一、光網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)：
　　1．波分復(fù)用（WDM）：
    對WDM-PON最新的研究幾乎全部面向一個共同目標(biāo)——降低網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)成本。最通常的手段有兩個，一是提高波長重復(fù)利用率；二是設(shè)計在ONU減少，甚至不用光源的工作模式。本期Goergia理工的研究者結(jié)合了兩個思路，以設(shè)計面向語音、視頻、數(shù)據(jù)三重業(yè)務(wù)服務(wù)的WDM-PON。作者的構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)是一種結(jié)合了副載波復(fù)用調(diào)制（SCM）和光載波相位、強(qiáng)度調(diào)制的混合網(wǎng)絡(luò)。利用2.5Gb/s的SCM信號來承載視頻下行傳輸，同時利用光載波的相位調(diào)制實現(xiàn)單通道10Gb/s的下行數(shù)據(jù)傳輸，且該光載波在到達(dá)ONU時，解調(diào)后可直接在載波上再進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制，以傳輸10Gb/s的上載信號。因此這是一個波長再利用設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)里只在OLT里使用光源，而ONU里實現(xiàn)了無光源化設(shè)計。測試顯示對SCM傳輸?shù)囊曨l信號，傳輸20km后，功耗大約1.4dB，誤碼率可以維持在10-9左右。
    日本Tohoku大學(xué)的研究者實驗顯示了一基于光子晶體光纖（PCF）的4通道WDM-PON工作情況。作者認(rèn)為PCF不需要普通光纖那樣，靠芯層摻Ge來提高折射率，因此工藝相較普通單模光纖并不復(fù)雜，如果能夠?qū)崿F(xiàn)批量生產(chǎn)，PCF成本有望大幅下降。作者談到PCF在850nm附近仍有相當(dāng)?shù)偷膿p耗，這樣如果基于PCF構(gòu)建光網(wǎng)絡(luò)，則可大幅度降低網(wǎng)絡(luò)成本。原因是在850nm這個波段，既具有商業(yè)化成熟、價格低的VCSEL激光器作為光源，又有靈敏度高、響應(yīng)快的商用硅探測器（如硅APD）。于是作者就使用這些商用元器件，以PCF做載體，實驗研究了4通道WDM網(wǎng)絡(luò)以單通道10Gb/s傳輸5km的工作情況。從測試結(jié)果來看，這樣的系統(tǒng)將信號傳輸5km后，眼圖眼開非常大，信噪比也能維持好于20dB。似乎實現(xiàn)了作者假設(shè)的目標(biāo)，但關(guān)鍵問題在于作者對PCF成本有望大幅下降的這個假設(shè)是否真的容易實現(xiàn)，否則以當(dāng)前PCF的高昂成本來看，如使用它作傳輸載體，其附加成本會遠(yuǎn)高于采用VCSEL光源和硅探測器帶來的實惠。
    波長間隔小于50GHz的復(fù)用，被成為超密集波分復(fù)用（UDWDM）。而可調(diào)激光器（TL）則是在WDM網(wǎng)絡(luò)里廣受關(guān)注的元器件，因為靠動態(tài)調(diào)節(jié)發(fā)射波長，對提高網(wǎng)絡(luò)靈活性，動態(tài)光交換、路由都非常有利。本期愛爾蘭的研究者發(fā)表論文，旨在研究TL在UDWDM網(wǎng)絡(luò)里應(yīng)用的可靠性，通過測試，作者證明對波長間隔25GHz的復(fù)用，如果TL在實現(xiàn)到目標(biāo)波長調(diào)節(jié)時，產(chǎn)生的波長漂移小于7.5GHz，都不會對應(yīng)用產(chǎn)生大的影響。但同樣的波長漂移對12.5GHz的復(fù)用就會產(chǎn)生致命影響了，這時候噪聲平臺幾乎會將信號淹沒。作者也證明通過增大TL向目標(biāo)波長調(diào)節(jié)的時間可以有利于降低噪聲，但調(diào)節(jié)速度的降低顯然也會影響網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)高速傳輸。
