【成功案例】110G UXR示波器助力诺基亚贝尔实验室突破相干传输速率1.6Tb/s的世界纪录

2019-01-18 Keysight

诺基亚贝尔实验室正在研究长距离光纤通信,凭借Keysight的UXR系列示波器,它创造了有史以来最快的光传输世界纪录。


全球数据传输 

长途光通信对AT&T,谷歌和Facebook等需要在全球传输信息的Telecom/Datacom公司至关重要。 用更快的速度发送更多数据的需求也驱动诺基亚贝尔实验室团队进入光通信技术的新领域。 他们不仅创造了最快速率的记录,而且还通过数千公里的跨洋光纤电缆发送了这些信号。由于信号必须以超高速度经过很长的距离传输,同时还需要进行光电信号的转换,必须在设计的每个方面对抗失真和噪声以确保最佳的信号发送和接收。因此,对这个团队来说最重要的考量因素就是发送端和接收端的信号完整性。


为了将光信号传输到地球的另一端,他们从激光器发出 193 THz正弦波(在红外光谱中),并且被调制和多路复用以代表4个不同的字符。在光通信中,正弦波将表示数字0,该信号翻转或相移180度表示1。


另外,该正弦波可以被多路复用相移90度以获得余弦。该余弦也可以被调制以表示数字0或数字1。正弦和余弦分量一起,每个符号2比特在所谓的正交相移键控(QPSK)中传输。诺基亚贝尔实验室正在用100 GHz的电带宽实现这一目标。


图1  正弦波调制提供了4个符号,每个符号传输2位信息


光的偏振用于同时发送两组信息。例如,光的x偏振可用于发送正弦波和余弦波信息,y偏振可发送另一组正弦和余弦信息。因此,在单个光波上,它们可以使用两个并行通道,每个通道承载两位信息,总共4个并行通道。


由于这种调制方案,相干光通信中的所有内容都与4的倍数相关。因此,必须能够同时检测4个信道以实现全光学相干接收机。


测试超高带宽光调制 

如前所述,Winzer博士和团队主要关注其发送端和接收端的信号完整性。由于噪声和失真是由传输的信道引入的,所以需要确保发送最干净的信号,并能够精确地检测另一端的传输结果,同时为了验证其设计的信号完整性,他们需要具有精确检测能力的测试设备。是德科技的UXR系列将超高示波器带宽与所需的4个同步通道相结合,使Peter Winzer,Xi Chen和Greg Raybon能够验证其创新的光通信设计。


市面上虽然有些示波器能够提供高带宽,但仅限于1个通道, 这远远不够。因为它只能检测一个偏振态的正弦波, 而这仅仅是解密光信号所需信息的1/4。收到这台四通道高带宽的示波器,就立即创造了两项世界记录,这台示波器使用户能够以最高的符号速率设计一个完整的相干接收机。


诺基亚贝尔实验室的Xi Chen博士和Greg Raybon博士使用Keysight UXR示波器进行测试。


现在,Peter Winzer博士的团队使用是德科技的4通道,110 GHz UXR示波器来捕获所有4个偏振态,使他能够解调并验证他的设计。UXR同时在4个通道上提供110 GHz带宽,这是第一个也是唯一一个能够在单个整合平台的4个通道提供如此带宽的示波器。


通过使用UXR示波器,Greg Raybon等人用QPSK信号验证了720Gb/s的数据可操作性,而Xi Chen等人实现了每载波速率1.6Tb/s。


虽然诺基亚贝尔实验室处于技术的最前沿,但未来几个月和几年内,其他几个研究实验室也会追随他们的脚步。在UXR之前,设计和研究人员受到测试设备的限制。现在,他们不再受带宽或通道可用数量的限制,无需因测试设备的限制做研发进程的折衷选择,他们可以专注于改进他们的器件并在光通信研究方面取得新的突破。


UXR系列示波器提供13 GHz至110 GHz的型号,具有全带宽可升级性,可满足所有高速数据测试需求,与是德科技2018年9月发布的120GSa/s AWG(任意波形发生器)一起将Terabit测试的梦想照进现实。

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