一、 光網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng):
1.光交換與光互聯(lián):
NTT的研究者探討了下一代光網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)模式,作者構(gòu)建的互聯(lián)系統(tǒng)主要包含三個(gè)功能,支持WDM應(yīng)用的光交換、通用多協(xié)議標(biāo)記交換(GMPLS)和光傳送網(wǎng)(OTN)。先簡(jiǎn)單介紹GMPLS和OTN的概念。多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)是一種用于快速數(shù)據(jù)包交換和路由的體系,它為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量提供了目標(biāo)、路由、轉(zhuǎn)發(fā)和交換等能力,在以IP數(shù)據(jù)包交換為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)里,MPLS有廣泛的使用。為了適應(yīng)下一代的光網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用,IETF對(duì)MPLS的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做了擴(kuò)展,以便能適用于時(shí)分復(fù)用(TDM)、WDM以及光交叉互聯(lián)(OXC)等技術(shù),這就是GMPLS協(xié)議體系。它可有效地屏蔽底層傳輸媒介的差異,提供一致的傳輸連接的建立維護(hù)與高效流量工程控制。而OTN的基本思想則是將點(diǎn)到點(diǎn)的WDM系統(tǒng)用OXC互連節(jié)點(diǎn)和光分插復(fù)用(OADM)節(jié)點(diǎn)連接起來,組成光傳送網(wǎng)。作者的整個(gè)系統(tǒng)包含如下特征:(1)在用戶網(wǎng)絡(luò)接口支持10-Gb/s (OC192/STM64)的光學(xué)界面;(2)在傳輸平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口使用OTN邏輯判斷層面,以支持WDM功能,框架基于ITU-T Recommendation G.709標(biāo)準(zhǔn);(3)依靠?jī)蓚(gè)信號(hào)協(xié)議和一個(gè)基于流量工程擴(kuò)展的資源預(yù)留協(xié)議(RSVP-TE),能自動(dòng)完成客戶端的光路徑連接,當(dāng)然交換粒度僅限于波長(zhǎng);(4)支持ITU-T Recommendation G.8080自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)提出的全部三種交換連接類型;(5)具有控制平面管理的功能?偟膩砜矗髡唛L(zhǎng)達(dá)16頁(yè)的報(bào)導(dǎo)非常全面,涵蓋了OTN管理、GMPLS管理和波長(zhǎng)路徑建立的詳細(xì)方案,且作者暗示,文中談到許多內(nèi)容已經(jīng)被運(yùn)用在日本第二代Gbit網(wǎng)(JGN2)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試中,并獲得了穩(wěn)定的工作性能。
清華大學(xué)的研究者對(duì)全光標(biāo)簽交換應(yīng)用提供了一種正交調(diào)制方案,在殘留邊帶(VSB)調(diào)制的有效信息上,使用了偏振位移鍵控(POLSK)格式的標(biāo)簽信號(hào)。這里標(biāo)簽是使用鈮酸鋰相位調(diào)制器來調(diào)制的,作者指出調(diào)制過程里鈮酸鋰晶體的雙折射是造成信號(hào)損傷的關(guān)鍵因素,作者證明可以通過采用VSB光學(xué)濾波的方法來消除雙折射對(duì)標(biāo)簽調(diào)制的影響,提高標(biāo)簽對(duì)有效載荷間的消光比特性。由于標(biāo)簽和信號(hào)是正交的,因此作者建議的調(diào)制方式,僅使用偏振片就可以有效對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行擦除,擦除過程里有效載荷的功耗低于1.5 dB。最后作者還探討了PMD對(duì)交換的影響,并建議了一種標(biāo)簽重寫方案。
