光纖在線特邀編輯：邵宇豐 申世魯 陳福平 陳烙 
    2015 年11月出版的PTL 主要刊登了以下一些方向的文章，包括：激光器和放大器、無(wú)源光子器件，光通信網(wǎng)絡(luò)及其子系統(tǒng)，筆者將逐一評(píng)析。
激光器和放大器
    波長(zhǎng)可調(diào)激光器廣泛運(yùn)用于在光纖傳感器和光譜測(cè)量領(lǐng)域，如FBG(光纖光柵)，OFDR(光頻拱反射)系統(tǒng)，OCT(掃頻波長(zhǎng)光學(xué)相干層析成像)和BOSA（布里淵光譜分析儀）系統(tǒng)。在那些應(yīng)用中，掃頻波長(zhǎng)可以用來(lái)描述無(wú)源或者有源光元件，或通過(guò)干涉儀來(lái)創(chuàng)造干涉條紋。理論上，波長(zhǎng)可調(diào)諧應(yīng)該是線性的，因此實(shí)時(shí)激光器波長(zhǎng)可以根據(jù)時(shí)間來(lái)簡(jiǎn)單的計(jì)算，并且在OFDR和OCT系統(tǒng)里的FFT（快速傅里葉變換）要求在光頻上采樣要等間隔的。然而，可調(diào)諧激光器經(jīng)常處于高速連續(xù)掃頻,可能會(huì)導(dǎo)致非線性波長(zhǎng)調(diào)諧出現(xiàn)，這可能導(dǎo)致波長(zhǎng)讀取錯(cuò)誤和測(cè)量錯(cuò)誤。因此波長(zhǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控很重要，它可以糾正波長(zhǎng)調(diào)諧的波動(dòng)，在過(guò)去的研究中，輔助干涉儀被廣泛用于監(jiān)控實(shí)時(shí)波長(zhǎng)。在FBG、OFDR、OCT和BOSA系統(tǒng)中，光纖馬赫增德?tīng)柛缮鎯x、Fabry–Pérot干涉儀等被用來(lái)監(jiān)控非線性波長(zhǎng)。然而，這些輔助干涉儀容易受到環(huán)境溫度和震動(dòng)的影響，且他們只能監(jiān)控波長(zhǎng)掃描速度而不是實(shí)時(shí)波長(zhǎng)，所以在較高非線性調(diào)諧情況下，干涉條紋不易用于波長(zhǎng)補(bǔ)償。來(lái)自中國(guó)計(jì)量大學(xué)光與電子技術(shù)學(xué)院的研究員提出并證明一個(gè)新的基于法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的波長(zhǎng)測(cè)量方法。法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)產(chǎn)生于線性偏振電磁波和在磁場(chǎng)作用下的材料相互影響，當(dāng)一個(gè)線性偏振光通過(guò)介質(zhì)材料，它的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)，這個(gè)旋轉(zhuǎn)角的大小和材料、磁場(chǎng)、溫度、入射光的波長(zhǎng)有關(guān)。波長(zhǎng)和旋轉(zhuǎn)角的關(guān)系被稱作波長(zhǎng)色散，這個(gè)被用來(lái)測(cè)量波長(zhǎng)。該波長(zhǎng)測(cè)量設(shè)備是由波長(zhǎng)敏感濾波器和一個(gè)特制的光纖磁光設(shè)備組成，當(dāng)具有不同波長(zhǎng)線性偏振光通過(guò)磁光晶體時(shí)，它們的偏振面會(huì)旋轉(zhuǎn)撐不同的角度。

圖1 基于法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的實(shí)時(shí)激光波長(zhǎng)測(cè)量方法
