一、光網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)：
1．網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化配置：
    對(duì)光網(wǎng)絡(luò)，為了提高資源利用率，并維持較好的QoS，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)可重構(gòu)的路徑分配是最終要求。最理想的情況，在信息流到達(dá)網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)的時(shí)候需要即時(shí)的獲得一個(gè)光路徑，在完成傳輸后，馬上釋放該路徑。為了實(shí)現(xiàn)這樣的動(dòng)態(tài)光路徑分配，已經(jīng)有了許多有益研究成果。例如常見(jiàn)的光突發(fā)模式交換（OBS）就是為突發(fā)信號(hào)及時(shí)分配光路徑的交換技術(shù)。在這個(gè)問(wèn)題上，提高光路徑利用率是關(guān)鍵，該參數(shù)可以簡(jiǎn)單定義為待發(fā)射信號(hào)傳輸時(shí)間與被分配光路徑占據(jù)時(shí)間的比值。本期London大學(xué)的研究者就光路徑的動(dòng)態(tài)優(yōu)化配置做了研究。主要改進(jìn)在預(yù)約機(jī)制上，通過(guò)對(duì)傳輸數(shù)據(jù)到達(dá)和離開(kāi)時(shí)間的預(yù)估，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)到達(dá)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)相關(guān)交換活動(dòng)的排序，以便合理安排路徑。其研究的主要結(jié)果有三個(gè)，其一是中央和分布控制平面，基于雙向預(yù)約機(jī)制來(lái)改進(jìn)光路徑利用率，以實(shí)現(xiàn)智能化路徑預(yù)約；其二是通過(guò)對(duì)輸入數(shù)據(jù)自相關(guān)等操作，以便統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)流長(zhǎng)度，進(jìn)而提出了處理過(guò)度預(yù)約的策略。同時(shí)通過(guò)推導(dǎo)和模擬，作者也分析了相應(yīng)預(yù)約機(jī)制所產(chǎn)生的預(yù)測(cè)誤差以及由于不充分預(yù)約帶來(lái)的損耗；采用提出的預(yù)約機(jī)制進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測(cè)試，并與波長(zhǎng)路由的OBS（WR-OBS）系統(tǒng)做了比較，證明提出方法比WR-OBS效率更高。
    Montana State大學(xué)的研究者也對(duì)波長(zhǎng)預(yù)約機(jī)制做了研究，但重點(diǎn)放在解決預(yù)約沖突問(wèn)題，即對(duì)同一個(gè)空閑波長(zhǎng)，有兩個(gè)或更多的預(yù)約請(qǐng)求該怎么辦。作者談到即使對(duì)輕微過(guò)載的網(wǎng)絡(luò)，沖突也是不可避免的。首先，作者使用的波長(zhǎng)預(yù)約機(jī)制是一種后向預(yù)約機(jī)制，即由待傳輸信息向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)射一個(gè)探測(cè)信號(hào)，在探測(cè)信號(hào)向目標(biāo)發(fā)射過(guò)程里，每經(jīng)過(guò)一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)便更新其攜帶波長(zhǎng)圖表信息，被占用的波長(zhǎng)會(huì)在波長(zhǎng)圖表位置更新顯示“繁忙”這樣在到達(dá)目標(biāo)后，首先可以確定“空閑”波長(zhǎng)信息。這樣待發(fā)送信息會(huì)向目標(biāo)“空閑”波長(zhǎng)發(fā)出“預(yù)約”信號(hào)，用于信息上載。當(dāng)連接完成后，源信息再發(fā)射“釋放”信號(hào)以釋放占用波長(zhǎng)。作者基于馬爾可夫（Markov）預(yù)測(cè)算法改進(jìn)了預(yù)約機(jī)制，以便減少?zèng)_突。