對(duì)光突發(fā)模式交換(OBS),數(shù)據(jù)緩存是一個(gè)關(guān)鍵且復(fù)雜的過程,不同于通常的光交換,OBS網(wǎng)絡(luò)由于經(jīng)常面對(duì)突發(fā)的,且長(zhǎng)度隨機(jī)的數(shù)據(jù)包,因此無法使用固定長(zhǎng)度的光纖延時(shí)線做緩存。希臘的研究者對(duì)這類問題做了研究,作者使用前向反饋的緩存概念,及時(shí)的對(duì)面臨的異步突發(fā)數(shù)據(jù)包做堆棧處理,在緩存部分,作者結(jié)合使用了光纖延時(shí)線和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器,對(duì)入射信號(hào)作多重緩存或共享式緩存。
2.WDM:
對(duì)WDM光網(wǎng)絡(luò),增強(qiáng)信息路由的靈活性是系統(tǒng)維持較高QoS的本質(zhì)要求,原則上在骨干節(jié)點(diǎn),我們需要合理的設(shè)計(jì),以讓任意波長(zhǎng)的信號(hào)可以由波分復(fù)用器任意入口進(jìn)入,并按需要可以由任意輸出端口輸出,即實(shí)現(xiàn)非阻塞式路由與連接。滿足該要求的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)已有許多報(bào)導(dǎo),最簡(jiǎn)單有效的是選擇集成的陣列波導(dǎo)光柵(AWG)做波分復(fù)用/解復(fù)用器,從器件工作原理可以知道,AWG在譜域是一個(gè)典型的線性循環(huán)器件,因此通過折射率調(diào)節(jié),改變某波長(zhǎng)經(jīng)過器件的光程差就可以將該路信號(hào)路由到另一個(gè)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的輸出端。而這種折射率調(diào)節(jié)一般利用熱光效應(yīng)來實(shí)現(xiàn),而對(duì)基于三五族材料制作的AWG,還可以通過載流子注入的方法來改變折射率以便靈活對(duì)使用輸出通道做出選擇。盡管從原則上對(duì)一個(gè)N×N的WDM應(yīng)用,只需要通過上述折射率變化規(guī)則,實(shí)現(xiàn)一個(gè)N×N的開關(guān)功能就可以實(shí)現(xiàn)無阻塞路由,但事實(shí)上考慮到集成工藝的復(fù)雜性,目前還沒有成功的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本期Kansas大學(xué)的研究者對(duì)N×N WDM無阻塞路由做了研究。作者采用的是多個(gè)1×N交換混合來實(shí)現(xiàn)N×N路由的思路,舉個(gè)例子,對(duì)一個(gè)4×4的WDM結(jié)構(gòu),按簡(jiǎn)單的排列組合運(yùn)算,要實(shí)現(xiàn)無阻塞路由需要有16種可能的路徑。這樣至少需要4個(gè)1×4的復(fù)用器來提供16條路徑,再考慮到器件的完整性,需要在輸入輸出端各使用4個(gè)這樣的復(fù)用器,這樣,要實(shí)現(xiàn)一個(gè)4×4的WDM無阻塞路由,至少需要8個(gè)1×4的復(fù)用器。因此類推可知,對(duì)一個(gè)N×N的路由,需要提供N2條可行路徑,盡管很復(fù)雜,但至少這樣的路由規(guī)則可以實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)。接著作者對(duì)其單個(gè)1×N的交換單元結(jié)構(gòu)做了描述,該結(jié)構(gòu)由兩個(gè)N×1的AWG和一個(gè)相位漂移陣列以“三明治”的形式連接,原理同上,通過相位漂移陣列來改變?nèi)肷涔馔ㄟ^器件的光程差,進(jìn)而對(duì)輸出端口做選擇。
成都電子科技大學(xué)的研究者則對(duì)WDM光網(wǎng)絡(luò)生存性策略做了研究,提供一種保護(hù)算法以讓網(wǎng)絡(luò)能夠容忍單個(gè)的共享風(fēng)險(xiǎn)鏈路組(SRLG)斷裂。所謂的SRLG是由IETF建議的,用來共享相同物理資源(即共享相同失效風(fēng)險(xiǎn))的一組鏈路。作者建議的保護(hù)算法主要是根據(jù)特定的用戶要求,先對(duì)工作路徑,以及部分或全部SRLG備份路徑做計(jì)算,以差異化的對(duì)備份資源做評(píng)估,以便合理安排路由。作者證明,現(xiàn)在的方法有利于提高資源利用率,并降低阻塞率。