    光子微波信號(hào)相比于傳統(tǒng)電子頻率合成器它具有超高帶寬和免疫電磁干擾的優(yōu)點(diǎn)，這些特點(diǎn)引起了人們的廣泛關(guān)注。很多的光子微波信號(hào)的產(chǎn)生方法已經(jīng)被提出，如光注入鎖定（OIL）技術(shù)，光學(xué)鎖相環(huán)（OPLL）技術(shù)，光電子震蕩（OEO）技術(shù)，雙波長(zhǎng)激光光源和外調(diào)制等。在上述方法中，基于外調(diào)制的光子頻率倍增技術(shù)由于其低相位噪聲、靈活的頻率可調(diào)諧性和安裝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在高頻率微波和毫米波信號(hào)產(chǎn)生方面具有很大的潛力。基于馬赫增德?tīng)栒{(diào)制器的光子頻率倍頻在1992年第一次被報(bào)道，在接下來(lái)的二十年里，四倍頻和六倍頻的光子微波產(chǎn)生方案相繼產(chǎn)生。伴隨著像八倍頻的高頻倍增因子的產(chǎn)生，光子微波信號(hào)的產(chǎn)生過(guò)程可以進(jìn)一步降低驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率要求。一個(gè)基于兩個(gè)串聯(lián)的馬赫增德?tīng)栒{(diào)制器的光子八倍頻系統(tǒng)被提出，該系統(tǒng)中兩個(gè)馬赫增德?tīng)栒{(diào)制器的調(diào)制因子應(yīng)該控制在1.699，這樣就可以成功抑制光載波。有人提出了利用四相位調(diào)制器或者雙臂馬赫增德?tīng)栒{(diào)制器來(lái)來(lái)構(gòu)建光子八倍頻的方案，要想這樣抑制光載波，但四相位調(diào)制器的調(diào)制因子必須精確地設(shè)置在2.405或者5052處，如此精確的設(shè)置調(diào)制因子是很困難的。另外也有人提出，在上述產(chǎn)生光子八倍頻的方法中，不使用限定調(diào)制因子方式而是用高反射率光纖光柵（FBG）也可以抑制光載波，但頻率可調(diào)諧會(huì)受到限制，因?yàn)镕BG的帶寬是固定的，且FBG的穩(wěn)定性也存在較大的問(wèn)題。還有人提出用四個(gè)平行馬赫增德?tīng)栒{(diào)制器(MZM)構(gòu)建的光子八倍頻系統(tǒng)，但該系統(tǒng)僅僅存在于仿真，調(diào)制因子太高而難以實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證。在實(shí)際應(yīng)用中，不會(huì)使用四個(gè)平行獨(dú)立的MZM去產(chǎn)生八倍信號(hào)，因?yàn)楹茈y保證來(lái)自不同MZMs的光信號(hào)的相干性。來(lái)自中國(guó)西安電子科技大學(xué)綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員提出一種基于雙偏振正交相移鍵控（DP-QPSK）產(chǎn)生光子八倍頻系統(tǒng)。不像上述其它的方案，該系統(tǒng)只需要兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明是該方案的可行性，利用3GHz本地震蕩信號(hào)來(lái)產(chǎn)生電雜散抑制率為12.6dB的24GHz微波信號(hào)。該系統(tǒng)中沒(méi)有使用電或者光的濾波器，且具有良好的頻率可調(diào)諧性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)具有良好的相位噪聲性能。

圖2 一種基于雙偏振正交相移鍵控（DP-QPSK）產(chǎn)生光子八倍頻系統(tǒng)
     最近，來(lái)自中國(guó)半導(dǎo)體研究所的研究人員報(bào)道了一種波長(zhǎng)為4.97um連續(xù)波機(jī)基質(zhì)散發(fā)分布式反饋量子級(jí)聯(lián)激光器，在20℃情況下可以獲得1.27W的低功率損失，通過(guò)在雙面涂上高發(fā)射率涂層獲得超低閾值電流強(qiáng)度0.81 kA/cm2，這是在低功率損耗分布式反饋量子級(jí)聯(lián)激光器中的最低值。單模散射和25dB的單模抑制比是連續(xù)可調(diào)諧的，這些性能是表面散發(fā)分布式反饋量子級(jí)聯(lián)激光器為低功率設(shè)備做出明顯的貢獻(xiàn)