對(duì)事件的全面預(yù)測(cè)，不僅要能夠指出事件發(fā)生的各種可能結(jié)果，而且還必須給出每一種結(jié)果出現(xiàn)的概率。馬爾可夫（Markov）預(yù)測(cè)法，就是一種預(yù)測(cè)事件發(fā)生的概率的方法。作者基于馬爾可夫鏈，根據(jù)鏈路當(dāng)前狀況預(yù)測(cè)其將來(lái)各個(gè)時(shí)刻波長(zhǎng)使用情況。這樣在每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，除了對(duì)波長(zhǎng)占用圖表進(jìn)行更新，還實(shí)時(shí)保留了對(duì)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)波長(zhǎng)安排狀況的猜測(cè)信息。這樣對(duì)特定路由信息發(fā)射探測(cè)信號(hào)后，將獲得的波長(zhǎng)響應(yīng)除了“空閑”和“繁忙”，又多了一個(gè)“猜測(cè)可能繁忙”，這樣源信息只對(duì)“空閑”波長(zhǎng)發(fā)射“預(yù)約”信號(hào)，而在無(wú)“空閑”時(shí)，將發(fā)射“釋放”信號(hào)，這樣就減少了沖突幾率。
    EPON是研究較多的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案，許多在ONU內(nèi)部動(dòng)態(tài)分配帶寬的算法也已經(jīng)提出，以便支持多樣化的服務(wù)。但本期加拿大Western Ontario大學(xué)的研究者指出，已有的方案對(duì)帶寬需求缺乏層次化的調(diào)度，以至難以獲得較穩(wěn)定的QoS水平。因此作者對(duì)EPON帶寬配置做了改進(jìn)，提出了兩階的準(zhǔn)入控制系統(tǒng)。一方面在ONU，會(huì)根據(jù)可獲得的帶寬資源局域化的控制信息的準(zhǔn)入，另一方面也同時(shí)在OLT履行全局化的準(zhǔn)入調(diào)度。作者這樣的配置框架事實(shí)上集成了動(dòng)態(tài)帶寬分配和預(yù)約機(jī)制兩種功能。通過(guò)對(duì)提出構(gòu)架與已有方案進(jìn)行比較，作者暗示盡管目前方法在保證多樣化服務(wù)上較已有系統(tǒng)并沒(méi)有明顯改進(jìn)，但更有利于維持穩(wěn)定的QoS要求。
    在長(zhǎng)距離頻分復(fù)用（FDM）系統(tǒng)里，傳輸特性受光纖四波混頻（FWM）影響嚴(yán)重。本期日本Ritsumeikan大學(xué)的研究者對(duì)此做了研究，想要找到最佳的頻率配置方案，以抑制FWM的作用。就等間隔頻率配置（ES）方案，作者證明如果讓信號(hào)頻率和零色散頻率分開(kāi)一定間隔，就能有效抑制FWM噪聲。且作者證明隨著兩者的頻差增大，抑制效果也會(huì)改善。最后作者證明結(jié)論可以推廣到采用可重復(fù)不等間隔頻率配置（RUS）等頻率配置方案，且采用RUS比起ES更有利于抑制FWM噪聲。
2．色散補(bǔ)償：
    本月PTL介紹了很多用電子數(shù)字信號(hào)處理來(lái)補(bǔ)償信號(hào)損傷的文章。本期JLT也有一些相關(guān)研究，介紹有代表性的兩篇。
    首先來(lái)看來(lái)自西班牙研究者的一篇論文，作者對(duì)10.7Gb/s的RZ和NRZ-OOK格式信號(hào)，利用數(shù)字信號(hào)處理的方法，探討是否可以同時(shí)補(bǔ)償色散和一階偏振模式色散（PMD）對(duì)信號(hào)傳輸?shù)膿p傷。作者談到，當(dāng)前就電子數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，主要有兩種算法，一是電子增益均衡（包括前向反饋FFE和判決反饋DFE兩種），另一種是最大似然序列估計(jì)（MLSE）。作者分別使用三種接收方法，一是通常的直接探測(cè)；二是在光電探測(cè)器后接有使用FFE-DFE混合算法的數(shù)據(jù)處理器；三是探測(cè)端使用帶有MLSE的電子色散補(bǔ)償器。作者實(shí)驗(yàn)證明對(duì)NRZ信號(hào)，當(dāng)對(duì)色散進(jìn)行補(bǔ)償后，使得信號(hào)對(duì)一階PMD的容忍力（公差）也顯著提高。而對(duì)RZ信號(hào)，如果色散補(bǔ)償不徹底，即存在一定殘余色散時(shí)，信號(hào)形狀會(huì)向類NRZ形式轉(zhuǎn)換，因此受一階PMD影響嚴(yán)重。在使用電子數(shù)字信號(hào)處理消除差分群時(shí)延（DGD）時(shí)，發(fā)現(xiàn)對(duì)RZ格式信號(hào)效果更好，且此時(shí)FFE-DFE算法在消除DGD上做的比MLSE算法好。而對(duì)NRZ信號(hào)，則使用MLSE算法則更有利于抑制一階PMD的影響。
