Page 19 - 网络电信2021年9月刊上

数量。目前市场上有两种基于多波长复用技术的产品。一种
是BiDi(Bi－direction)技术，如图5(以40G为例)所示，光
模块有两个20Gbps的双向通道，每根光纤都具有发送和接收
功能(多模光纤支持850nm和900nm两个波长)，最终在2根光
纤上实现了40G传输，且无需额外安装MPT 连接器。值得注意
的是，由于BiDi收发器的每根光纤既传输又接收信号，所以
不支持端口分支功能。另一种技术是短波分复用(SWDM)技术,
如6所示。与BiDi类似，SWDM仅需要一个两芯LC双工连接，
不同的是SWDM需要工作在850nm到940nm之间4个不同的波长
上，其中一根光纤用于传输信号，另一根用于接收信号。
六、PAM4调制技术
PAM4(4-Level Pulse Amplitude Modulation,四电平脉冲 被IEEE标准所采纳作为40G/100G传输的连接器类型一种。MPO
幅度调制),是PAM调制技术的一种，其采用4个不同的信号电平
来进行信号传输，每个符号周期可以表示2个bit的逻辑信息,
也就是一个单位时间内是四个电平。
NRZ(Non-return-to-zero)信号传输技术是传统的数字信
号采用最多的，即采用高，低两种信号电平来表示要传输的数
字逻辑信号的1/0信息，每个信号符号周期可以传输1bit的逻
辑信息。
图7是典型的PAM4与NRZ的信号波形及眼图对比。
与NRZ相比,PAM4具有4种数字幅度电平,每个电平或符码都
包含两个信息bit,在相同的波特率下，吞吐量是NRZ的两倍。
网络时代的快速发展，带来了更高网络传输速率的需求。
一般提升光通信传输速率有三种方式：
1. 提高调制速率;
2. 增加WDM信道数目;
3. 增加电平数目。
PAM4技术可以有效提升带宽利用效率，同时PAM4采用高
阶调制格式，就是一个有效的方式来降低光学器件的采用数
量，降低对光学器件性能的要求以及在不同应用场合的性能，
成本，功耗以及密度之间达到一个平衡。大数据和云计算的到
来，流量的增长，迫切需要一个更复杂的调制方式,PAM4是更高
效的调制技术。
在新一代的200G/400G接口标准的制定过程中，普遍的诉求
是每对差分线上的数据速率要提高到50Gbps以上。如果仍然采
用NRZ技术，由于每个符号周期只有不到20ps,对于收发芯片以
及传输链路的时间裕量要求更加苛刻，所以PAM4技术的采用几
乎成为了必然趋势 。
PAM4调制的实现基础:
一般实现PAM4调制的技术分为两类，分别是基于DSP的数字
DAC实现方法或者是基于模拟的Combine方法。主流的模拟方式
是基于MSB+LSB Combiner来实现PAM4信号，有两路NRZ信号进行
相加操作。主流的数字方式是基于高速DAC的方式进行0/1/2/3
电平的快速输出。
PAM4信号作为下一代数据中心中高速信号互连的热门信号
传输技术，被广泛应用于200G/400G接口的电信号或光信号。
七、MPO/MTP分支跳线
MPO(Multi-fiber Push On)是一种多芯光纤连接器类型，
网络电信 二零二一年九月
图 7 PAM4 与 NRZ 调制技术
高密度光纤预连接系统目前主要用于三大领域：数据中心的高
密度环境的应用；光纤到大楼的应用；在分光器、光收发设备
内部的连接应用。MPO连接器是一种多芯数连接器标准，通常将
12芯光纤排为一列，可支持一列或多列光纤在同一个MPO连接
器内，根据连接器内排放的芯数不同分为一列（12芯），多列
（24芯或以上）。
MTP是美国US Conec公司生产注册的MPO光纤连接器品牌，
其生产的多芯连接器散件和插芯，专称为MTP连接器。
MPO连接器采用MT（Mechanical Type）插芯，即机械式
的对接传输，插芯为多芯数(通常是12芯)。日本住友和藤仓
两家公司在MT/MPO光纤连接器方面所进行的研究开发工作。
研究重点在这些连接器中的关键部件MT套筒的改进。采用了
注入成形(injection molding)法，并选用了PPS(聚苯撑硫)
作为基树脂，这种树脂具有低的热膨胀系数、低的吸水率和
高的机械强度。还选择了合适的填料混进基树脂中来改善其
特性; 提出了在连接端面附近的导引孔周围打倒角，以改善
反复接插的耐久性。开发了2-维阵列MT连接器用的24芯扁光
纤带光缆代替圆光缆。
MTP光纤连接器有至少四种标准的匹配散件，可适配不同类
型的光缆，更具实用性，其中包括：松套结构的圆型光缆；椭
圆外被的带状光缆;带状裸纤；超短尾套连接器散件，非常适合
应用在狭小的空间里，减少45%的体积。
上海天诚通信技术股份有限公司开发的整套MPO/MTP链路解
决方案：
MPO/MTP光纤链路的单元组件主要有4种，其中有MTP/MPO-
MTP/MPO预端接主干、MTP/MPO-LC光纤盒、MTP/MPO-LC分支跳
线、以及LCD-LCD光纤跳线（如图8所示）。
（1）MTP/MPO-MTP/MPO预端接主干
优点：分支器有自主设计的专利；可支持8～192芯主干
缆设计要求；连接器使用进口的高端MTP/MPO连接器；满足1U
配线架的96/144/192通道的设计需要。
性能参数：单个MTP/MPO连接器超低损品质，损耗值在
0.2dB以下（跳线长度需增加光缆本身损耗）。
运用场景：中短距离的机架或机柜之间数据传输交互。
（2）MTP/MPC-LC光纤盒（24芯光纤盒、12芯超高密度光纤
盒）
优点：光纤盒有自主设计的专利；24芯MTP/MPO-LC光纤盒
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