光纖在線特邀編輯：邵宇豐 申世魯 陳福平 陳烙

    2016年5月出版的PTL主要刊登了以下一些方向的文章，包括：激光器、光網(wǎng)絡(luò)及其子系統(tǒng)、無源和有源光子器件等，筆者將逐一評析。

1.激光器
    近年來，移動前傳技術(shù)已成為研究的熱點(diǎn)；可以預(yù)測的是：未來基于光纖的移動前傳技術(shù)由于信號延遲小，更容易實(shí)現(xiàn)收發(fā)同步，將在通訊行業(yè)越來越引起設(shè)備商和運(yùn)營商的關(guān)注。來自巴西圣卡塔琳娜聯(lián)邦研究所的研究人員，提出了一種采用新型反射式半導(dǎo)體光放大器（RSOA）并基于強(qiáng)度調(diào)制的方法來實(shí)現(xiàn)副載波復(fù)用（SCM）的技術(shù)。正如我們所知，使用RSOA不僅可以降低系統(tǒng)成本，RSOA還可以作為與波長不相關(guān)的調(diào)制解調(diào)器來使用。雖然在一些傳輸系統(tǒng)中，研究人員已經(jīng)對ROSA的使用進(jìn)行了詳細(xì)論證，但是據(jù)研究人員了解，這是首次將ROSA作為實(shí)時(shí)調(diào)制解調(diào)器用于傳輸信號，且采用的傳輸系統(tǒng)使用了具有高頻譜效率、大帶寬容量的SCM信號（調(diào)制階數(shù)達(dá)到了1024）進(jìn)行信號的發(fā)送與接收。在該系統(tǒng)中，數(shù)字上變頻器（DUC）將基帶信號搬移到中頻，數(shù)字下變頻器（DＤC）則起著相反的作用，兩者一起可以對系統(tǒng)中的信號帶寬和子載波頻率進(jìn)行靈活分配；數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）則為模擬射頻信號和數(shù)字射頻信號之間提供了靈活的轉(zhuǎn)換；低通濾波器（LPF）將信號中高于1GHz的頻率濾除掉后將信號傳到RSOA中。此外，該系統(tǒng)中采用的SCM調(diào)制解調(diào)方案，有助于系統(tǒng)成本耗費(fèi)的降低。該系統(tǒng)中，ROSA的激發(fā)信號可由外部可調(diào)諧激光器（ECL）產(chǎn)生，其中，通過光環(huán)形器輸出C波段光信號的功率高達(dá)13dBm；使用的兩卷標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（SSMF）的總長為有21.4公里；采用可變光衰減器（VOA）可防止輸入信號的功率在光電轉(zhuǎn)換（O/E）過程中超過上限值；在進(jìn)行ADC之前，輸入的信號會被放大并調(diào)節(jié)到恰當(dāng)值，這樣有利于信號保持在電放大器和兩個(gè)可變電調(diào)衰減器（VEA）的線性工作區(qū)域中。研究人員搭建的實(shí)驗(yàn)方案成功實(shí)現(xiàn)了3路64-QAM信號以1.6Gbps的數(shù)據(jù)速率實(shí)現(xiàn)了21.4公里的傳輸。

圖. 1  采用SCM技術(shù)的傳輸系統(tǒng)框圖:其中包含為光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）到光線路終端（OLT）的傳輸鏈路；而該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理模塊負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)鏈路與各種SCM調(diào)制解調(diào)器之間的收發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行多路解復(fù)用和復(fù)用。

