭의 영향은 IEEE 802.3에서 이전에 시뮬레이션되었습니다. 그림 12에서 볼 수 있듯이 서로 다른 레이저 선폭 및 커넥터 반사에 대한 링크 비용은 각각 동일한 반사 계수를 갖는 500개의 커넥터를 포함하는 XNUMXm 전송 거리에 대해 검증됩니다. 데이터는 레이저 라인 폭이 좁을수록 동일한 링크 비용에서 커넥터 반사 계수에 대한 요구 사항이 낮아짐을 보여줍니다. 따라서 레이저 선폭을 최적화하여 MPI 비용을 줄일 수 있습니다.

그림 12. 레이저 선폭이 MPI 비용에 미치는 영향 분석

(2) DSP에 의한 보상

MPI는 선형 손상에 속하며 반사된 신호의 위상이 원래 신호와 비교하여 변경됩니다. 총 수신 신호 진폭은 원래 신호와 반사 신호 간의 위상차에 따라 달라집니다. 그림 18과 같이 위상차가 작을수록 수신된 총 신호의 진폭이 커집니다. 이 원리에 따라 MPI는 DSP 알고리즘으로 보상할 수 있습니다. 현재 선도적인 DSP 공급업체인 Marvell은 MPI 보상 기능이 있는 DSP를 출시했으며 일부 광 모듈 공급업체는 MPI 보상 기능이 있는 광 모듈을 개발했습니다. 그러나 전반적인 연구는 아직 초기 단계로 공학적 효과의 실제 적용에 대해서는 추가 검증이 필요하다. 산업 체인의 성숙도는 업계 관련 당사자들에 의해 더욱 촉진되어야 합니다.

그림 13. MPI 원리 다이어그램

(3) 광섬유 링크의 최적화

또한 더 나은 품질의 광섬유를 선택하고, 커넥터 끝면을 효과적으로 청소하고, 커넥터의 에어 갭 또는 작은 입자로 인한 반사를 줄이고, 커넥터의 정렬 오류에 주의함으로써 MPI를 줄일 수도 있습니다. 반사광이 반사 손실을 증가시키기 위해 광원에 직접 반사되는 것이 아니라 클래딩에 비스듬히 반사되도록 광섬유 종단면 8 ° 경 사진 APC 커넥터를 사용하는 것과 같이 MPI의 영향을 줄일 수 있습니다.

FiberMall 광 모듈 생산 수준

FiberMall은 5G 베어러 애플리케이션의 요구 사항을 충족하기 위해 광 모듈을 적극적으로 개발하고 있습니다. 이전 백서 연구를 기반으로 표 6은 현재 FiberMall의 5G 베어러 광 모듈의 생산 능력을 요약한 것입니다.

작업대 6. FiberMall의 5G 베어러 광모듈 제품화 능력

FiberMall의 제품화 수준 of 광전자 칩 장치

광모듈에 사용되는 핵심 광전자 칩 소자에 대한 FiberMall의 전반적인 제품화 능력은 표 7과 같다.

표 7. 핵심 광전자 칩의 제품화 능력

광모듈은 이동통신망의 전송 성능을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. FiberMall은 더 큰 대역폭, 더 높은 성능, 더 낮은 비용 및 더 작은 크기의 전송 요구 사항을 충족하기 위해 5G 구성의 지속적인 발전과 애플리케이션 시나리오의 지속적인 강화로 새로운 5G 포워드 및 미들 리턴 광에 대한 연구를 지속적으로 탐색하고 있습니다. 차세대 5G 전개에 만전을 기하기 위한 모듈 기술. 새로운 기술 솔루션의 현재 문제와 과제를 효과적으로 해결하기 위해 FiberMall은 산업 체인의 상류 및 하류 세력을 모으고, 토론을 열고, 기술 혁신 강화, 시장 수집 유도 및 강화의 주요 문제에 대해 협력해야 합니다. 산업 기반.

기술 혁신 측면에서 FiberMall은 기술 R&D와 신소재, 신규 디자인, 신규 프로세스, 신규 인터페이스 등의 혁신을 통해 다양한 애플리케이션 시나리오에서 광 모듈에 대한 새로운 수요를 충족합니다. FiberMall은 차세대 5G 베어러 광 모듈 연구를 촉진합니다. 배치 수요, 전송 성능, 저비용 건설 및 편리한 운영 및 유지 보수 관리, 산업 체인의 온건한 개발, 질서 있는 자원 할당 및 규모 효과를 통한 비용 절감과 같은 다양한 측면에서 기술.

FiberMall은 고정밀 제조 공정 플랫폼, 공정 재료, 장비 및 계량기와 같은 산업 기반의 지원 기능을 더욱 강화하여 R&D 비용을 줄이고 R&D 주기를 단축하여 핵심 및 핵심을 돌파해야 합니다. 기술. FiberMall은 평가 메커니즘을 더욱 개선하고 개방형 테스트 및 검증 플랫폼을 통해 다양한 광 모듈 및 광전자 칩 장치의 타당성, 신뢰성, 상호 운용성 및 호환성을 효과적으로 평가하여 업계가 핵심 기술을 개발하고 제품 성능을 개선하도록 안내해야 합니다. .

FiberMall은 차세대 5G 베어러 광 모듈의 핵심 기술에 대한 연구, 테스트 및 평가를 촉진하고 표준 및 사양 공식화를 촉진하기 위해 협력을 강화하고 업계와 합의를 이끌어내고자 합니다. 5G 베어러 광 모듈 기술 산업의 질서 있는 발전.