3.光收發(fā)系統(tǒng):
NTT的研究者證明,對(duì)通常直接調(diào)制的光源,通過使用半導(dǎo)體的增益飽和吸收器件(SAD)可以有效提高輸出信號(hào)的消光比,且作者證明對(duì)消光比改進(jìn)的效果與SAD的長(zhǎng)度有關(guān),當(dāng)選擇其長(zhǎng)度為350 μm時(shí),可以將消光比由6.8 dB提升到8.2 dB;之所以要提高發(fā)射信號(hào)消光比,主要是因?yàn)楦叩南獗饶苡行У钟盘?hào)在光纖傳輸過程里非線性帶來的干擾,本期有一篇來自葡萄牙研究者的論文,就對(duì)這個(gè)問題做了詳細(xì)的論述;愛爾蘭的研究者研究了用于光時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)的超快脈沖源工作情況,這類光源通常是基于有增益開關(guān)的激光器,再通過光柵對(duì)脈沖進(jìn)行壓縮來實(shí)現(xiàn)的。作者指出在脈沖壓縮過程里會(huì)產(chǎn)生脈沖啁啾的現(xiàn)象,以至明顯增加了臨近通道間的干擾。作者證明通過讓用于脈沖壓縮的光纖光柵具有合適的非線性啁啾,能夠有效消除脈沖的啁啾,減少由于強(qiáng)度漂移帶來的功耗;微波光子學(xué)應(yīng)用常需要基于光頻復(fù)用規(guī)則生成微波信號(hào),本期荷蘭研究者通過使用偏振干涉儀實(shí)現(xiàn)了相關(guān)功能,通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試,作者成功顯示了120 Mb/s的16-QAM調(diào)制格式的微波信號(hào)在25km單模光纖(或4.4 km多模光纖)中的穩(wěn)定傳播。且作者證明信號(hào)對(duì)激光相位噪聲有良好的抵御力。
德國(guó)研究者基于干涉直接探測(cè)的方法對(duì)以16進(jìn)制DPSK信號(hào)和16進(jìn)制QAM格式信號(hào)為例的多進(jìn)制調(diào)制信號(hào)做了探測(cè),作者指出16進(jìn)制的QAM格式信號(hào)相比16進(jìn)制DPSK信號(hào)能夠獲得更好的光學(xué)信噪比,但要求探測(cè)前必須對(duì)自相位調(diào)制(SPM)做補(bǔ)償。
英國(guó)Glasgow大學(xué)的研究者設(shè)計(jì)制作了一個(gè)可調(diào)的增益鉗制光放大器。系統(tǒng)使用了兩個(gè)半導(dǎo)體光放大器在一個(gè)環(huán)形激光腔內(nèi)工作,一個(gè)用來對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大,另一個(gè)用來做增益控制,系統(tǒng)非常適合對(duì)增益均衡性要求高,以及具有線性增益要求的應(yīng)用;對(duì)光纖拉曼放大系統(tǒng),加拿大的研究者設(shè)計(jì)了多波長(zhǎng)泵浦的方案,很好的抑制了放大過程中相對(duì)強(qiáng)度噪聲的產(chǎn)生。
二、光電器件:
成都電子科技大學(xué)的研究者依據(jù)芯層有效面積對(duì)斯托克斯波長(zhǎng)的變化關(guān)系建議了一種多階拉曼光纖激光器的級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)方案。該方案有利于確定最佳的拉曼光纖長(zhǎng)度和輸出耦合器的反射率大小,以便獲得最佳的泵浦光對(duì)斯托克斯光的轉(zhuǎn)換效率;臺(tái)灣中山大學(xué)的研究者對(duì)蝴蝶結(jié)型半導(dǎo)體激光器的封裝工藝做了研究,作者指出在激光焊接封裝的過程里,位置偏移帶來的誤差能夠造成激光器耦合效率的快速下降,作者通過挖槽的補(bǔ)償方法,證明能有效抑制這些位置偏移誤差;東芝公司的研究者通過在采樣光柵分布Bragg發(fā)射激光器(SG-DBR)中央使用一Z向切割的石英標(biāo)準(zhǔn)具,并在標(biāo)準(zhǔn)具上采用無模跳的三電極控制,實(shí)現(xiàn)了對(duì)激光頻率的穩(wěn)定、快速和精準(zhǔn)控制;比利時(shí)的研究者研究了電注入薄膜InGaAsP微盤激光器的熱穩(wěn)定性,作者指出這類激光器在室溫下具有10 K/mW的較高熱阻抗,因此僅適合于脈沖發(fā)射。
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