    激光器的光腔可調(diào)諧性在很多研究領(lǐng)域一直廣受研究人員關(guān)注，其中尤其是回音壁模式（WGM）的諧振器在很多研究領(lǐng)域都有應(yīng)用，如腔量子電動力學(xué)（cQED）、非線性光學(xué)和傳感學(xué)等研究領(lǐng)域。在cQED系統(tǒng)中，原子和光子之間的相互作用力是依據(jù)Q/V來的定義的，其中Q是腔品質(zhì)因數(shù)，V是光模體積�；匾舯谥C振器（WGRs）因?yàn)榫哂谐�高的Q值因子，可以滿足Q/V需求。在實(shí)際應(yīng)用中，腔模需要和原子變換相互諧振才匹配，而只有通過腔模調(diào)諧才可以實(shí)現(xiàn)該要求。到目前為止，研究人員已經(jīng)提出多種調(diào)諧技術(shù)應(yīng)用于WGM諧振器，采用最廣泛的方法是溫度調(diào)諧，但上述方法中，整個(gè)調(diào)諧范圍的獲取將受到限制，調(diào)諧過程相對緩慢；此外，為了實(shí)現(xiàn)可重復(fù)性，該方法需要進(jìn)行精確的溫度控制，但這也增加了實(shí)驗(yàn)過程的復(fù)雜度。為了獲得大的調(diào)諧范圍，研究人員設(shè)計(jì)了基于張力和壓力的可調(diào)諧微諧振器，但該方法中由于伸展（或壓縮）WGRs和壓電堆棧導(dǎo)致了機(jī)械位移，產(chǎn)生了非線性轉(zhuǎn)換過程，因此當(dāng)高電平應(yīng)用于壓電時(shí)，就會引入滯后效應(yīng)。研究人員還提出了其它一些改進(jìn)技術(shù)用于增大調(diào)諧范圍，如蝕刻技術(shù)、光學(xué)梯度力和電磁效應(yīng)等，但這些技術(shù)可以提供的調(diào)諧范圍窄、精確度低、可重復(fù)性差。最近，另一種稱為微氣泡的WGR被提出，它可以支持高品質(zhì)因子的 WGMs，同時(shí)它還具有優(yōu)良的傳感特性，并從多個(gè)方面都表現(xiàn)出很好的調(diào)諧性，并且有研究人員還通過增加微泡壁厚度證明了靈敏度為380Ghz/Mpa的測試方法。微氣泡WGR的可調(diào)諧度已經(jīng)應(yīng)用于耦合模式，但是目前還沒有研究方案可以證明空氣靜壓壓力調(diào)諧的WGMs的是否具有可重復(fù)性、長期穩(wěn)定性以及頻譜噪聲可測量。近期，來自日本沖繩研究所科學(xué)與技術(shù)研究院的研究人員實(shí)驗(yàn)證明了微泡空氣靜壓力可調(diào)是實(shí)現(xiàn)WGR調(diào)諧的一個(gè)很好的替代方案，且該方案具有很多優(yōu)點(diǎn)，如線性調(diào)諧、無滯后效應(yīng)、長期穩(wěn)定、操作簡單等。

2.光網(wǎng)絡(luò)及其子系統(tǒng)
    正交頻分復(fù)用多址無源光網(wǎng)絡(luò)（OFDMA-PON）的技術(shù)是解決下一代接入網(wǎng)絡(luò)多用戶接入需求的一個(gè)極具潛力的新技術(shù)，其本身具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如高頻帶利用率、對光纖色散具有較高的容限，靈活的資源分配和較低的實(shí)施成本。但原始的OFDM信號具有很高的峰均比（PAPR），具體體現(xiàn)是在時(shí)域上OFDM信號由于子載波連續(xù)疊加會帶來很高的峰峰值功率；對于PAPR很高的OFDM信號，要求使用的光電器件具有很寬的線性范圍，這將降低OFDM信號的傳輸性能。如何解決高PAPR的問題是OFDMA-PON系統(tǒng)的最大的挑戰(zhàn)之一。另外，在OFDMA-PON系統(tǒng)中，下行鏈路的信號被傳輸?shù)剿�有的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）中，這就導(dǎo)致信號很容易被竊聽到，所以信息安全也是一個(gè)不容忽視的問題。近期，基于混沌技術(shù)的選擇性映射（CSLM）方法被研究者提出，用于降低IM/DD-OFDM系統(tǒng)中高PAPR的問題。一些基于混沌的加密技術(shù)，像混沌擾碼，混沌變換，超混沌系統(tǒng)，部分傅里葉變換，基于混沌的IQ加密技術(shù)等等，也已經(jīng)被提出來用于加強(qiáng)OFDM-PON系統(tǒng)中物理層上的安全。雖然對于特殊的與混沌相關(guān)的方法（像各態(tài)遍歷性，偽隨機(jī)性，對初值的高敏感性等）被提出來進(jìn)行應(yīng)用，但這些加密方法都具有很高的物理層安全級別，導(dǎo)致這些技術(shù)的提出僅僅只是為了降低PAPR或者增強(qiáng)物理層方面安全。來自中國電子科技大學(xué)光纖傳感與通訊網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員，提出并實(shí)驗(yàn)論證了在OFDMA-PON系統(tǒng)中基于IQ混沌加密過程的優(yōu)化幀傳輸（OFT）方案，該方案可以在降低PAPR的同時(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)物理層安全。在加密過程中，QAM符號的同向部分和正交部分分別同兩路相位序列一起編碼，這兩路相位序列將由二維邏輯映射過程產(chǎn)生。加密的OFDM符號組成一幀峰均比最小化的OFDM信號傳輸?shù)焦饩W(wǎng)絡(luò)單元中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，在使用強(qiáng)度調(diào)制/直接檢測OFDMA-PON系統(tǒng)中，經(jīng)過加密的16QAM-OFDM信號以11.32Gbps的速率在標(biāo)準(zhǔn)單模光纖上成功實(shí)現(xiàn)了25公里的可靠傳輸。

