無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）
    11/4/2007,隨著電視頻道的增加，衛(wèi)星電視和有線電視的傳輸容量的局限性日益顯現(xiàn)。將這些視頻信號融入到PON里是降低網(wǎng)絡(luò)操作成本的有效手段。然而由于運營公司的差異性，以及不同地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)體系的不同，直接在PON中央站（CO）混合傳輸視頻信號并不可行。本期墨爾本大學(xué)的研究者在遠(yuǎn)程節(jié)點采用中繼器實現(xiàn)了視頻服務(wù)的光接入�？匆幌缕鋵嶒炏到y(tǒng)結(jié)構(gòu)，作者在CO發(fā)射1.25GHz的NRZ信號，在傳輸一定距離以后進入遠(yuǎn)程中繼器，這里下載數(shù)據(jù)信號先被檢測，然后使用一個信號發(fā)生器轉(zhuǎn)換為4.096Mb/s，中心頻率1.7GHz的RF信號。再使用一噪聲發(fā)生器，通過中心頻率2GHz，帶寬300MHz的帶通濾波，產(chǎn)生白噪聲用來上載視頻信號。兩個信號通過電子混頻器復(fù)用在一起，復(fù)用前原下載信號先通過截止頻率1.25GHz的低通濾波器，以降低和視頻信號的串?dāng)_。最后使用分布反饋激光器做光源，將RF信號以副載波復(fù)用的方式加在中心波長1550.92nm的光波段上，以傳輸給相應(yīng)ONU。綜合來看作者的方案主要有兩個優(yōu)勢，一是使用副載波復(fù)用的方式，一定程度增加了可利用帶寬，另一方面在中繼站接入視頻，由于采用了白噪聲發(fā)生器，避免了由于上載帶來的信噪比惡化。
    上交大的研究者基于多個PON，使用特定的通道構(gòu)造了全光虛擬專用網(wǎng)（VPN），既增加了信息容量，降低了信號延遲，也改進了用戶安全性。作者的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要有兩個層次，低階使用多個傳統(tǒng)WDM-PON，而網(wǎng)絡(luò)的高階部分基于時分復(fù)用（TMD）模式，兩個部分通過光耦合器相連。在OLT，作者使用了雙向光放大器來對上下載信號進行放大，此外使用不同的光纖光柵（FBG）來與各ONU相應(yīng)的VPN相對應(yīng)，以反射不同的VPN信號，這是與以往報導(dǎo)中類似網(wǎng)絡(luò)的一個顯著區(qū)別，以往通常使用1:m的光耦合器，現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)極大降低了損耗。系統(tǒng)使用正交的ASK/FSK調(diào)制格式，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的瞬時上載服務(wù)。對VPN數(shù)據(jù)，主要采用FSK調(diào)制格式，可以實現(xiàn)625Mb/s的上載，而對通常數(shù)據(jù)，主要通過信號的強度調(diào)制，可以實現(xiàn)5Gb/s的上載。上載信號到達OLT后，通過光耦合器被分為兩部分，一部分經(jīng)過環(huán)路器后被路由到一些解復(fù)用器，這些解復(fù)用器與個子WDM-PON相對應(yīng)。另一部分則使用FBG來提取VPN信號。綜合來看，作者建議的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要具有可測量性好、上載快速和調(diào)度簡單三個優(yōu)勢。
    在長距離PON中，由于入射功率的浮動，可能導(dǎo)致放大器放大后產(chǎn)生突發(fā)模式信號，這些突發(fā)模式信號有可能產(chǎn)生突發(fā)錯誤，甚至直接損壞接收器。對雙向PON鏈路，最近基于Raman的雙向放大很受關(guān)注，因為比起EDFA放大，可實現(xiàn)的無中繼傳輸距離將會顯著增加。本期丹麥的研究者對基于分布Raman雙向放大的PON系統(tǒng)做了實驗研究，重點討論了可能產(chǎn)生的突發(fā)模式損傷。作者使用80km的非零色散漂移光纖（NZDSF）做雙向放大，其Raman增益可達到0.71W-1.km-1。在NZDSF前后先后通過環(huán)路器正反向輸入兩個連續(xù)光，做放大的增益鉗制用，可以降低超過1dB的功率損耗，且由于增益鉗制，可以避免突發(fā)錯誤的危害。作者證明采用分布拉曼放大，是未來長距離大容量PON應(yīng)用的有利候選方案，可以有效避免突發(fā)模式的影響。
    在PON中，結(jié)合使用反射式半導(dǎo)體光放大器（RSOA）能夠有效節(jié)約系統(tǒng)成本，避免更多光源的使用。本期墨爾本大學(xué)的研究者僅在客戶端使用一個自種子注入式的RSOA，而通過在不同ONU使用FBG來選擇波長。作者通過實驗測試，證明該系統(tǒng)能成功用在PON系統(tǒng)信號上載或局域網(wǎng)應(yīng)用，并能滿足較高比特率傳輸應(yīng)用。此外作者也驗證了該結(jié)構(gòu)至少能滿足32個ONU同時工作。
調(diào)制格式
