“三超”光纤通信系统技术发展与趋势展望

主要回顾了光纤通信系统的发展历程,并通过回顾过去20年的发展历程以及当前"超高速、超大容量、超长距离"光纤通信系统的研究状况,对未来20年光纤通信技术的需求和可能的解决路径进行了介绍。

光纤慢光与全光通信技术

全光通信技术是当前的研究热点,而全光缓存器及高速光开关是全光通信技术的两个必备条件。实现全光缓存就必须减慢光速,因此,文章首先综述了国内外慢光技术的演变历程,然后阐述了光纤慢光技术及其在高速全光通信中的应用研究情况,最后提出了当前光纤慢光研究的难点,以及光纤慢光研究对全光通信技术的战略意义。

光纤通信用可调谐色散补偿器的研究进展

40 Gbit/s密集波分复用(DWDM)系统对色散要求较高,传统的色散补偿只能粗略补偿系统色散,对于残余色散和由环境变化导致的色散变化等则无能为力。可调谐色散补偿器(TDC)可根据系统色散的变化自动调整色散补偿量,从而达到理想的补偿效果。文章介绍了几种动态色散补偿的实现方案,并对其进行了一定的比较和分析。

光通信系统与网络技术多波段大容量光传输系统研究

基于多波段的光传输系统被认为是有效提升光通信传输容量的方法之一,在C和L波段的基础上,利用其他波段进行传输可以充分挖掘现有光纤网络的传输潜力,解决大容量通信网络的瓶颈问题,其关键技术及系统的实现有利于推动相关技术的产业化进程,具有广阔的经济效益。文章对当前全波段光传输技术的研究现状进行了分析和探讨,重点对S、C和L波段的性能差异进行了实验分析研究,采用C和L波段常规器件,使用偏振复用16进制正交幅度调制(PDM-16QAM)格式完成了波长范围覆盖S、C和L,容量可达到122.4 Tbit/s的40 km光传输系统实验。验证了G.652.D光纤的多波段传输能力,为进一步研究多波段光传输技术提供了实验基础。

560 Tbit/s相干光双偏振DFT-s OFDM 32QAM信号10 km单模7芯光纤传输实验

将空分复用技术与DWDM(密集波分复用)技术相结合,在国内首次实现了560Tbit/s相干光双偏振DFT-s(离散傅里叶变换)OFDM(正交频分复用)32QAM(正交幅度调制)信号传输10km单模7芯光纤的演示实验。系统使用了16个独立光源产生375个25GHz栅格的DWDM信道,单芯传输容量为85.91Tbit/s,7芯传输总容量为601.36Tbit/s。系统使用普通FEC(前向纠错)编码,解码门限为3.8×10-3,编码冗余为7%,系统净传输速率为562.02Tbit/s,净谱效率为59.95bit/s/Hz。

智慧城市中的信息通信技术标准体系

以智慧城市的技术研究和需求分析为目的,对智慧城市中现有的信息通信技术相关标准体系进行调查、研究。报告了信息通信技术和应用服务所对应的标准体系涵盖了智慧城市层次架构中的各个层面这一现状。建议在继承并发展现有信息通信技术标准体系的同时,紧密结合城市的需求来针对性地研究、制定智慧城市标准,并尝试进行延伸和拓展。

G.657光纤技术标准的演进

通过对G.657小弯曲半径单模光纤的市场分析,得出了以下结论:目前G.657光纤用量占中国整个单模光纤用量的2.3%,其需求量还会随着FTTH(光纤到户)的发展而不断增长。鉴于此,文章详细研究了G.657光纤国际、国内标准的演进情况。ITU-T G.657新标准将光纤的模场直径调大为(8.6～9.5)±0.4μm,且增加了G.657B类光纤1 383nm波长的衰减要求,要求其衰减≤0.40dB/km;减小了B类光纤1 310nm波长的衰减系数,即从0.50减小到0.40dB/km;希望我国相关企业能够根据国际标准的变化及时调整研发与生产方案,以适应市场的需求。

