利用SiGeBiCMOS6分路前馈均衡器支持的直接调制1326nm短腔VCSEL，实现了15kmSSMF上50Gb/s、5kmSSMF上60Gb/s和64Gb/s背对背的无dsp实时NRZ传输。
SSMF和64Gb/s背靠背与1.3umvcsel无DSP和实时NRZ传输50Gb/s超过15km-实验结果与讨论
不同SSMF长度下的光电链路（不含FFE和RF放大器）的小信号频率响应如图2所示。在背靠背（B2B）情况下，由于1326nm的SSMF色散和VCSEL啁啾的结合，在15kmSSMF处观察到15.5GHz的3db带宽下降到12GHz。这表明，短距离的主要带宽限制是由于VCSEL调制带宽，而较长距离的主要带宽限制是由于色散和VCSEL啁啾的结合。
图2 VCSEL偏置为12mA时，SSMF上不同传输距离下光电链路s参数归一化
为了评估链路性能，使用图1所示的系统进行实时误码率测量。首先，以不同的速率执行B2B度量。所得到的误码率曲线作为接收平均光功率（由VOA控制）的函数如图3所示。对于每个速率，当VOA被设置为Min衰减时，FFE参数被优化以达到Min误码率，然后在误码率曲线的其余部分被固定。对于50Gb/s实验，Min误码率为12mA，对于60和64Gb/s实验，使用14mA的VCSEL偏置电流。在光链路（B2B）中有大约2dB的插入损耗，导致在12mA（14mA）的偏置电流下Max接收功率为2.7dbm（3.1dBm）。对于50Gb/s，接收光功率超过-4dBm时，可以实现无差错运行（发送1×1013位后无差错），因此无差错链路余量至少为5.7dB。在60Gb/s时，接收光功率为2dBm时的Min误码率为4.4×10-8。假设RS（544,514）前馈纠错（FEC），FEC前的误码率为2.4×10-4(KP4-FEC)，在该值下，相对于50Gb/s存在约5dB的惩罚。在64Gb/s光接收功率为2.5dBm时，Min误码率为1.24×10-3。在FEC前的误码率为3.8×10-3时，假设7%-OH的HD-FEC，相对于50Gb/s会出现10dB左右的损失，相对于60Gb/s会出现7dB左右的损失，这是由于在这些速率下闭眼次数增加造成的。
图3 50Gb/s(a)、60Gb/s(b)和64Gb/s(c)下B2B通信在0dBm时接收光功率（40mV-10ps/div，采用70GHz采样范围测量）的接收眼图。B2B通信的实时误码率曲线(d)。
图4显示了不同SSMF长度下的误码率与接收平均功率的关系。相应链路的频率响应如图2a所示。在50Gb/s下，10km以上的传输以Min的2×10-12的误码率获得。在HD-FEC和KP4-FEC中，相对于B2B情况，可以观察到大约1dB的功率损失。对于超过15kmSSMF的传输，在-3.1dBm的光接收功率（去除VOA以获得Min的插入损耗）下观察到Min的BER为3×10-4。由于长光纤相对于B2B操作的额外衰减，较低的BER是不可能的。在HD-FEC阈值处，相对于B2B传输存在4dB的损失。在60Gb/s下，2km和5km的SSMF传输分别导致Min误码率为8.2×10-6（低于KP4-FEC）和2.7×10-3（低于HD-FEC）。在2公里的功率损失为2dB(HD-FEC和KPFEC)，而在5公里的功率损失为7dB（HD-FEC）。功率损失归因于VCSEL啁啾和光纤色散的结合（因为VCSEL发射波长并不完全处于零色散波长），导致带宽减少（见图2a）。
图4 (a)50Gb/s和(b)60Gb/s传输实验的实时误码率曲线和眼图
我们展示了一种O波段NRZ-OOK无DSP链路，该链路基于发射波长为1326nm的单模短腔InP VCSEL，支持内部设计的发射侧6分路模拟前馈均衡器。在50Gb/s下，传输超过10km，Min误码率为2×10-12，传输高达15km，误码率低于7% OH HD-FEC（误码率=3.8×10-3）实现，这是迄今为止报道的50Gb/s下z长的实时（无离线处理）O波段VCSEL链路。超过15公里的SSMF传输显示了将VCSELs用于数据中心间互连链路的潜力，并为400GBase-LR8标准提供了可行的替代方案。在60Gb/s的情况下，传输高达5km的SSMF，BER低于HD-FEC，证明O波段vcsel可以用于数据中心内部距离。这是该速度下z长的实时O波段VCSEL链路。在64Gb/s的传输速率下，传输误码低于HD-FEC，这是迄今为止z快的实时O波段VCSEL链路。
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