发布时间:2008-12-02阅读:1055
现有的同步光网络系统是按长距离骨干网设计的,采用的是比较昂贵的串行光发射和接收设备,对光纤线路的 要求较高,必须对整个光纤链路进行细致地设计、模拟。而短距离光传送方式与骨干网有很大的不同,由于距离 较短,可以不必考虑复杂的光纤线路设计,如色散和非线性等问题;不需要解决光放大等中继问题,对光源的要 求也相应降低。此时再采用串行光传送设备显然代价太高,而采用并行传送的方式可以降低每根光纤上的传送速 率,降低对光器件的要求,减少连接成本。据统计,80%的10 Gb/s数据通信链路连接在100m距离以内,对廉价的 10Gb/s收发器的需求极为广泛。
甚短距离光传输(Very Short Reach,VSR)技术正是在这种背景下产生的。在2000—2003年间,光网络互连论 坛(Optical Internetworking Forum,OIF)相继通过了VSR的5个建议(VSR4-l.0, VSR4-2.0, VSR4-3.0, VSR4-4.0 和VSR4-5.0),以及40Gb/s的VSR5部分建议。CISCO公司和CIENA公司于2000年底率先联合发布了基于VSR4-1.0的产品,它采用850 nm的垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL)阵列作为光源,12根并行多模光纤带实现了超过300 m的10 Gb/s速率传送。
国际电信联盟ITU-T也于2001年底制定了VSR标准:G.693(Optical InterFaces forIntra-Office Systems,又叫做G.vsr)。目前,关于甚短距离光传输的标准仍在由各个国际组织制定之中。
可以说,VSR技术的目的是采用最经济的光通信技术在短距离传输上占据市场,其最关键技术便是VCSEL。在OIF的几个建议中,除VSR4-2.0/5.0采用1310 nm光源外,其他三个建议都是采用850 nm的VCSEL做光源。目前的骨干网普遍采用长波长1.3μm和1.5μm边发射的激光光源,而没有采用850 nm的VCSEL,这是由器件工艺水平和光纤传输特性等决定的,如最低损耗窗口、最佳色散窗口等。
VCSEL相对于传统的边发射激光器来讲,最大的优势在于低成本。GaAs基的VCSEL研究和制造己经很成熟,价格非常便宜,2~3美元就可以买到。工作于1.3~1.5μm波段的InGaAsP/InP激光器,由于异质材料间的折射率差很小,难以有效地研制出高反射率的DBR(Distributed Bragg Reflector)反射镜来实现VCSEL结构,因此目前长波长的VCSEL还不成熟,无法应用于长距离通信系统,但对于成本非常敏感的短距离应用场合,例如接入网、光纤通道和存储区域网、以太网,以及VSR等应用场合,VCSEL是比较好的选择。
硅材料对850 nm波段的光有较好的响应,并且硅基光电探测器与硅微电子工艺兼容,易于实现硅基的光电集成,如光电探测器和前置放大电路、信号处理电路的集成,可实现硅基OEIC(Optical Electronic Integrated Circuit,光电集成电路)光接收芯片规模化生产,从而能使硅基光接收器造价降低,因此硅基光接收器和VCSEL光发射机组成的收发器在甚短距离光传输上有很重要的应用。
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