無(wú)源光子器件
    來(lái)自哥倫比亞大學(xué)Michael Caverley和他的團(tuán)隊(duì)研究了一種采用四分之一波長(zhǎng)相移光柵諧振器的SOI（Silicon-On-Insulator，絕緣襯底上的硅）調(diào)制器，該調(diào)制器在數(shù)據(jù)速率高達(dá)32Gbps時(shí)眼圖是張開(kāi)的，使用偽隨機(jī)數(shù)列發(fā)生器產(chǎn)生的25Gbps的數(shù)據(jù)時(shí)它的誤比特率小于10-10。像感應(yīng)器、濾波器、激光都使用了這種SOI，它可以通過(guò)在光柵的中心四分之一的諧振波長(zhǎng)處偏移光柵波紋來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣會(huì)形成一個(gè)法布里－珀羅諧振腔。由于共振的原因，四分之一波長(zhǎng)相移光柵的頻譜響應(yīng)在通道端口阻帶中心有一個(gè)單一窄峰和在反射響應(yīng)中有一個(gè)相應(yīng)的缺口。關(guān)于使用法布里－珀羅諧振腔的SOI調(diào)制器已經(jīng)出現(xiàn)了一些論證方案，Michael Caverley之前預(yù)先論證了使用248nm光刻制造的四分之一波長(zhǎng)相移布拉格光柵調(diào)制器，近期，又使用一個(gè)24.025um長(zhǎng)腔對(duì)SOI電可調(diào)布拉格光柵法布里－珀羅濾波器 進(jìn)行了論證和調(diào)制，發(fā)現(xiàn)它的調(diào)制速率高達(dá)3.5Gbps，而且他們也研究了在SOＩ基礎(chǔ)上使用PN結(jié)和PIN結(jié)的可調(diào)諧布拉格光柵濾波器。方案中提到的采用四分之一波長(zhǎng)相移光柵諧振器的SOI調(diào)制器比他們之前設(shè)計(jì)的性能會(huì)更好，他們認(rèn)為該性能的提升是因?yàn)槭褂昧?93nm光刻技術(shù)，而不是248nm的，如圖3所示，因?yàn)榻档土斯饪痰钠交�度，一個(gè)側(cè)壁波紋，使用193nm光刻技術(shù)制造的帶狀波導(dǎo)布拉格光柵相比使用283nm光刻技術(shù)的具有更搞得耦合系數(shù)。四分之一波長(zhǎng)相移布拉格光柵調(diào)制器在原則上類似一個(gè)環(huán)形調(diào)制器，但還有三個(gè)主要區(qū)別：１，諧振腔是在一條直線上而非環(huán)形上形成的，這樣會(huì)更加緊湊；２，僅在基本模式下運(yùn)行腔體（也就是沒(méi)有自由光譜區(qū)），而環(huán)型通常有幾個(gè)納米的自由光譜區(qū)；３，該設(shè)備具有兩個(gè)端口（輸入／反射，直通），并且調(diào)制光出現(xiàn)在兩個(gè)端口上，然而一個(gè)分插復(fù)用（add-drop）環(huán)調(diào)制器有四個(gè)端口，其中兩個(gè)端口具有調(diào)制光。

圖3 SOI調(diào)制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    可見(jiàn)光通信（VLC）技術(shù)及其寬廣的頻譜資源吸引了人們的廣泛關(guān)注，但是有限的調(diào)制帶寬、頻率選擇信道特性和LED的非線性區(qū)域等限制了傳輸速率。在室內(nèi)環(huán)境中，多個(gè)LED光源可以很好的滿足照明水平，由于多輸單輸出（MISO）技術(shù)，又可以用于可見(jiàn)光通信系統(tǒng)并獲得較好的通信效果。波分復(fù)用（WDM）也可以提升VLC通信速度，WDM系統(tǒng)使用三種顏色（RGB）的LED芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)平行傳輸，這就要耗費(fèi)三個(gè)光濾波器和三套接受前端。有一種叫多路LED相移開(kāi)關(guān)鍵控調(diào)制的新的傳輸技術(shù)已經(jīng)被提出，它可以獲得較高的帶寬效率。