《光纤通信概要》word版

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1、2003年光纤通信概要赵梓森武汉邮电研究院，工程院院士本文对于2003年一年内光纤通信的要点作如下概括叙述：（1）光纤通信技术有何进步；（2）光纤到家庭的兴起；（3）光纤通信市场有些回升。一、光纤通信技术有何进步2001年IT的通信行业的市场有泡沫，造成通信行业的市场在2002～2003年不景气。也使得2003年光纤通信技术的进步不大。当然，也有一定的进步，现综述如下。（一）光通信系统方面2001年，世界光纤通信传输试验系统的最高速率约10Tbit/s，2003年也仍然如此。但有如下进步：1．差分相移键控DPSK系统的研究（ThE1-Lucent）++——010图1RZ-DPSK归

2、零码差分相移键控示意图采用DPSK系统可以压缩传输频带，使频带利用率提高到0.8bit/Hz(一般0.4bit/Hz)，如Lucent的归零码差分相移键控RZ-DPSK试验系统。所谓归零差分相移键控（RZ-DPSK），即前后2个信号的载波相位相同是信号“1”；前后2个信号的载波相位相反是信号“0”，光作为载波，见图1。该系统工作波长范围为1555～1580nm，50GHz间隔。采用光RZ-DPSK调制的好处是，比通常的2进制光开关OOK（On—OffKey）调制的S/N比好3dB，同时可减少非线性交叉相位调制XPM的影响。日本NTT研究的CS-DPSK:CarrierSuppres

3、sedDPSK系统，是对载波频带再压缩，其原理大同小异。与DPSK相比较又可得到1dB的代价改善。这些系统比较复杂，在大容量长距离传输的情况下，才显示其经济效益。2．日本第一个波长路由试验线(ThAA5-NTT)──利用光波长的改变，选择传输的路由日本在北海道的Chitose市进行了采用波长可变路由器的工程应用试验。全网采用WDM，波长范围为1535.82～1560.61nm，0.8nm间隔。节点1～3的速率为2.5Gbit/s。共有43个终端节点，但试用了5个节点。5km半径。用SMF星型连接，内无光电变换。WDM器件采用AWG32x32。该网络用于多业务，包括：视频流VODMP

4、EG2—8Mbps、HD—SDI高分辨串行数字接口和专用网等。需要多协议：包括SDH、ATM、IP和GbE。网络管理由1000km外东京西NTT用ISDN控制。该网络的优点是：灵活、码速易于改变，如1Gbit/s～40Gbit/s，网络交换可在光层扩大到100x100，采用波长可调光源，传输目的地可方便地改变。（二）光电子器件和光纤方面在2002～2003年中，尽管通信业不景气，世界各大公司和大学对光电子器件的研究并没有完全停止，出现各式各样的新器件。这里仅对一些有前景和有特色的介绍。1．40Gbit/sEA—DFB集成器件（TuP4—OKI—OFC2003（SessionCode

5、））通常数据速率高达40Gbit/s时，需要用LiNbO3外调制，价格贵，体积大。EA半导体电吸收外调制器体积小，便于集成。OKI公司把DFB激光器和EA集在一起的，采用结构：MQW-DFB-EA；波长：1310nm；消光比：9.77dB；微波回损S11：-9dB。采用NRZ码进行了传输试验，传输距离：>2km（无色散补偿）。可用于甚短距离传输VSR（VeryShortReach）。2．廉价的垂直腔表面发射激光器的突破垂直腔表面发射激光器(VerticalCavitySurfaceEmissionLaser，VCSEL)从表面直接发光，如图2所示。所以VCSEL可以在不解理分割为管

6、芯时进行测试，大大简化工艺，降低成本。而常规的边发光激光器，必须分割为管芯才能测试，增加成本。VCSEL还有许多优点，如阈值电流在1mA左右，甚至于百微安量级，稳定，寿命也大大增加。波长为850nm的VCSEL最早制成，现在1310nm和1550nm的VCSEL也开发成功。典型VCSEL参数如下。有源区反射镜图2垂直腔表面发射激光器（VCSEL）波长：850nm模式：单纵模和单横模驱动电压：1.8V驱动电流：1～7mA输出功率：0.5～1mW斜率效率：0.3mW/mA阈值电流：100mA升降时间：<200ps相对强度噪声：-130dB3．1024x1024三维光开关系统（MF42）

7、日本东京大学采用平面光波导技术，研制出1024x1024三维光开关系统，是光波导技术的一个突破。其机构如图3所示。该系统有4个平面波导块，其间有垂直波导。平面波导有1对可控制的转角微反射镜（Corner-TurningMicroReflector）。如图3所示：当光束垂直连接（Z向连接）时，经过转角微反射镜和块1和块2间的块，达到块2。光开关阵列123452x2微光开关In平面光波导旋转角微反射镜Z向连接块1块2块3块4块12光波导旋转角微反射镜11904201190