    DQPSK格式信號因為譜效率高、對非線性和PMD損傷公差高而備受重視。但DQPSK信號也較容易受到相位噪聲的影響。通常相位噪聲主要來自于非線性效應(yīng)，例如Gordon- Mollenauer噪聲，會將強度自發(fā)噪聲（ASE）轉(zhuǎn)換為相位噪聲影響信號傳輸質(zhì)量。本期德國的研究者采用非線性放大環(huán)鏡（NALM）來實現(xiàn)對80Gb/s信號的再生。這里使用的NALM實際上是一個Sagnac光纖干涉環(huán)，光束進入干涉環(huán)后順時針方向依次經(jīng)過偏轉(zhuǎn)控制器、色散漂移光纖（DSF）和雙向EDFA。首先信號在進入干涉環(huán)前利用光耦合器分為不等功率的兩部分，其中弱信號逆時針，強信號順時針，這樣弱信號將首先被放大再通過DSF產(chǎn)生較大相移，而強信號先經(jīng)過DSF再通過EDFA則相移改變很小，由于其信號強度高，相位對干涉后信號起決定性作用，抑制了相位扭曲。而干涉后產(chǎn)生了平坦的強度分布，也抑制了強度噪聲的影響。
    香港中文大學(xué)的研究者建議在光時分復(fù)用（OTDM）方案里使用RZ On-Off強度鍵控和RZ-DPSK的混合調(diào)制格式，認(rèn)為比使用單一調(diào)制格式的OTDM更有利于降低解復(fù)用時的帶間串?dāng)_。作者使用電吸收調(diào)制器實驗現(xiàn)實了這種混合調(diào)制格式OTDM的8:1（84.88- 10.61Gb/s）解復(fù)用，其解復(fù)用信號的開關(guān)窗口達到15ps，遠(yuǎn)高于信號的比特率周期（11.8ps），這是單一調(diào)制格式的OTDM系統(tǒng)無法達到的。
    窄帶光學(xué)濾波是RZ-DQPSK產(chǎn)生帶間串?dāng)_的主要因素，Bell實驗室的研究者證明使用光學(xué)均衡器能夠有效抑制窄帶濾波對RZ-DQPSK格式信號質(zhì)量的影響。作者指出均衡器既可以使用在信號被調(diào)制后，也可以使用在接收器之前。作者以一個三通道（通道間隔50GHz）的WDM系統(tǒng)進行實驗，單通道使用85.4Gb/s的RZ-DQPSK信號，作者證明使用了光學(xué)均衡器可以將中心波長的功耗由原來的8.7dB降低到2.0dB。
光傳輸與接收
    法國的研究者基于16×40Gb/s的WDM系統(tǒng)，對超長距離傳輸網(wǎng)絡(luò)的性能做了測試，作者分別使用了標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（SSMF）和超波光纖（UWF）進行測試比較。這里的UWF是一種具有色散補償?shù)墓饫w，以100km為基本單位，前34km采用超大截面（SLA）光纖，中間32km采用負(fù)色散光纖，后面再使用34km的SLA光纖。作者證明使用UWF比使用SSMF能獲得幾乎兩倍的最大傳輸距離。再以2000km的傳輸距離為例，當(dāng)使用UWF時，采用CSRZ-ASK和CSRZ-DPSK調(diào)制格式都可以正常工作。而使用SSMF時，則僅使用CSRZ-DPSK調(diào)制格式才可以正常工作。這也從另一個角度證明現(xiàn)有2000km的10Gb/s系統(tǒng)是可以升級為40Gb/s系統(tǒng)的。
    挪威的研究者對分組交換（OPS）系統(tǒng)中的偏振控制做了研究。目前商用的自動偏振控制模塊（APC）具有毫秒的響應(yīng)時間，長于通常的數(shù)據(jù)包長度，正常情況已經(jīng)足夠用在OPS系統(tǒng)中。但問題不是發(fā)生在有數(shù)據(jù)包接收的過程，而是發(fā)生在數(shù)據(jù)包間的空閑間隙上，此時容易產(chǎn)生控制系統(tǒng)反饋信號的丟失。為了解決這個問題，作者仍使用商用APC模塊，在后面有自行設(shè)計了反饋采樣模塊。該反饋模塊先使用偏振分束器（PBS）兩路都使用光電探測器作檢測，之后反饋電路采用統(tǒng)計算法能保證最大采樣，靠使用這樣的反饋模塊作者能實現(xiàn)連續(xù)采樣。
    California大學(xué)的研究者基于MEMs技術(shù)制作了微盤共振濾波器，入射端是幾個頻率分量的混合，通過改變微盤的溫度，可改變微環(huán)的共振條件，使得另一端的共振濾波波長改變，實現(xiàn)可調(diào)的帶寬分配。溫度調(diào)節(jié)通過電壓改變來實現(xiàn)，可產(chǎn)生0.1nm/°C的調(diào)節(jié)。
   靈敏度高的接收器對于增加光網(wǎng)絡(luò)傳輸容量和距離都有重要意義，目前接收器靈敏度的改善主要通過三個途徑，即合理選擇判決點位置、接收濾波器帶寬和高級的前向糾錯方法等。本期南洋理工的研究者設(shè)計了靈敏度較高的On-Off鍵控光接收器，通過使用雙重域值判定和刪除區(qū)域的精確選擇，使得接收器能從前向糾錯算法里獲得額外的信號增益，在不使用放大器和預(yù)放接收的前提下，能夠?qū)�Q值提高1.8dB左右。
   電子色散補償是近期報導(dǎo)較多的技術(shù)，本期北京大學(xué)的研究者提出了一種迭代最小均方差算法，來對光通訊系統(tǒng)里產(chǎn)生的非線性和非高斯噪聲影響做出補償，有效移除由于PMD和色散帶來的碼間干擾。比起常用的最大似然估計算法，作者提出的算法能夠有效改進接收器的性能。此外，澳大利亞的研究者也使用電子色散補償來消除光網(wǎng)絡(luò)的非線性損傷，有特色的是作者是基于正交頻分復(fù)用（OFDM）系統(tǒng)進行研究，因為該系統(tǒng)特別合適使用自適應(yīng)的電子色散補償。作者證明采用電子色散補償，采用色散6ps/nm/km的光纖，能夠成功消除4000km OFDM系統(tǒng)的非線性損傷，提高2dB左右的傳輸功率。