相移傳輸技術(shù)可以用于以下三個(gè)方面：第一個(gè)是在多個(gè)LED芯片在一個(gè)燈里照明實(shí)現(xiàn)相移疊加傳輸；帶二個(gè)是在MISO VLC系統(tǒng)和多路室內(nèi)LED燈在不同的地方相互結(jié)合；第三個(gè)是用RGB LED芯片來(lái)替換WDM VLC系統(tǒng)。均勻功率分配和迫零檢測(cè)被用于多路LED相移開(kāi)關(guān)鍵控VLC系統(tǒng)中，但這并不是最好的選擇。事實(shí)上，當(dāng)相移技術(shù)應(yīng)用于多路LED相移燈或MP-RGB時(shí)，電光電（EOE）信道增益在不同的LED上接收到的是不同的。來(lái)自中國(guó)洛陽(yáng)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院通信工程系的研究人員提出多路LED相移疊加傳輸技術(shù)來(lái)增加VLC系統(tǒng)的傳輸速率。他們?yōu)榛�于MISO VLC的多LED相移脈沖振幅調(diào)制系統(tǒng)提出了最佳功率配置方案。基于最大似然檢測(cè)的最佳設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)被提出，同時(shí)一種封閉式的分配方案在不取消最小歐幾里得距離的情況下增加星座圖上點(diǎn)的距離。仿真結(jié)果顯示這種新的功率分配方案相比于均勻功率配置獲得較大性能增益。

光通信網(wǎng)絡(luò)及其子系統(tǒng)
    在下一代無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PONs）中采用相干檢測(cè)已經(jīng)被廣泛研究，為了減少相干PON結(jié)構(gòu)的成本，可以在在光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）使用反射半導(dǎo)體光放大器(RSOA)。為了下行(DS)信號(hào)的檢測(cè)，以RSOA為基礎(chǔ)的PON所需的相關(guān)操作需要使用內(nèi)部檢測(cè)(ID)或直接檢測(cè)(DD)。內(nèi)部檢測(cè)需要在ONU有一個(gè)可調(diào)諧本機(jī)振蕩器（LO），在下行接收端數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)也需要載波頻率偏移(CFO)和載波相位偏移(CPR)。另一方面，DD會(huì)導(dǎo)致低的DS接收靈敏度。在光線路終端(OLT)對(duì)上行信號(hào)的自相干檢測(cè)（SCD）和在（ONU）對(duì)下行信號(hào)的自零差檢測(cè)（SHD）的結(jié)合已經(jīng)被提出。這樣不會(huì)增加DSP的復(fù)雜度來(lái)為減少串?dāng)_進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)移。在反射情景下，未調(diào)制的導(dǎo)頻音與下行信號(hào)偏振復(fù)用在ONU被引出作為L(zhǎng)O進(jìn)行SHD，并且通過(guò)RSOA進(jìn)行再調(diào)制。因此，由于剩余的下行信號(hào)引起的再調(diào)制噪聲的缺失和在上行信號(hào)發(fā)送時(shí)只要求小部分的導(dǎo)頻音（PT）功率預(yù)算，RSOA的應(yīng)用得益于提出的結(jié)構(gòu)。RSOA作為集成調(diào)制器和放大器的雙重身份既減少了ONU的電光損失，與非發(fā)射的情況下也推進(jìn)了上行功率預(yù)算。最近，來(lái)自阿威羅大學(xué)和日本國(guó)家信息通信技術(shù)光子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的研究人員對(duì)以1 Gbaud二進(jìn)制或正交相移鍵控(BPSK 或QPSK)上行信號(hào)的SCD和2.5 Gbaud16正交幅度調(diào)制(16-QAM)下行信號(hào)的SHD為基礎(chǔ)的完全相干發(fā)射PON進(jìn)行了性能分析。