圖2. 基于混沌IQ－OFT加密技術(shù)的OFDMA－PON系統(tǒng)方案圖

為了滿足移動回傳數(shù)據(jù)量爆發(fā)式增長的需求，研究人員提出了點(diǎn)對點(diǎn)的波分復(fù)用(PtP-WDM)技術(shù)，該技術(shù)將成為在下一代無源光接入網(wǎng)絡(luò)(NG-PON2)的一種候選技術(shù)。在NG-PON2中，四路波長可以實(shí)時(shí)提供40Gb/s的傳輸容量，因此被稱為實(shí)時(shí)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(TWDM-PON)。在回傳鏈路中，基帶處理單元（BBU）通過PtP WDM信道和分布式的射頻拉遠(yuǎn)頭（RRH）裝置相連接。來自上海交通大學(xué)電子工程學(xué)院國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員研究C+L波段上回傳波長在受激拉曼散射（SRS）后的影響情況，回傳波長在1524到1625-nm中間選擇，SRS效應(yīng)隨著波長間隔增加而增加。由于存在泵信號（短波長）和斯托克斯信號的（長波長）功率轉(zhuǎn)換過程，短波長的功率會遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于長波長的功率，在這種情況下經(jīng)20km光纖傳輸后，功率損耗會增加至8-dB。仿真結(jié)果顯示，在四路回傳波長在40km光纖傳輸?shù)那闆r下，當(dāng)下行發(fā)射功率從15到20-dBm變化時(shí)，功率損傷也在0.6 ～ 1.7-dB范圍內(nèi)波動。當(dāng)回傳波長在C+L波段上占據(jù)整個(gè)未使用的波長時(shí)，功率損耗將會達(dá)到11-dB。研究人員用四路回傳波長對進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果一致。研究人員分析了在一路方向上回傳信道的拉曼噪聲，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，只能利用C波段的波長束用作下行傳輸，由于SRS更容易受波長間隔的影響，所以拉曼噪音對實(shí)驗(yàn)結(jié)果不會有影響。用頻譜分析儀來分析拉曼噪音后實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，拉曼串?dāng)_隨著光纖長度的變化而變化，而且具有低通特性。

