光網(wǎng)絡(luò)配置與優(yōu)化
    11/4/2007,意大利的研究者致力于一個被縮寫為WONDER的研究計劃，旨在實驗研究測試WDM環(huán)狀光網(wǎng)絡(luò)的性能，系統(tǒng)使用可調(diào)發(fā)射器和固定接收器。本期該課題組研究者撰文報導(dǎo)了其系統(tǒng)時隙同步的相關(guān)研究。作者比較研究了兩種時隙同步方案。第一種在主站使用一個特定的控制波長發(fā)射時隙同步信號，另一種是通過主站發(fā)射數(shù)據(jù)包來實現(xiàn)從節(jié)點的時隙同步。作者通過實驗測試，證明第一種方案能獲得較好的綜合性能，特別當(dāng)使用鎖相環(huán)技術(shù)后，通過低通濾波消除了定時信號的相位漂移，能夠獲得非常好的同步效果。但作者也暗示當(dāng)系統(tǒng)較簡單時使用第二種方案，由于避免了額外的波長控制花費，可以有效降低系統(tǒng)成本。
    網(wǎng)格計算是一種面向服務(wù)的體系架構(gòu)，該架構(gòu)利用開放式標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)因特網(wǎng)及專用網(wǎng)絡(luò)上的分布式計算。它可以使各種設(shè)備在各企業(yè)、行業(yè)或工作組間得以虛擬地共享、管理及訪問，使得用戶可以無縫、無干擾地訪問這些資源。NEC公司的研究者將這個新興概念融入到了WDM網(wǎng)絡(luò)中，將信息載體波長分割成若干個波長網(wǎng)格（或時隙）。在網(wǎng)絡(luò)里，每個節(jié)點有個調(diào)度器，以管理計算資源。當(dāng)用戶有個工作要執(zhí)行時，用戶將它發(fā)射到本地節(jié)點的調(diào)度器上，調(diào)度器分割該工作為幾個子工作進程，然后對這些子工作進行調(diào)度排序，再經(jīng)過光學(xué)路徑將它們發(fā)送到遠程節(jié)點，進行處理。接著作者研究了不同的時限預(yù)留算法，結(jié)合使用一階時限預(yù)留和Greedy預(yù)留，以便提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。
    對現(xiàn)有的陸地光網(wǎng)絡(luò)，考慮到光纖安裝和位置的差異性，很難真正實現(xiàn)純透明網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，因此必須使用3R系統(tǒng)對信號再生，進而來改善網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。由于商用3R大都還需要光電光的轉(zhuǎn)換，因此對特定光網(wǎng)絡(luò)，3R的使用量是決定系統(tǒng)成本的關(guān)鍵。最小化3R再生器的數(shù)量，并優(yōu)化這些部件的位置，有利于建立高性價比光網(wǎng)絡(luò)。日本Fujitsu實驗室的研究者結(jié)合了路徑基和鏈路基的設(shè)計算法，提出了一種網(wǎng)絡(luò)資源配置算法，來優(yōu)化3R資源配置，確保節(jié)點入口出口間光信號的通暢性，比較通常設(shè)計，作者認為現(xiàn)有3R系統(tǒng)資源尚有30%左右的節(jié)省空間。