從線寬為530km的外腔激光器（ECL）的部分光作為本地光源，另一部分被送入標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)頻音矢量調(diào)制器(PTVM)，信號(hào)被一個(gè)集成偏振分束器（PBS）分成兩部分正交偏振。其中之一被調(diào)制后和未調(diào)制的在集成光速組合器（PBC）中再結(jié)合。PTVM里的IQ調(diào)制器被任意波形產(chǎn)生器(AWG)驅(qū)動(dòng)。循環(huán)器用來(lái)分離相向信號(hào)頭通過(guò)30km標(biāo)準(zhǔn)單模光纖(SSMF)優(yōu)先傳輸。下行信號(hào)的發(fā)射功率通過(guò)一個(gè)摻鉺光纖放大器(EDFA)和一個(gè)可變光衰減器(VOA)設(shè)置為每個(gè)偏振部分3 dBm。在ONU一側(cè)，信號(hào)和PT部分被偏振分束器分開(kāi)，信號(hào)被送入相干接收器的對(duì)應(yīng)端口，PT被0.15nm光帶通濾波器濾波，通過(guò)可變耦合器分離，一部分被用來(lái)作為相干接收器的本地光源，余下來(lái)的作為種子光直接調(diào)制RSOA。插入損耗通過(guò)偏振分束器 和VC對(duì)應(yīng)引入約3 dB 和 1 dB。研究人員發(fā)現(xiàn)通過(guò)光譜轉(zhuǎn)移和靜態(tài)預(yù)均衡，最小的補(bǔ)償可以降低至1dB。提出的場(chǎng)景可以增加容量，同時(shí)為了減少功率損耗可以在在光網(wǎng)絡(luò)單元利用簡(jiǎn)化的下行數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)。結(jié)果可以通過(guò)使用現(xiàn)有的光電器件、有著穩(wěn)定增益(～18 dB)的未冷反射半導(dǎo)體光放大器以及1 GHz的合適帶寬獲得。

圖4   反射無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)原理圖
     奈奎斯特脈沖成型與相干數(shù)字光系統(tǒng)結(jié)合已經(jīng)被提出，用來(lái)提高超高密度波分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(UDWDM-PON)系統(tǒng)的頻譜效率，同時(shí)在雙向傳輸系統(tǒng)中減少串?dāng)_、背射、四波混頻(FWM)的影響。由于更高的頻譜效率和靈敏度的需要，軟件定義接收和先進(jìn)調(diào)制格式收到了關(guān)注。時(shí)鐘、頻率、相位恢復(fù)的數(shù)字實(shí)現(xiàn)對(duì)相干無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)提出了挑戰(zhàn)，這些先進(jìn)的技術(shù)要求簡(jiǎn)單有效的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)從而與可行廉價(jià)的接受機(jī)制相兼容。奈奎斯特成形UDWDM-PON具有高容量和高靈敏度被廣泛的離線說(shuō)明。16×2.5 Gb/s奈奎斯特正交相移鍵控(QPSK)和2.5 GHz信道間隔的完全數(shù)字實(shí)時(shí)操作（發(fā)射與接收）已經(jīng)被提出，然而，UDWDM-PON的DSP子系統(tǒng)和奈奎斯特脈沖成型在實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)方面還面臨許多的挑戰(zhàn)。信號(hào)的高峰均比和低余弦滾降系數(shù)（奈奎斯特信號(hào)）需要在數(shù)�；蚰�數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備中有更高的有效比特?cái)?shù)(ENOB)，在DSP有更高的位分辨率。