圖3. 回傳下行鏈路過程中對拉曼串?dāng)_分析的實(shí)驗(yàn)裝置

    近幾年，可見光通信（VCL）在光傳輸領(lǐng)域成為了新的研究熱點(diǎn)，VLC是根據(jù)輸入信號對發(fā)光二極管的光功率進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)制和編碼來實(shí)現(xiàn)信息的傳輸，由于調(diào)制發(fā)生在高頻上，燈光的閃爍頻率也高，人眼很難覺察到其變化規(guī)律�？紤]到LED都不是線性元件，這種非線性特性是制約著VLC系統(tǒng)性能的主要因素之一，一些預(yù)失真補(bǔ)償方案也被很多研究人員提出來應(yīng)對非線性負(fù)面影響，其中最簡單的方案是查表法（LUT），該方法通過儲存LED的輸入-輸出對信號，然后改變LUT中鄰近數(shù)值來對傳輸信號進(jìn)行預(yù)失真補(bǔ)償。不過LED的特性更容易受環(huán)境溫度和老化程度的影響。另外一種方法是通過已知的比例因子采用NLMS算法來進(jìn)行預(yù)失真補(bǔ)償，該補(bǔ)償方式會隨著LED特性的改變而不斷地調(diào)整。一些克服符號間干擾（ISI）和降低LED非線性影響的研究也正在進(jìn)行，例如沃爾泰拉自適應(yīng)濾波和漢默斯坦濾波技術(shù)的研究。然而沃爾泰拉自適應(yīng)濾波技術(shù)中的計(jì)算過程相對復(fù)雜，室內(nèi)ISI信道特征基本保持不變的情況下可通過射線追蹤技術(shù)達(dá)到這一效果。在對LED非線性進(jìn)行補(bǔ)償前，需要知曉輸入端的非線性變換過程，而不是僅僅停留在線性假設(shè)方案上。來自印度印多爾技術(shù)學(xué)院的研究人員，提出了在VCL系統(tǒng)中采用基于切比雪夫多項(xiàng)式的自適應(yīng)預(yù)失真補(bǔ)償器對LED非線性效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆桨�。方案中采用對輸入信號進(jìn)行切比雪夫多項(xiàng)式展開來進(jìn)行失真預(yù)測，基于切比雪夫回歸分析的補(bǔ)償器對LED的非線性進(jìn)行補(bǔ)償，預(yù)失真補(bǔ)償器的參數(shù)可以自適應(yīng)線性調(diào)整，并使用了常見的歸一化最小均方誤差（NLMS）方法作為學(xué)習(xí)機(jī)制。如圖4所示，在接收端，通過對光電二極管（假定為線性元器件）接收到的信號進(jìn)行后處理，結(jié)合ISI信道中卷積矩陣的變換來對反饋環(huán)路置零的方法以降低ISI 。使用數(shù)據(jù)后處理方法來降低LED的非線性效應(yīng)還可以準(zhǔn)確地恢復(fù)出原始信號。為了評估研究人員提出方案的魯棒性，針對不同的調(diào)制方案，他們基于NLMS的預(yù)失真補(bǔ)償方法和失真后補(bǔ)償?shù)姆椒ǎㄏ裎譅柼├�自適應(yīng)濾波器和漢默斯坦濾波器）進(jìn)行了比較；研究結(jié)果表明，采用自適應(yīng)均方補(bǔ)償方法并不是解決該非線性問題的最優(yōu)方案。

圖.4 適應(yīng)預(yù)失真補(bǔ)償器對LED非線性效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆桨?/b>
    目前，研究人員已開始把離線數(shù)字信號處理（DSP）的方法和光正交頻分復(fù)（OOFDM）技術(shù)相結(jié)合，研究其應(yīng)用于將來寬帶接入網(wǎng)絡(luò)和長距離傳輸系統(tǒng)的特性。依據(jù)數(shù)字信號處理的方案，雖然基帶OFDM信號的收發(fā)過程可以在離線情況下實(shí)現(xiàn)，但這種方案沒有考慮到硬件實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性。為了進(jìn)一步研究OOFDM技術(shù)的實(shí)用性，研究人員使用可編程門陣列（FPGAs）或者使用專門的集成電路來設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)DSP，并作用于基帶OFDM信號收發(fā)器。使用上述樣的方法，離線DSP算法可以在將來的實(shí)際應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)。到目前為止，在直接檢測和相干光光纖傳輸系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)OFDM信號發(fā)射器和接收器已經(jīng)被研究人員提出并證明其可行性。在無源光接入網(wǎng)絡(luò)中，研究人員提出一個(gè)傳輸速度為30Gb/s的實(shí)時(shí)三倍頻直接檢測光OFDM系統(tǒng)，并且用實(shí)驗(yàn)證明了該系統(tǒng)的可行性。在相干光系統(tǒng)中，有研究人員提出并證明偏振復(fù)用OOFDM信號經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（SMF）后，其發(fā)射和接收速率達(dá)到100Gb/s。此外，在2.4Km標(biāo)準(zhǔn)單模光纖直接檢測OOFDM系統(tǒng)中，4信道波分復(fù)用OFDM信號經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)其實(shí)時(shí)接收速率可以達(dá)到256.5Gb/s 。除了OOFDM外,實(shí)時(shí)速率為40Gb/s的4階脈沖振幅調(diào)制（PAM-4）作為下一代接入系統(tǒng)備選方案被提出。采用前向糾錯（FEC）技術(shù)可以有效的改善系統(tǒng)的誤碼率性能和接收機(jī)靈敏度，而對于沒有FEC技術(shù)的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，因其誤碼率過高而不能滿足實(shí)際需求。眾所周知，Reed-Solomon (RS)編碼可以有效的糾正突發(fā)錯誤和隨機(jī)錯誤，這種特性使其廣泛應(yīng)用于無線和有線光系統(tǒng)。電子器件和光器件存在不完全頻率響應(yīng)，例如數(shù)模轉(zhuǎn)換器的滾降效應(yīng)可以導(dǎo)致高頻子載波產(chǎn)生更大的功率損耗，而在子載波的低信噪比偏低時(shí)其誤碼率偏高，這就致使RS解碼性能下降。一般情況下，為了增加接收器的糾錯能力，在RS編碼器后一般要加入符號間隔。在DDO-OFDM系統(tǒng)中，基于功率負(fù)載和比特交織的RS編碼已經(jīng)通過離線的方法進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)，使其誤碼率性能顯著提升。除了RS編碼外，還有很多其它的先進(jìn)編碼方式如Turbo碼、LDPC碼等可以通過離線DSP的方法應(yīng)用于光OFDM系統(tǒng)。來自美國紐約倫斯勒理工學(xué)院的研究人員提出一個(gè)采用RS編碼和多符號間隔產(chǎn)生實(shí)時(shí)OFDM信號的方案，首次把FEC應(yīng)用于實(shí)時(shí)光OFDM系統(tǒng)，該方案中信號通過標(biāo)準(zhǔn)單模光纖傳輸后進(jìn)行直接檢測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)時(shí)RS編碼和多符號間隔的光OFDM信號通過25.26km SMF-28傳輸，采用ES編碼率為7%的后FEC誤碼率達(dá)到1×〖10〗^(-8)，而采用前FEC的誤碼率為1×〖10〗^(-3)。