    2．光碼分多址復(fù)用（OCDMA）：
    最近關(guān)于OCDMA的研究多集中于編解碼實現(xiàn)方式以及系統(tǒng)運(yùn)用上，以便提高傳輸速率、光譜利用率，并增加系統(tǒng)的保密性。
    M元擴(kuò)頻是OCDMA系統(tǒng)為了增加頻帶利用率，并提高抗干擾性而采取的技術(shù)手段。M元擴(kuò)頻又稱為軟擴(kuò)頻，是將基帶信號的K個比特分成一組，從而形成一個K位的地址信號，總共有2k地址，每個地址對應(yīng)一個偽隨機(jī)碼。使用的偽隨機(jī)碼的數(shù)目比直擴(kuò)方式增加了2k－1個，碼長增加了K倍，處理增益和抗干擾能力也相應(yīng)提高。但設(shè)備復(fù)雜度也急劇提高。例如采用編解碼器的數(shù)量就近似等于接入用戶數(shù)與擴(kuò)頻階數(shù)的乘積。本期來自日本NICT的研究者探討了使用單個具有多端口的光編解碼器實現(xiàn)M元擴(kuò)頻OCDMA編解碼操作的可行性。作者的設(shè)施含N個端口，以便產(chǎn)生并處理N段相位漂移鍵控碼。作者對直接M元擴(kuò)頻和M進(jìn)制擴(kuò)頻兩種方法進(jìn)行了比較。證明隨M的增大，當(dāng)采用M元擴(kuò)頻編碼時，誤碼率也會相應(yīng)增大，但采用M進(jìn)制編碼，隨M增大，誤碼率甚至?xí)�降低。但是�?dāng)用戶數(shù)量在增加時，采用M元擴(kuò)頻誤碼率幾乎恒定不變，但對M進(jìn)制編碼，其誤碼率則會隨著用戶數(shù)增加快速增大。這暗示了僅使用一個多端口編解碼器時，M元擴(kuò)頻很適合大用戶量的網(wǎng)絡(luò)使用。
    此外，臺灣Kun Shan大學(xué)的研究者建議利用素數(shù)碼在同一碼序里的環(huán)形特性來消除OCDMA網(wǎng)絡(luò)的多址干擾；Southanpton大學(xué)的研究者使用光纖光柵制作了具有連續(xù)相位分布的OCDMA編解碼器，在不同的編解碼過程里能夠維持同樣的折射率分布，因此這樣的編解碼器特別適用于可重構(gòu)OCDMA網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用；荷蘭的研究者使用基于InP-InGaAsP材料的功分器、光交叉單元等無源器件設(shè)計制作了對OCDMA系統(tǒng)譜-強(qiáng)度編碼的編解碼器。
    3．微波光子學(xué)：
    RoF是利用光纖傳輸微波RF信號的技術(shù)，其利用了光纖高速大容量的特性，完成對現(xiàn)有無線通訊系統(tǒng)的升級。本期臺灣交通大學(xué)的研究者指出，專門為RoF應(yīng)用鋪設(shè)光纜顯然不經(jīng)濟(jì)，最好的辦法是能對RoF和全光接入的FTTH混合組網(wǎng)，實現(xiàn)對波長和光纖的共享。其實類似的系統(tǒng)以往也有報導(dǎo)，但由于光纖色散作用，基帶（BB）和RF的混合信號會隨傳輸距離增加質(zhì)量快速退化。有研究者建議采用色散漂移光纖來實現(xiàn)這種混合信號的傳輸，但顯然這對已經(jīng)鋪設(shè)了標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的光纜線路不適用。因此本期臺灣交大的研究者結(jié)合了副載波調(diào)制和光載波強(qiáng)度調(diào)制，分布用來調(diào)制RF信號和BB信號。這樣在傳輸距離達(dá)到50km后，測試獲得兩種信號的功耗都僅0.2dB，也沒有觀察到信號質(zhì)量退化。