    在高速全光網(wǎng)絡(luò)里，數(shù)據(jù)恢復(fù)、信號同步以及3R再發(fā)生等等操作都必須以全光時鐘恢復(fù)技術(shù)為基礎(chǔ)。本期加拿大的研究者基于時域泰伯效應(yīng)實驗實現(xiàn)了單個和多波長的時鐘恢復(fù)。所謂時域泰伯效應(yīng)是利用色散脈沖在一定條件下干涉，以讓偽隨機的輸入信號變成規(guī)則的脈沖序列。作者證明對特定的系統(tǒng)，使用一定長度的單模光纖就可以充當(dāng)色散媒介，進而產(chǎn)生時域泰伯效應(yīng)。實驗顯示，如果系統(tǒng)僅使用一個波長，能完美的實現(xiàn)時鐘恢復(fù)。但多個波長被使用時，由于高階色散的影響，性能將惡化。但如果改用某些具有低色散斜率的特種光纖取代單模光纖做色散媒介，就可以解決上述問題。作者建議的系統(tǒng)除了操作簡單外還有兩個優(yōu)勢，一是偏振不敏感，另一個是能夠在時鐘恢復(fù)的同時消除時間抖動的影響。
    韓國研究者在CO使用具有130nm大譜寬的去偏振超連續(xù)光源，設(shè)計并實驗了雙向WDM網(wǎng)絡(luò)。作者使用陣列波導(dǎo)光柵（AWG）做波分復(fù)用器，利用器件的周期性頻譜響應(yīng)，環(huán)形利用了整個頻譜，將使用波段劃分為C、L和U三個波段來使用，上載信號使用L波段（ONU使用），下載使用C波段（OLT使用），而U波段作通道監(jiān)控使用。由于充分利用了AWG的周期性環(huán)形響應(yīng)特性，即各波段使用不同的自由光譜范圍，因此不需要使用額外的波長選擇器。作者以具有25km的傳輸距離，622Mb/s的系統(tǒng)對建議網(wǎng)絡(luò)做了實測，性能良好。
光碼分多址復(fù)用（OCDMA）
    相干OCDMA系統(tǒng)比起非相干系統(tǒng)能夠同時支持更多的用戶在同一光路徑中傳輸，即可獲得更大的帶寬。但相干OCDMA系統(tǒng)較易受到相干信號干擾和非相干多址接入干擾的影響。本期英國的研究者對外差探測的相干OCDMA系統(tǒng)性能做了分析，為了獲得更好的系統(tǒng)性能，作者結(jié)合使用了BPSK調(diào)制，和一種改進的光素數(shù)地址碼（DPMPC）。該碼將信號“1”調(diào)制為一個P階的波形，而對“0”不做任何調(diào)制。接收端用自身參考碼和接收波形做相關(guān)操作，以對信號進行判定，該碼型具有序列數(shù)目和碼長靈活可變的特征。作者證明在支持最低比特率下可獲得的最長碼長為P=29。作者也證明使用建議的DPMPC碼比起通常的雙極性碼能夠多支持30%的用戶數(shù)，同時維持誤碼率在10-9左右。
    日本的研究者對譜相位編碼的自由空間OCDMA通訊系統(tǒng)性能做了分析研究，考慮到自由空間光通訊的特殊應(yīng)用，受到大氣擾動等因素的影響，在接收端很難設(shè)立一個合適的域值，因此通常的OOK鍵控已經(jīng)不適合作為信號調(diào)制方式。這樣在自由空間OCDMA系統(tǒng)里，脈沖位置調(diào)制（PPM）被認為是最合適的調(diào)制方式，因為它既不需要設(shè)定域值，也容易獲得比OOK更高的功率。作者基于相同的比特率和碼片率，對譜相位編碼的系統(tǒng)和基于時間編碼的系統(tǒng)做了比較。證明沒有使用多址干擾（MAI）和大氣擾動補償操作的譜相位編碼系統(tǒng)，即便比起那些使用了MAI和大氣擾動補償?shù)臅r間編碼系統(tǒng)，仍能獲得更加的性能。特別的，作者建議系統(tǒng)在活躍用戶數(shù)目不高時，能獲得非常優(yōu)越的性能。