圖5.  采用RS編碼和多符號間隔技術(shù)的方案圖

圖6  RS編碼和多符號間隔實(shí)時(shí)DDO-OFDM系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖

3.無源和有源光子器件
在相干光接收機(jī)中，數(shù)字信號處理可以用來減少傳輸損耗。線性均衡器一般包含兩個(gè)均衡器用來適應(yīng)不同速率，其中靜態(tài)均衡器用來補(bǔ)償色散，而動態(tài)均衡器用來補(bǔ)償偏振旋轉(zhuǎn)、偏振膜色散(PMD)、偏振相關(guān)損耗(PDL)以及殘留色散。在早期的相干光傳輸實(shí)驗(yàn)中，復(fù)雜的抽頭加權(quán)在M個(gè)等間距頻率的情況下，從色散補(bǔ)償轉(zhuǎn)移函數(shù)離散化的反向離散傅里葉變化（IDFT）中計(jì)算得出的，并從時(shí)域均勻的縮減到N個(gè)必要的時(shí)間點(diǎn)（NM），在M=N（沒有縮減）的情況下，縮短頻率采樣法(TFSM)就會簡化為頻率采樣法（FSM）。時(shí)間采樣法是一種簡單的均衡算法，利用全通色散補(bǔ)償濾波器的離散脈沖函數(shù)可以獲得抽頭加權(quán)，同時(shí)最優(yōu)的最小二乘法(LSM)聯(lián)合閉式法也被研究人員提出，但是以上提出的時(shí)域均衡方法通常沒有考慮到對噪音進(jìn)行抑制。來自北京科技大學(xué)計(jì)算機(jī)通信工程學(xué)院的研究人員提出將時(shí)域最優(yōu)維也納濾波器應(yīng)用到多重速率系統(tǒng)中，具有噪聲抑制和縮減采樣的雙重性質(zhì)。在該系統(tǒng)中升余弦(RC)濾波器滿足了奈奎斯特準(zhǔn)則，避免了采樣脈沖和采樣率整數(shù)倍的接收脈沖之間的符號間干擾(ISI)。為了進(jìn)一步消除噪音，RC濾波器通常分為兩個(gè)根升余弦(RRC)濾波器，一個(gè)在發(fā)射機(jī)端，一個(gè)在接收機(jī)端，圖中F(ejωT )表示RRC濾波器，G(ejωT )表示色散信道轉(zhuǎn)移函數(shù)，H(ejωT )是均衡器的轉(zhuǎn)移函數(shù)。此外，復(fù)雜的循環(huán)對稱的加性高斯白噪聲(AWGN) v(n)被加入仿真信道。研究人員通過仿真不同濾波器長度，分析誤碼率和信噪比的關(guān)系。仿真結(jié)果表明當(dāng)維也納濾波器長度為111時(shí)，其誤碼率低和設(shè)備簡單易于安裝，維也納濾波器Wiener(η)相比LMS均衡器，在誤碼率為10-3時(shí)會有0.8 dB信噪比的提升。

圖. 7  模擬光基帶多重速率傳輸系統(tǒng) 

