利用SiGeBiCMOS6分路前饋均衡器支持的直接調製1326nm短腔VCSEL，實現了15kmSSMF上50Gb/s、5kmSSMF上60Gb/s和64Gb/s背對背的無dsp實時NRZ傳(chuan) 輸。
SSMF和64Gb/s背靠背與(yu) 1.3umvcsel無DSP和實時NRZ傳(chuan) 輸50Gb/s超過15km-實驗裝置
作為(wei) 雲(yun) 計算、搜索引擎和社交媒體(ti) 等日益流行的互聯網国产成人在线观看免费网站的基礎，數據中心需要處理快速增長的信息量。這給數據中心內(nei) 部和數據中心之間的鏈路帶來了巨大的壓力，促使業(ye) 界和學術界開發400G及以上光鏈路的解決(jue) 方案，以及當今經濟高效的多模VCSELs的後續技術。這些国产成人在线观看免费网站的光纖長度範圍從(cong) 100米到2公裏（數據中心內(nei) 鏈路），至少10公裏（數據中心間鏈路）。雖然許多提出的解決(jue) 方案依賴於(yu) III-V或矽光子學材料係統中實現的外部調製，但基於(yu) 直接調製VCSELs的鏈路具有提供低功耗、低成本和低複雜性解決(jue) 方案的潛力。有報道稱短波多模VCSELs可以實現高達100Gb/s的比特率。
然而，使用這些鏈路，如果沒有廣泛的數字信號處理（DSP），很難以高於(yu) 50Gb/s的速率達到超過200米。這激發了人們(men) 對長波單模VCSELs的興(xing) 趣。長波VCSELs以磷化銦（InP）為(wei) 基材，具有高帶寬、極低功耗的特點，並提供1.3µm（O波段）至1.55µm（C波段和L波段）的經濟高效的解決(jue) 方案。在其它文章中報道了幾個(ge) C波段的VCSEL和鏈路，還有一個(ge) >20GHz帶寬VCSEL。然而，C波段中的傳(chuan) 輸受到標準單模光纖（SSMF）中的色散的限製，因此O波段VCSELs有望實現更高的比特率x距離国产欧美在线。使用1325nm的VCSEL的直接調製鏈路被報道，能夠在20km上使用NRZ達到28Gb/s，在4.5km上達到40Gb/s。鏈路性能受到O波段VCSEL帶寬的限製，與(yu) C波段VCSEL相比，帶寬更少。使用均衡或多電平調製技術（如4級脈衝(chong) 幅度調製（PAM4））可以進一步提高基於(yu) VCSEL的鏈路的速度。例如，還有依靠高速數模轉換器（DACs）、模數轉換器（ADCs）和DSP實現了15km SSMF上28G波段的PAM4傳(chuan) 輸，使用C波段VCSEL實現了1km SSMF上42G波段的傳(chuan) 輸。然而，對DACs、ADCs和DSP的需求增加了收發器的成本、複雜性和功耗。
因此，在這裏，我們(men) 演示了一個(ge) 相同O波段VCSEL的鏈路，現在與(yu) 傳(chuan) 輸側(ce) 模擬6分路前饋均衡器（FFE）相結合，而不依賴於(yu) 任何DSP。誤碼率（BER）是實時測量的（沒有任何離線處理），沒有使用光學放大來克服鏈路丟(diu) 失。
實驗裝置
本研究中使用的O波段VCSEL是由Vertilas国产黄色在线观看開發的單模短腔VCSEL，基於(yu) InP埋地隧道結設計，室溫下Max調製帶寬高達17GHz。偏置電流和高速信號通過射頻微探頭和偏置T傳(chuan) 遞到VCSEL。光通過透鏡光纖探頭耦合到光纖中。在12mA的偏置電流下，VCSEL發出1326.2nm的光，光功率為(wei) 4.7dbm。室溫下測得的PI和VI曲線如圖2所示。可以看到低閾值電流為(wei) 2mA，Max輸出功率為(wei) 3.4mW。在12mA（14mA）的偏置電流下，VCSEL消耗20.1mW（24.7mW）的電力。
圖1 O波段光鏈路實驗設置（50Gb/s眼圖，針對B2B通信優(you) 化的傳(chuan) 輸眼）
光鏈路和測量設置如圖1所示。在FPGA上生成4個(ge) 27比特長的偽(wei) 隨機比特流（PRBS），並通過適當的延遲複用成串行27比特的PRBS流。之後，這個(ge) 串行信號是使用模擬6抽頭FFE預均衡。多路複用和均衡都是在同一個(ge) 發射器IC上實現的，連同一個(ge) 能夠產(chan) 生大約300mVpp單端信號的50Ω驅動器。該集成電路采用55nm的SiGe Bicmos工藝製造，功耗約0.85W。為(wei) 了增加信號擺幅，采用寬帶放大器和衰減器組合，獲得14dB的寬帶放大（3dB帶寬為(wei) 50GHz），單端信號擺幅約為(wei) 1.35Vpp。這個(ge) 額外的增益級和偏置可以包括在未來的迭代的TXIC。放大後的信號用於(yu) 直接調製VCSEL，並使用偏置T施加。50Gb/s驅動信號經B2B通信優(you) 化後的眼動圖如圖1所示。補償(chang) 鏈路中帶寬限製所需的超調可以清楚地看到。在鏈路上增加了一個(ge) 光隔離器，以防止可能幹擾直接調製激光的反向反射。可變光衰減器用於(yu) 控製入射到光接收器上的光功率。采用一種商用線性PIN差分光接收器（Discovery半導體(ti) 国产黄色在线观看DSC-R409-LW），帶寬為(wei) 31GHz，轉換增益為(wei) 159V/W，用於(yu) 捕獲光信號。接收到的信號在能夠接收NRZ信號高達100Gb/s的定製RXIC中采樣。然後用芯片上的1:4解複用器對信號進行反序列化。4個(ge) 流中的一個(ge) 被反饋到FPGA進行實時誤碼率測量，而不需要任何DSP或離線處理。RXIC采用130nm的SiGe BiCMOS技術製造，功耗約1.2W，可用於(yu) 高達100Gb/s NRZ的通信。
圖2 VCSEL偏置為(wei) 12mA時，SSMF上不同傳(chuan) 輸距離下光電鏈路s參數歸一化
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