    另一篇論文來(lái)自意大利研究者，作者的視角則聚焦在探討電子色散補(bǔ)償方法（EDC）的補(bǔ)償極限上。作者主要使用了NRZ-OOK和光學(xué)多進(jìn)制調(diào)制（ODBM）兩種調(diào)制格式信號(hào)做測(cè)試。作者證明當(dāng)色散的大小在0-10000ps/nm范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，使用NRZ-OOK格式信號(hào)時(shí)，不使用EDC需要保證信噪比優(yōu)于8.5dB才能保證穩(wěn)定傳輸，但使用了EDC后，最低信噪比要求將降低到6.5dB。同樣情況，對(duì)ODBM格式信號(hào)，不使用EDC則至少需要信噪比好于9.3dB，而使用了EDC，則信噪比好于6.73dB就可以保證較低誤碼率了。
3．光纖無(wú)線通信(RoF)：
    就RoF應(yīng)用，用光學(xué)的方法生成微毫米波信號(hào)是一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，就這點(diǎn)目前已經(jīng)被提出的方法主要包括使用外部強(qiáng)度調(diào)制、使用雙模激光器、光注入鎖定、使用光鎖相環(huán)、引入光注入鎖相環(huán)，以及利用受激布里淵散射（SBS）等。本期韓國(guó)Chosun大學(xué)的研究者利用SBS機(jī)制，介紹了其光載RF信號(hào)的發(fā)射的系統(tǒng)構(gòu)成，以及性能改進(jìn)方案。SBS和受激拉曼散射（SRS）不同，由于是在吸收或放出聲子而發(fā)生的斯托克斯和反斯托克斯頻移（SRS則為吸收或放出光子），因此可用于微毫米波的發(fā)生，且具有操作簡(jiǎn)單，易維持窄信號(hào)帶寬等優(yōu)勢(shì)。但作者指出通常用SBS來(lái)發(fā)生微毫米波信號(hào)，對(duì)特定泵浦波長(zhǎng)，生成載波頻率是固定的，因此作者希望找到簡(jiǎn)單途徑，使生成信號(hào)頻率有一定可調(diào)范圍。當(dāng)光電調(diào)制器被頻率為f1的RF信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)，一些等間隔的邊帶信號(hào)會(huì)出現(xiàn)在頻譜圖上，作者通過(guò)對(duì)某個(gè)特定邊帶信號(hào)進(jìn)行有選擇的布里淵放大，且讓放大增益譜和相應(yīng)邊帶恰好重合時(shí)，可以只放大該邊帶信號(hào)，進(jìn)而抑制了其它邊帶的子頻率信號(hào)，進(jìn)而得到一個(gè)新的頻率為f2的RF信號(hào)，再將該信號(hào)重新注入到單模光纖初始端，就可以利用剛才的SBS有選擇放大出第三個(gè)頻率信號(hào)，以此類推，做到頻率的連續(xù)調(diào)節(jié)。
二、有源器件：
    Michigan大學(xué)的研究者報(bào)導(dǎo)了硅基底波導(dǎo)器件與三五族有源器件的混合集成技術(shù)。在硅基底上，作者首先使用金屬-有機(jī)物氣相外延技術(shù)生長(zhǎng)了一層2μm厚的GaAs做緩沖層，之后再利用分子束外延工藝生長(zhǎng)制作了InGaAs/GaAs的量子點(diǎn)激光器。為了實(shí)現(xiàn)高效的激光器反饋，并與波導(dǎo)部分絕緣，作者采用局域離子束（FIB）刻蝕，在有無(wú)源波導(dǎo)間開(kāi)了一個(gè)3.3μm寬的槽，在保證形成端面平滑激光器反射鏡前提下，也能保證對(duì)無(wú)源波導(dǎo)接近30%的耦合效率。
    NTT的研究者基于X向切割的鈮酸鋰晶體制作了小尺寸的電光調(diào)制器，作者在通常設(shè)計(jì)的中間對(duì)折，并在端面鍍上反射鏡，因此可將器件長(zhǎng)度縮小一半，整個(gè)器件大小為1.78 × 29 mm。此外，作者通過(guò)設(shè)計(jì)，盡可能的讓共面波導(dǎo)電極遠(yuǎn)離折疊端面，降低了光波導(dǎo)和共面波導(dǎo)電極間的光程差，進(jìn)而獲得了接近20GHz的大調(diào)制帶寬。