OPM介绍及在40G光网络的应用

光性能检测模块（）作为一个在线监测通道光功率、中心波长及光信噪比（OSNR）等指标的功能模块，在bps的传输中如何适应新的需求，创造新的价值，引入新的技术，正是本文要阐述的主要内容。

1 简介

早在2000年，随着光通信行业的兴起，作为一个在线监测通道光功率、中心波长及光信噪比（OSNR）等指标的功能模块已经引起人们的关注，也有相应的产品面世，但一直未能在实际系统中大规模的使用。直到2008年，随着ROADM的技术成熟，智能光的发展和3G的推广，OPM才逐渐由一个可选配件成为光网络构建中不可或缺的一部分，在实际光网络中大量使用。

图1 OPM的节点示意图

作为一个类似光谱仪的小型光谱监测模块，实现的技术手段种类繁多，但能够在市场上推广的主要有两种：一种是基于衍射型的结构，主要由体光栅和阵列探测器组成，其生产厂商有Accelink（武汉光迅科技股份有限公司）、Bayspec等；另一种是干涉型的结构，主要基于TOF（Tunable optical filter）技术，其生产厂商有Axsun、Optoplex等。两种设计方案在满足基本的光学指标要求时，各有各的优点：基于衍射型的OPM没有活动部件，能够对设定的波长范围内不同波长的光信号进行同时采样，其突出优点是寿命长、稳定性好、能够快速测量；而基于TOF技术的OPM则能在体积和成本上占据一定的优势。

表1是OPM的光学性能指标（以Accelink的产品为例）。

表1 OPM的主要性能参数

2 网络的

光网络的发展基于传输容量需求不断增长，在传统的光纤线路上来解决这个矛盾的主要手段有两种：1、提高传输速率；2、增加传输的数量。bps的传输技术已经成熟并得到广泛的应用，40Gbps的光网络对很多传统的光无源器件提出了较高的色散（CD）和偏振模相关度（PMD）的要求，而对OPM而言，其主要的改变在于两点：1、不同种类的码型带来信号识别的困难；2、高速率下各种码型的展宽带来的信号计算方法的改变。

在10Gbps网络中，主要的调整手段为幅度调制，主要的传输码型为NRZ（非归零码），RZ（归零码）；而在40Gbps网络中，由于传输速率的提高，相位调制成为了主要的手段。下表列举了部分传输码型的调制方式及光谱特征，其中包含：NRZ（非归零码），RZ-50%(占空比50%的归零码)，PSBT(相位整形二进制传输)，NRZ-DPSK(非归零-差分相移键控)，RZ-50% DPSK(占空比50%的归零码-差分正交相移键控)，NRZ-DQPSK(非归零-差分正交相移键控)，RZ-50% DQPSK(占空比 50% 归零码－差分正交相移键控)，DP-DQPSK(双偏振差分正交相移键控)。

表2 各种编码的幅度、相位和光谱

目前实际40G系统使用较多的编码为NRZ-DPSK和NRZ-DQPSK，而随着光网络的发展，传输速率会进一步提高，调制解调的方式也会不断更新。100G将是未来传输网络的发展趋势。

3 OPM在40G中的应用特点

光网络的发展除了速率不断提升之外，其智能化程度也在不断提升。而智能化的管理就需要对网络的状态和信号进行实时的检测，从而进行动态的控制。对OPM而言，为光网络提供可靠、准确和实时的信息，成为光网络管理的重要环节，其作用不可小视。在40G的光传输网络中，我们首先对几种仪表及不同传输码型及速率下的测试能力进行对比，说明OPM在网络应用中的特点。

图2 测试框图

表3说明OPM的测试能力和光谱仪一致，而光功率计则只能测试光功率一项。值得一提的是，对OSNR的测试，目前OPM和OSA都是基于外插法进行测试，而对于40G传输下的光信号，由于光谱的展宽往往超出了DWDM的噪声测试点，所以无法得到准确的OSNR值，其结果仅能作为参考。

表3 OPM、光谱仪和光功率计的对比结果