此外，奈奎斯特脈沖成形（滾降系數(shù)趨向0）也會(huì)對(duì)數(shù)字時(shí)鐘恢復(fù)產(chǎn)生影響，時(shí)鐘恢復(fù)是造成系統(tǒng)復(fù)雜的重要原因，也是關(guān)系到整體DSP系能的重要算法，因此，為了低滾降系數(shù)，最優(yōu)的時(shí)鐘恢復(fù)實(shí)現(xiàn)在可行的光網(wǎng)絡(luò)單元十分重要。最近，來(lái)自阿威羅大學(xué)的研究人員提出了為時(shí)鐘恢復(fù)的8比特DSP為基礎(chǔ)的光網(wǎng)絡(luò)單元結(jié)構(gòu)，探索了插入和時(shí)間錯(cuò)誤檢測(cè)系統(tǒng)的最優(yōu)實(shí)現(xiàn)，能提高硬件復(fù)雜度和性能的平衡，執(zhí)行了相干奈奎斯特UDWDM-PON實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，實(shí)驗(yàn)加入商業(yè)現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列。研究人員使用了加德納方法，它由于簡(jiǎn)單和載波獨(dú)立性能被廣泛使用，該算法需要每個(gè)符號(hào)兩個(gè)采樣值，目的是為了插入信號(hào)以及在最佳采樣時(shí)刻再采樣。試驗(yàn)中，預(yù)加重濾波器用在每個(gè)信道為了減少接收端的帶寬限制。外腔激光器用作光源，系統(tǒng)就接收靈敏度分為背靠背和在80km標(biāo)準(zhǔn)單模光纖進(jìn)行比較�？勺児馑�減器用來(lái)設(shè)置合適的接受功率，IQ調(diào)制器被先前的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)。信道被4×90°光混合器和一個(gè)不同步外腔激光器本地光源相干檢測(cè)，本地光源調(diào)至中心的QPSK信道。由于中心信道受到串?dāng)_和非線性影響最多，它能分析系統(tǒng)在最差環(huán)境下的性能。標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘用來(lái)控制光幅度波動(dòng)，。結(jié)果顯示BER閾值10-3，，這被認(rèn)為是前向糾錯(cuò)碼(FEC)極限。

圖5 時(shí)鐘恢復(fù)校驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理圖
     近幾年，由于使用數(shù)字相干接收的光雙偏振正交幅度調(diào)制（DP-QAM）信號(hào)傳輸系統(tǒng)具有高效頻帶利用率和較大色散容限的特點(diǎn)而得到廣泛的研究，在傳統(tǒng)的數(shù)字相干傳輸系統(tǒng)中，連續(xù)激光發(fā)生器在發(fā)射器和接收器中分別作為信號(hào)激光源和本振激光源。為了恢復(fù)穩(wěn)定的載波相位，這些激光源必須提供可靠的高波長(zhǎng)、低相噪（如窄線寬）的激光，特別是針對(duì)于高階低波特率的QAM信號(hào)。來(lái)自日本電信電話公司網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)Hiroto Kawakami的團(tuán)隊(duì)最近提出來(lái)一種新型的基于DP-QAM數(shù)字相干傳輸系統(tǒng)，文中提到，DP-QAM信號(hào)和對(duì)稱本振源都是通過(guò)同一個(gè)連續(xù)激光發(fā)生器產(chǎn)生并同時(shí)傳送的，由于這種接收器中光相位噪聲被抵消掉，在接收器不使用相干激光源的情況下線寬的容限都得到了提升，相位噪聲抵消的方法是由幾個(gè)基于導(dǎo)頻或者使用導(dǎo)頻進(jìn)行自查檢測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)，因?yàn)椴恍枰獙?duì)相干光源進(jìn)行波長(zhǎng)鎖定，從而這些技術(shù)能夠簡(jiǎn)化接收器的結(jié)構(gòu)。如圖6所示，在數(shù)字相干傳輸系統(tǒng)中采用相對(duì)稱的兩個(gè)本地激光源，因?yàn)檫@些本地激光源和信號(hào)激光源都采用波分復(fù)用來(lái)代替偏振復(fù)用，這樣便實(shí)現(xiàn)了DP-QAM信號(hào)的傳輸，它的頻譜效率基本沒(méi)有損耗，因?yàn)楸镜丶す庵徊贿^(guò)就是連續(xù)激光器產(chǎn)生的激光。該團(tuán)隊(duì)成功論證了3.125Gbaund雙偏振四進(jìn)制相移鍵控信號(hào)在經(jīng)過(guò)50公里傳輸后，并在45MHz線寬的情況下誤碼率基本保持不變。