新型光通信技术及其应用——本期特邀客座编辑毛谦教授寄语

光纤通信是信息社会最重要的基础设施，是我国《2006-2020年国家信息化发展战略》和《电子信息产业调整和振兴规划》重点发展和支持的技术。30多年来，光通信产业在中国也得到长足发展，然而要支撑中国这个信息大国．网络大国，通信大国，中国的光通信产业能否有能力担纲？产业的竞争力发展情况怎样？在哪些方面具有竞争力？本文根据3年来《网络电信》对中国光通信企业竞争力跟踪调查和监测的情况，结合中国光通信技术的发展，对我国光通信产业的竞争力发展进行初步的探讨。

我国光通信技术和产业的最新发展

历经40多年的发展,我国已经发展成为世界光通信大国。文章主要介绍了我国光通信技术的发展状况及其与世界光通信技术水平的比较、光通信技术目前在我国的应用状况、我国光通信产业的发展现状以及所存在的主要问题等。

保偏光纤及其技术发展趋势

本文介绍了保偏光纤的基本原理与制造方法,以及我国保偏光纤的技术进展状态,并阐述了保偏光纤的市场与应用领域,最后提出了保偏光纤前沿新技术方向。

特种光纤技术及其发展趋势

本文首先回顾了我国民族光纤产业的巨大进步与突破,进而引出激烈竞争情况下的特种光纤年差异化发展策略。着重讲述了我国特种光纤研究进展,包括前沿的光子晶体光纤技术、色散补偿光纤技术、保偏光纤、掺稀土光纤、能量传输光纤等。最后结合国家科技发展计划,阐述了特种光纤的发展趋势。

采用“三步法”技术制造高性能的G.657单模光纤

首先介绍了G.657单模光纤制造技术的演进情况,然后提出采用"三步法"制造G.657弯曲不敏感单模光纤的工艺技术,设计并制造出两种类型的弯曲不敏感单模光纤。其中,G.657A2光纤在弯曲半径为7.5mm时,1 550和1 625nm波长的弯曲损耗分别为0.063和0.136dB,1 383和1550nm波长的衰减系数分别为0.272和0.188dB/km;G.657B3光纤在弯曲半径为5mm时,1 550和1 625nm波长的弯曲损耗分别为0.067和0.122dB,1 383和1 550nm波长的衰减系数分别为0.276和0.182dB/km。测试结果表明,该"三步法"预制棒技术能够生产出高抗弯、低损耗的小弯曲半径单模光纤,该光纤的关键技术指标均优于ITU-T国际标准。

400Gbit/s高速大容量光通信系统单模光纤设计与制备

介绍了一种大有效面积单模光纤的数值设计分析与PCVD(等离子体化学气相沉积)制备工艺,该光纤的有效面积达到133μm2,同时在1 550nm处衰减系数优化到0.183dB/km,弯曲损耗优化至0.45dB/圈(弯曲半径7.5 mm)。在双偏振DFT-S CO-OFDM 4QAM/16QAM(4进制/16进制正交振幅调制的离散傅里叶变换扩展相干光正交频分复用)调制信号下,对该光纤在100Gbit/s和400Gbit/s系统的误码率和Q值等传输性能进行了验证。结果表明,该光纤能有效改善最佳入纤功率和非线性效应,可使传输距离提升30%,能有效优化400Gbit/s传输系统,并且在FTTx领域有着广泛的应用前景。

移动通信网络病毒防治方案浅析

面对移动通信网络层出不穷的安全问题和潜在的安全隐患,移动通信网络病毒防治工作已成为非常重要的课题。文章主要通过真实案例说明当前移动通信网络的安全危机,以引起移动通信用户对手机病毒的防范意识;同时,文章还描述了移动通信网络安全系统的解决方案,即同时从终端侧和网络侧采取预防应对措施。

