Y11T36 【通信基础】啁啾、展宽因子、色散代价
啁啾这个词，在光模块的参数里用的非常非常多，直接调制的DFB、高速EML，还有微环调制器等等，都会用到这个词。
因为，啁啾会引起色散代价增大，影响通信质量。
啁啾，有各种各样的描述，虽然描述的语句有所差异，但本质没变，只是换了一些专业词汇而已。
啁啾，是一个信号（或者叫符号，或者叫脉冲，都可以）的频率随时间变化的现象。
这个信号是“时域”信号，去年的基础解析里专门分析过什么叫做眼图。我们以太网光模块、PON光模块等等用到的NRZ信号，PAM4信号，这些信号都是时域脉冲信号，也叫做强度调制信号，或者叫做调幅信号。
也就是在不同的时刻，通过判断信号的“强度” “幅度”的高或低来表示这一刻携带的信号是“1”还是“0”
这是幅度调制，也简称为AM，就是咱们收音机听到的AM。
理论上，我们调制幅度或者强度，不会改变载波的频率。可但是，常用的直接调制的半导体激光器DFB，幅度的强弱是由电流大小来确定的，而电流大或小，激光器的幅度变化的同时，引起内部谐振腔的等效折射率变化，导致激光器的谐振频率发生偏移。
线宽是频率的范围，由于半导体激光器的电流大小导致了谐振频率的变化，所以在信号调制后，出现了频率范围增宽的现象。
这是频率的展宽，也叫做线宽展宽因子，或者叫啁啾因子。
强度调制的信号，是幅度随时间变化的现象，叫做AM
由于某些调制的原理如DML（直接调制）的DFB，或者电吸收调制的EML，导致在【幅度随时间变化】的同时，产生了频率随时间变化的现象。
频率随时间变化的现象，叫做FM，（收音机听到的那个调频FM）
再重复一遍刚才提到的啁啾的定义，啁啾是（AM幅度调制）信号的频率随时间变化的现象。
这就是有些科学家提到的，啁啾就是AM寄生了一个FM的现象。
高速DFB，高速EML，这些芯片里随着信号幅度的变化，伴随着内部载流子浓度的变化，所以存在啁啾。但MZM马赫曾德调制器没有啁啾，它的调制是通过干涉实现的，且与激光器分离，激光器是CW激光器，无载流子浓度变化。
Y11T29 【通信基础】马赫曾德MZ、马赫曾德调制器MZM
在光通信的行业标准中，对于啁啾的定义，测试框图如下
DFB激光器的展宽因子（啁啾因子）α，与频率偏移的关系。k是DFB激光器的k因子，是设计决定的。
光谱宽度△λ、频率范围（漂移）△f，这两个参数是可以换算的。用光谱仪可以测试出△λ，也就可以推导出频率偏移，或者更精确的通过电频谱仪来精确测量瞬态频率随时间变化的值。
啁啾导致了信号的频率偏移，而不同频率的光在光纤的传输速度是不一样的。那么频率的偏移展宽，就会导致时延
Y11T8 1310nm的光在硅波导的实际波长不是1310nm
而一个信号由于时延，导致前后码型出现干扰，这就是ISI，码间干扰。
有三个处理方式，
第一，减小传输距离L，这就是为什么啁啾大的DFB直调类型传不远，啁啾小的EML传的略长一些，无啁啾的MZ调制器传的更远一些。这都是在算ISI所允许的时延范围内的“传输距离”限制。
第二，采用低色散波段，降低D，在波分复用里，就会看到用DFB的、EML的，这些波段都几乎乌央乌央的挤在了“零”色散区间内。这是在目标传输距离不能降低的前提下，通过选择低色散波段来降低时延，避免码间干扰。
第三，就是降低啁啾△f，道理与第一条一样，这是乘积关系，降低啁啾，就允许距离传输的更长一些。
Y11T30 【通信基础】波分复用CWDM、MWDM、LWDM、DWDM
从理论上来说，DFB要调制信号幅度，就会变化电流的大小，变化电流的大小就会引起激光器的谐振腔相位与增益的变化，从而产生寄生的频率调制，由于频率的变化，导致在光纤传输中的速度不同（色散效应），产生了时延，时延导致脉冲的时域展宽，时域展宽导致了前后码型的相互干扰，由于ISI码间干扰，导致出现信息误判，误码率增大，灵敏度劣化。
这一个逻辑链条，就是由于啁啾.....与光纤色散效应...., 共同导致了灵敏度劣化，
啁啾引起色散代价。
从这个角度来看，就选择啁啾小或者无啁啾的技术方案呗。
存在即合理，为什么产业里还有那么多DFB的激光器用于光模块，而不是都选择EML或者MZM呢。
成本。
虽然啁啾大，传输距离受限，但是成本也低。这就是ONU光模块用2.5G DFB、10G DFB、25G DFB，且选择零色散波段，原因就在于低成本的属性。
这也是800Gbps光模块在10km传输距离，选择略低啁啾的EML方案，而尽量不选择MZM，也是源于性价比优势。
那么啁啾很大，还想使用低成本的DFB方案，就有了“啁啾管理”的概念。
可以通过降低载流子浓度的变化，也就是降低消光比，来降低啁啾，或者通过时延补偿，用啁啾光栅来对不同的频率的光的等效光程做补偿，降低啁啾。可以把传统DFB的啁啾从大约3的啁啾因子，降低到<1，从而降低频率的漂移，控制光纤传输的色散代价。
或者通过推挽式对称结构来做啁啾互补，一个频率正偏，一个频率负偏，这样综合以后就完成了“啁啾管理”
啁啾，本质上就是频率的变化与偏离，如果这个现象影响了我们的性能，这就是劣势，需要管理，需要控制。
但是，啁啾在光模块里，也会有很多正向的应用，如啁啾光栅做不同频率的反射控制，实现快速的波长可调谐设计。
可以利用啁啾的色散展宽与自相位调制的反向压缩，也就是频率正偏与反偏的同时作用形成“光孤子”，实现脉冲压缩，降低线宽，提高信号质量。
用于注入锁定窄线宽激光器，或者是光频梳的窄线宽多波长激光器....
这些用了啁啾这个现象，提高性能，这就是优势了。
先写这些，后续在基础解析里，再展开来做一起关于啁啾相关的解析。