圖6 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
來(lái)自韓國(guó)D. H. Sim研究團(tuán)隊(duì)最近提出了不采用動(dòng)態(tài)偏振器的情況下實(shí)現(xiàn)了偏振復(fù)用開(kāi)關(guān)鍵控（PDM-OOK）信號(hào)的直接檢測(cè)接收的新方案，偏振復(fù)用技術(shù)可以使光纖通信系統(tǒng)的頻譜效益提升一倍，該方案中兩個(gè)獨(dú)立的正交偏振態(tài)調(diào)制信號(hào)以相同的波長(zhǎng)進(jìn)行傳輸（圖7）。這些正交偏振信號(hào)進(jìn)行解復(fù)用接收時(shí)通常在電域使用數(shù)字相干接收機(jī)或在光域采用直接探測(cè)接收機(jī)動(dòng)態(tài)偏振控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。在使用數(shù)字相干接收機(jī)的情況下，兩個(gè)正交偏振信號(hào)通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理單元來(lái)分開(kāi)，它通常采用橫模算法的有限脈沖響應(yīng)濾波器來(lái)驅(qū)動(dòng)。然而，這樣的相干接收器需要在光纖前段添加一些昂貴的器件，這些器件包括一個(gè)窄線寬本振激光器，兩個(gè)偏振分束器，兩個(gè)90°相移光混合器，4個(gè)單端或平衡式光電探測(cè)器。因此對(duì)光接入網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)服務(wù)鏈路來(lái)說(shuō)這樣的相干接收器的成本無(wú)疑過(guò)高。在另一方面，在使用直接檢測(cè)接收器時(shí)，就往往需要一個(gè)動(dòng)態(tài)的偏正控制器來(lái)進(jìn)行偏振解復(fù)用，通過(guò)兩個(gè)光電探測(cè)器來(lái)直接檢測(cè)偏振復(fù)用信號(hào)，但是，在低瞬態(tài)極化不匹配情況下去追蹤一個(gè)接收信號(hào)的偏振態(tài)的過(guò)程會(huì)是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，這是低系統(tǒng)中斷概率的關(guān)鍵所在。他們?cè)噲D將光電探測(cè)器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器的數(shù)量從4個(gè)減到3個(gè)以降低它的成本，現(xiàn)在所使用到的接收器由一個(gè)偏振分束器，3個(gè)一分二的定向耦合器，3個(gè)光電探測(cè)器，3個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，1個(gè)數(shù)字信號(hào)處理單元組成，通過(guò)短訓(xùn)練序列能夠辨別在這4個(gè)符號(hào)中偏振復(fù)用開(kāi)關(guān)鍵控的信號(hào)，我們論證了該接收器可以探測(cè)20Gbps的PDM-OOK信號(hào)，甚至偏轉(zhuǎn)速度達(dá)到了3M rad/s，訓(xùn)練序列的開(kāi)銷小于1%。他們認(rèn)為通過(guò)更改數(shù)字信號(hào)處理的算法后的接收器同樣可以用于多階PDM信號(hào)（比如４階脈幅調(diào)制信號(hào)）

圖7 PDM-OOK信號(hào)的直接檢測(cè)接收和眼圖