6G移动通信关键技术趋势初探(特邀)

文章根据第六代移动通信系统(6G)的总愿景和不同维度子愿景,分类阐述了有可能实现这些美好愿景的关键技术趋势和挑战。文章从新晶体复合材料、超材料、非正交波形、高频毫米波和太赫兹生成等物理基础性技术,到无线新型互联网基础设施和深海通信网络等网络基础性技术,再到人工智能使能、感知互联和人体通信等新兴应用技术,分门别类地介绍了6G时代充满机遇和挑战的某些候选关键技术。文章引用了部分国际顶级学术期刊的相关内容和研究成果,期望观点尽可能严谨合理,并引起业界对6G移动通信发展趋势的关注。

宽带多模光纤带宽优化技术研究

在实际预制棒生产中,由于生产条件以及制造工艺的原因,光纤预制棒的芯包层界面会出现不平滑、芯层折射率剖面曲线出现毛刺、凹坑或持续波动、偏离理想折射率分布、光纤中心出现凹陷或尖峰等预制棒折射率缺陷.本文在对宽带多模光纤的波导色散与材料色散进行深入的理论分析与计算的基础上,研究了光纤掺杂材料在温度、反应压力、反应浓度以及微波等离子体能量等不同反应条件下的反应效率,以及光纤微分模时延测试响应与预制棒折射率曲线的关系.结合生产实践,给出带宽优化的方法、折射率剖面中心畸变消除方法和折射率剖面偏差校正方法等几个宽带多模光纤的关键制造技术.通过改进的光纤预制棒制造工艺技术,成功地制造出了性能指标全面符合IEC 60793-2-10关于A1a.3(OM3-550)技术指标要求的多模光纤.该宽带多模光纤可用于10Gbit/s以及40Gbit/s以太网应用.

网络管理系统温备份的切换检测技术

网络管理系统是整个通信网络的管理核心所在,一旦发生故障,将会失去对整个通信网络的管理。由于是管理系统,不能同时存在多个主用管理系统,所以通常都是采用温备份技术。文章介绍了网络管理系统的温备份的实现模型及所建立的切换机制,并重点介绍了故障检测技术,利用该技术可以在发生故障时迅速准确地恢复对通信网的管理。

基于液晶技术的1×2 WSS的设计和实验

波长选择开关(WSS)是近几年发展迅速的可重构光分插复用器(ROADM)的子系统,其波长开关能够在任意的输入、输出端口之间进行倒换,大大提高了密集波分复用(DWDM)设备的组网能力。文章简述了实现WSS的几种技术方法的特点,阐述了基于液晶技术的WSS的结构,给出了具体的1×2 WSS的光路设计方案,并利用琼斯矩阵从理论上分析了该结构的可行性。

多芯光纤扇入扇出技术发展现状及展望

基于多芯光纤的空分复用是解决当前光通信传输容量瓶颈的最有效方法之一,多芯光纤扇入扇出(FIFO)技术是实现多芯光纤空分复用系统的关键,它用于实现单个多芯光纤到多个单芯光纤的光耦合功能。文章总结了近十年来多芯光纤FIFO器件和装置的方法,将它们归纳为熔融、光纤束、自由空间光和三维集成波导4种类型,分析并比较了几种类型器件/装置的制作方法和性能,对未来可广泛应用的技术方向进行了展望。

超高速超大容量超长距离光传输基础理论与关键技术研究

超高速超大容量超长距离(3U)光传输作为一种新型光通信模式,推动了下一代互联网和宽带移动通信网的发展和技术进步,已成为国际高科技知识产权竞争的焦点和制高点。从3U光传输研究的背景与意义出发,给出了3U光传输的3个科学问题,并介绍了3U光传输的体系架构、研究的基础理论与关键技术,最后介绍了3U光传输的实验验证平台和在该平台上完成的重要实验以及产学研结合创新成果的产业化应用范例。