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InP-basierte elektrische und elektro-optische Komponenten für 112 Gb/s OOK Systeme

InP-basierte elektrische und elektro-optische Komponenten für 112 Gb/s OOK Systeme
 
: Schubert, C.; Makon, R.E.; Steffan, A.G.; Driad, R.; Bach, H.-G.; Mekonnen, G.G.; Zhang, R.; Ludwig, R.; Schmidt-Langhorst, C.

Schäffer, C. ; Informationstechnische Gesellschaft -ITG-, Fachausschuß 5.3 Optische Nachrichtentechnik; Informationstechnische Gesellschaft -ITG-, Fachgruppe 5.3.3 Photonische Netze:
Photonische Netze. Vorträge der 11. ITG-Fachtagung 2010 : 3. bis 4. Mai 2010 in Leipzig
Berlin: VDE-Verlag, 2010 (ITG-Fachbericht 222)
ISBN: 978-3-8007-3249-4
S.157-163
Fachtagung Photonische Netze <11, 2010, Leipzig>
Deutsch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer IAF ()
Fraunhofer HHI ()

Abstract
The development of transmission technology for 100G long-haul transmission systems is mainly concentrated on systems with low symbol rate (up to about 50 Gbaud) in conjunction with higher-order modulation formats (e.g. QPSK) and coherent detection. These systems provide a high spectral efficiency and robustness against transmission impairments. For short-reach systems or future long-haul systems with higher data rates (400 Gb/s or above), the use of higher symbol rates (100 Gbaud or higher) is of interest. Such systems have comparably simple transmitter and receiver architectures, which could result in cost-efficient realizations. However, this is only true if compact and integrated solutions for the key-components (optical-to-electrical-, electrical-to-optical-conversion, electrical amplification and processing) are found at such high symbol rates. Within the European funded projects HECTO and GIBON, such key-components, based on InP technology, have been realized over the past 3 to 3.5 years. In this paper, we report on the application of the InP-based components developed in HECTO and GIBON, in particular the receiver components, in system experiments up to 112 Gb/s OOK. The investigated components are: 1) a high-speed photoreceiver (up to 112 Gb/s), comprising a photodiode and a traveling-wave amplifier, monolithically integrated on a single chip; 2) a bias-feeding photodetector with high bandwidth (90 GHz), which can be adapted to the subsequent electronic components by a variable output DC level and 3) a CDR-module, developed by the Fraunhofer IAF, which enables simultaneous electrical 1:2 demultiplexing and clock recovery up to 112 Gb/s. We show measurements of eye diagrams and bit error ratios up to 112 Gb/s.

 

Die Entwicklung von Übertragungstechniken für künftige 100 G Übertragungssysteme konzentriert sich im Weitverkehr vordringlich auf Systeme mit geringen Symbolraten (bis etwa 50 Gbaud) in Verbindung mit höherwertigen Modulationsformaten (z.B. QPSK) und kohärenter Detektion. Diese Systeme zeichnen sich durch hohe spektrale Effizienz und große Robustheit gegen Übertragungsstörungen aus. Für kurze Reichweiten oder auch zukünftige höherratige Übertragungssysteme (400 Gb/s und darüber) ist der Einsatz von Systemen mit hoher Symbolrate (100 Gbaud) von Interesse. Diese Systeme haben vergleichsweise einfache und damit potentiell kostengünstige Sender- und Empfängerstrukturen. Allerdings nur, sofern es gelingt kompakte und integrierte Lösungen für die Schlüsselkomponenten (opto-elektrische Wandler, elektro-optische Wandler, elektrische Verstärker und Signalverarbeitungsbausteine) zu finden.
Im Rahmen der von der Europäischen Union geförderten Projekte HECTO und GIBON ist innerhalb der letzten 3 - 3,5 Jahre an der Entwicklung dieser Schlüsselkomponenten, basierend auf InP, gearbeitet worden.
In diesem Beitrag wird über den Einsatz der im Rahmen von HECTO und GIBON entwickelten InP-basierten Komponenten in Systemexperimenten bei bis zu 112 Gb/s OOK berichtet. Im Vordergrund stehen dabei die Empfängerkomponenten. Dies ist zum einen ein schneller „photoreceiver“ (bis 112 Gb/s), bestehend aus einer Photodiode und einem Wanderwellen-Verstärker monolithisch integriert auf einem InP-Chip. Des weiteren ein „bias-feeding“ Photodetektor mit hoher Bandbreite (90 GHz), dessen Ausgangspegel auf die nachfolgende Elektronik angepasst werden kann. Sowie ein am Fraunhofer IAF entwickeltes, InP-basiertes CDR Modul, das gleichzeitiges elektrisches 1:2 Demuliplexen und Taktrückgewinnung bei bis zu 112 Gb/s erlaubt. Es werden Messungen von Augendiagrammen und Fehlerraten bei 112 Gb/s präsentiert.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-134541.html