    基于LEDs的VLC系統(tǒng)與傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，如安全性高、抗電磁干擾和無需頻譜許可。VLC系統(tǒng)的性能可以通過引入一些先進(jìn)的傳輸技術(shù)來改善，如帶有前向糾錯的信道編碼、OFDM和MIMO技術(shù)等，另外還可以通過降低LEDs對VLC的影響來改善其系統(tǒng)性能。用于照明的商用LEDs一般是由基于氮化鎵（GaN）的LEDs制造的，在制造過程覆蓋一層熒光粉，然而這種LEDs的量子效應(yīng)會隨著電流的增大急劇下降，并導(dǎo)致其輸出功率發(fā)生非線性變化。LED光源的功率-電流的非線性變化對VLC系統(tǒng)的性能影響較大，特別是對OFDM系統(tǒng)。抑制量子效應(yīng)下降的主要方法是使用電子抑制層減緩載流子溢出，并通過阻礙設(shè)計(jì)增加空穴注射，利用特殊的阱結(jié)構(gòu)或者非極性（半極性）結(jié)構(gòu)來增加波函數(shù)重疊。此外，LED的效率可以通過在n-GaN和量子阱（QWs）間插入應(yīng)變消除層（SRL）來提升，其作用是減緩內(nèi)部極化電場。來自北京科技大學(xué)計(jì)算機(jī)和通信學(xué)院的研究人員提出一種新的改善VLC系統(tǒng)的性能的方法，該方法利用了具有氮化銦鎵/氮化鎵超晶格狀SRL結(jié)構(gòu)的氮化鎵LEDs。研究人員從原理上分析和實(shí)驗(yàn)SRL的有無對LEDs的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明相比于沒有SRL的LEDs，帶有SRL的LEDs的量子阱極化場更小，量子效應(yīng)下降得到了有效的抑制。VLC系統(tǒng)使用帶有SRL的GaN-LEDs做為光源，其性能提升顯著。

    靈活的相干超密集波分復(fù)用(uDWDM)城域接入網(wǎng)絡(luò)具有透明性和高頻譜效率，有希望取代目前的時(shí)分復(fù)用(TDM)光網(wǎng)絡(luò)。來自西班牙薩拉戈薩大學(xué)阿拉貢工程研究所的研究人員提出了一種經(jīng)濟(jì)的收發(fā)器設(shè)計(jì)方案，該方案包括一個(gè)連續(xù)發(fā)射的垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)、一個(gè)相位調(diào)制反射半導(dǎo)體光放大器(RSOA)和一個(gè)外差相干接收器。在該方案中收發(fā)器的關(guān)鍵部件是VCSEL和 50/50耦合器，在發(fā)射端VCSEL通過另一個(gè)50/50耦合器與RSOA相連，使用一個(gè)隔離器來阻擋RSOA的反向散射，以免引起的VCSEL腔不穩(wěn)定性，接收端使用VCSEL做為本地振蕩器（LO），相當(dāng)于獨(dú)立的偏振接收器。光線路終端收發(fā)器包含一個(gè)外腔可調(diào)諧激光源(TLS)，發(fā)射的功率和ONU相同，OLT接收端有著和ONU的相同配置，除了具有不同的LO (TLS)。在實(shí)際應(yīng)用中，，OLT可以和用戶數(shù)使用一樣多的收發(fā)器，也可以讓幾個(gè)不同的用戶共享OLT單元，以減少成本。由于奈奎斯特差分相移鍵控（DPSK)存在窄帶寬，下行鏈路的反向散射的情況容易通過光線路終端功率補(bǔ)償來濾除，相反在上行(NRZ-DPSK)上存在寬帶寬，由旁瓣產(chǎn)生的反向散射會在下行光譜上引入了噪聲，這個(gè)噪聲是不能被電域擦除的。研究人員實(shí)驗(yàn)并分析了當(dāng)OLT接收來自O(shè)NUi的上行鏈路信號的同時(shí)將下行鏈路信號傳輸至鄰近ONUi±1，而這個(gè)過程會產(chǎn)生信道間干擾。在上述方案中，上行BER受鄰近信道頻率距離影響，鄰近信道的下行鏈路的反向散射會嚴(yán)重影響上行誤碼率,而上行鏈路總是與兩路下行鏈路相連（一路是自身信道，一路是鄰近信道）。由于1:16的分布式分離器減弱了上行反向散射，鄰近信道對于上行鏈路的干擾也會減弱。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)鄰近信道的頻率間隔在−1GHz 到1.5GHz和2.5GHz 到 5.5GHz范圍內(nèi)時(shí)，接受靈敏度在前向糾錯碼（FEC）為7%時(shí)效果最好。

圖.8 1Gbps對稱鏈路光接入系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