显示/光电技术中的甚短距离光传输技术（VSR）简介
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2020-11-13
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显示显示/光电技术中的甚短距离光传输技术（光电技术中的甚短距离光传输技术（VSR）简介）简介
现有的同步光网络系统是按长距离骨干网设计的，采用的是比较昂贵的串行光发射和接收设备，对光纤线路的
要求较高，必须对整个光纤链路进行细致地设计、模拟。而短距离光传送方式与骨干网有很大的不同，由于距
离 较短，可以不必考虑复杂的光纤线路设计，如色散和非线性等问题；不需要解决光放大等中继问题，对光源
的要 求也相应降低。此时再采用串行光传送设备显然代价太高，而采用并行传送的方式可以降低每根光纤上的
传送速 率，降低对光器件的要求，减少连接成本。据统计，80％的10 Gb/s数据通信链路连接在100m距离以
内，对廉价的 10Gb/s收发器的需求极为广泛。 甚短距离光传输（Very Short Reac
现有的同步光网络系统是按长距离骨干网设计的，采用的是比较昂贵的串行光发射和接收设备，对光纤线路的 要求较
高，必须对整个光纤链路进行细致地设计、模拟。而短距离光传送方式与骨干网有很大的不同，由于距离 较短，可以不必考
虑复杂的光纤线路设计，如色散和非线性等问题；不需要解决光放大等中继问题，对光源的要 求也相应降低。此时再采用串
行光传送设备显然代价太高，而采用并行传送的方式可以降低每根光纤上的传送速 率，降低对光器件的要求，减少连接成
本。据统计，80％的10 Gb/s数据通信链路连接在100m距离以内，对廉价的 10Gb/s收发器的需求极为广泛。
甚短距离光传输（Very Short Reach，VSR）技术正是在这种背景下产生的。在2000—2003年间，光网络互连论 坛
（Optical Internetworking Forum，OIF）相继通过了VSR的5个建议（VSR4－l.0， VSR4－2.0， VSR4－3.0， VSR4－4.0
和VSR4-5.0），以及40Gb/s的VSR5部分建议。CISCO公司和CIENA公司于2000年底率先联合发布了基于VSR4－1.0的产
品，它采用850 nm的垂直腔面发射激光器（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL）阵列作为光源，12根并行多模
光纤带实现了超过300 m的10 Gb/s速率传送。
国际电信联盟ITU－T也于2001年底制定了VSR标准：G.693（Optical InterFaces forIntra－Office Systems，又叫做
G.vsr）。目前，关于甚短距离光传输的标准仍在由各个国际组织制定之中。
可以说，VSR技术的目的是采用最经济的光通信技术在短距离传输上占据市场，其最关键技术便是VCSEL。在OIF的几个
建议中，除VSR4－2.0/5.0采用1310 nm光源外，其他三个建议都是采用850 nm的VCSEL做光源。目前的骨干网普遍采用长
波长1.3μm和1.5μm边发射的激光光源，而没有采用850 nm的VCSEL，这是由器件工艺水平和光纤传输特性等决定的，如最
低损耗窗口、最佳色散窗口等。
VCSEL相对于传统的边发射激光器来讲，最大的优势在于低成本。GaAs基的VCSEL研究和制造己经很成熟，价格非常便
宜，2～3美元就可以买到。工作于1.3～1.5μm波段的InGaAsP/InP激光器，由于异质材料间的折射率差很小，难以有效地研
制出高反射率的DBR（Distributed Bragg Reflector）反射镜来实现VCSEL结构，因此目前长波长的VCSEL还不成熟，无法应
用于长距离通信系统，但对于成本非常敏感的短距离应用场合，例如接入网、光纤通道和存储区域网、以太网，以及VSR等
应用场合，VCSEL是比较好的选择。
硅材料对850 nm波段的光有较好的响应，并且硅基光电探测器与硅微电子工艺兼容，易于实现硅基的光电集成，如光电
探测器和前置放大电路、信号处理电路的集成，可实现硅基OEIC（Optical Electronic Integrated Circuit，光电集成电路）光
接收芯片规模化生产，从而能使硅基光接收器造价降低，因此硅基光接收器和VCSEL光发射机组成的收发器在甚短距离光传
输上有很重要的应用。
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