    Princeton大學(xué)的研究者對多跳OCDMA網(wǎng)絡(luò)的工作狀況做了研究。作者目標(biāo)是在局域網(wǎng)或光接入等小范圍應(yīng)用上，滿足高帶寬接入要求，實現(xiàn)一定的可重構(gòu)性。作者使用的系統(tǒng)基于非相干OCDMA工作原理，在每個站點都裝配了OCDMA的編解碼器。在各節(jié)點編碼的時候，碼本身已經(jīng)包含了下一個目標(biāo)節(jié)點的地址信息，這樣網(wǎng)絡(luò)的路由完全依靠碼自身信息來實現(xiàn)。因此每個節(jié)點都必須包含一個路由器，以支持碼的交換、路由和轉(zhuǎn)換等功能。而編解碼的可調(diào)，即一定程度的網(wǎng)絡(luò)可重構(gòu)性作者是通過光纖延時線的優(yōu)化使用來實現(xiàn)的。
網(wǎng)絡(luò)性能損傷
    在光傳輸網(wǎng)絡(luò)里，當(dāng)使用了內(nèi)線放大器時，信號會和放大器噪聲通過光學(xué)克爾效應(yīng)相互作用，進而產(chǎn)生非線性相位噪聲，這些噪聲對相位調(diào)制信號的解調(diào)會產(chǎn)生致命的影響。本期Standford大學(xué)的研究者對存在非線性相位噪聲下的信號設(shè)計和探測做了研究。通過最大似然（ML）探測的研究，作者證明接收信號的相位和強度呈拋物線關(guān)系變化。通過對M階PSK和DPSK格式信號探測的研究，作者證明，相位誤差對誤碼率的影響和具體應(yīng)用有關(guān)。特別對跨洋傳輸，相位誤差的影響非常小。
    Maryland州立大學(xué)的研究者針對使用RZ格式信號的WDM應(yīng)用，分析了非線性損傷對系統(tǒng)性能的影響。作者證明對這樣的系統(tǒng)非線性損傷同時會影響信號強度和定時抖動。然后作者通過概率統(tǒng)計的方法，提供了對非線性和強度噪聲對誤碼率影響的預(yù)估方法。
光纖與器件
    日本研究者指出通常的階變折射率塑料光纖（GI-POF）制作工藝不適合批量化生產(chǎn)，因此本期作者報導(dǎo)了他們最新的GI-POF制作工藝，作者描述其工藝為“摻雜-擴散-混合擠壓”，其儀器裝置呈一個“丁”字形，“丁”字兩端分別完成低摻雜單體和同質(zhì)單體的聚合過程，以形成光纖的芯層和包層。然后在“丁”字的豎杠上靠一個熱擴散流程將芯層和包層融合在一起形成光纖，該豎杠管腔直徑為5mm�？俊岸　弊謾M杠兩端材料的擠壓速度可以控制最終光纖芯層和包層的比例。文中作者已經(jīng)給出了芯層和包層材料的具體配比和工藝參數(shù)，包括溫度、時間、功率等。作者證明制作使用的擴散過程滿足菲克擴散條件，因此能夠獲得常數(shù)的擴散系數(shù)。
    利用磁光效應(yīng)的光隔離器是光通訊里非常關(guān)鍵的一類器件，能夠保證光單向工作，避免后向散射，即回損對光源穩(wěn)定性造成影響。本期Columbia大學(xué)的研究者基于Mach-Zehnder干涉儀結(jié)構(gòu)（MZI）、偏振轉(zhuǎn)換器和單向移相器設(shè)計制作了一個方便集成的隔離器。靠MZI讓兩偏振間產(chǎn)生特定的相位差，靠偏振轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)兩個偏振間的轉(zhuǎn)換。而單向移相器僅對TM偏振起作用。
    Standford大學(xué)的研究者設(shè)計了一個自由空間的波分復(fù)用器，其色散元件閃耀光柵通過MEMs工藝制作。因此通過機械調(diào)節(jié)可以改變結(jié)構(gòu)參數(shù)，進而調(diào)節(jié)光柵的自由光譜范圍，因此盡管光柵自由光譜范圍本身僅有13.5nm，但通過MEMs調(diào)節(jié)，實現(xiàn)可重構(gòu)，進而可以讓器件在整個C波段工作。