    4．系統(tǒng)性能：
    雙瑞利散射（DRS）是指光信號經(jīng)過一次瑞利散射后的再次散射，顯然經(jīng)過二次散射后的信號會與原光信號有相同的傳輸方向，會對信噪比造成影響。對通常的系統(tǒng)，DRS的影響并不明顯。但DRS如果發(fā)生在分布放大器里，由于一次散射的信號被放大，而再次散射與信號同向后就會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ASE噪聲，急劇惡化信噪比特性。因此，對分布Raman放大系統(tǒng)，DRS是最主要的噪聲來源。本期法國研究者就對這個問題做了探討。作者證明當(dāng)信號載波線寬遠(yuǎn)大于信號在放大器內(nèi)發(fā)生瑞利散射頻率時，DRB噪聲將獨立于信號和相應(yīng)功率譜分布，呈現(xiàn)隨機(jī)特性。同時作者也暗示，通常采用高斯近似算法對DRB影響估計時，都將靈敏度高估了1dB左右。
    此外，Central Florida大學(xué)的研究者證明通過對40Gb/s的RZ-DPSK信號做集中色散補(bǔ)償（區(qū)別與分布補(bǔ)償?shù)母拍睿┛梢宰屝盘柅@得比帶間色散補(bǔ)償更遠(yuǎn)的傳輸距離，這得益于這樣的補(bǔ)償可降低非線性效應(yīng)的影響；而Aston大學(xué)的研究者則從數(shù)值上討論了幾種不同誤碼率計算方法面對某一特定問題的有效性。
二、無源器件：
    Pennsylvania State大學(xué)的研究者基于透射式的全息光柵制作了21通道的波分復(fù)用器。對基于體全息光柵的波分復(fù)用器，通常有反射式和透射式兩種常用工作模式。反射式為短周期光柵，類似于FBG，靠Bragg反射對波長進(jìn)行選擇。而透射式光柵則為長周期光柵，仍按照不同波長具有不同衍射角的原理，靠角色散分光，再經(jīng)過透鏡匯聚，將不同波長光匯聚到不同的輸出位置。這里作者選用的是后一個方案�？坑肗d-Yag激光器，以532nm波長光在光敏聚合物上全息記錄光柵，并優(yōu)化光柵周期，以最小化器件的偏振相關(guān)損耗。作者制作了一通道間隔100GHz，有21個通道的波分復(fù)用器，最大偏振相關(guān)損耗0.38dB，通道均勻度約0.495dB。
    韓國的研究者制作了面向粗波分復(fù)用信號監(jiān)控使用的微結(jié)構(gòu)光柵。作者先通過熱處理，讓光纖末端膨脹，然后在光纖末端表面上用飛秒激光器做精細(xì)雕刻，在光纖末端端面制作出類似光柵的結(jié)構(gòu)。這段特殊處理的光纖可以在網(wǎng)絡(luò)中通過耦合器下載信號，讓部分信號光傳輸進(jìn)該光纖，之后光在光纖末端由光柵作用發(fā)生衍射，根據(jù)衍射斑的變化，可以對信號質(zhì)量改變做出判斷。
    此外，瑞士的研究者制作了具有90°轉(zhuǎn)折的波導(dǎo)對光纖連接器，器件基于V型槽基片，通過微細(xì)加工，集成了兩個透鏡陣列和一個45°反射鏡。一般來說制作這樣90°轉(zhuǎn)角的連接器都是面向光纖陣列與VCSEL激光器互聯(lián)的；Fujitsu實驗室的研究者面向光互聯(lián)應(yīng)用，提出了一種芯片粘貼技術(shù)。通過在兩塊集成芯片間通過微細(xì)工藝插入一些聚合物柱子，可以讓兩芯片粘貼在一起。這類似于電路上的雙層制板，可以通過使用45°鏡來讓光集成工藝從傳統(tǒng)二維平面向縱向發(fā)展。
三、有源器件：
    本期有源器件的文章挺多，但和光通訊相關(guān)的則很少。主要有：Arizona大學(xué)的研究者通過使用兩個VCSEL激光器，并外加三個反射鏡，形成外腔調(diào)節(jié)，以便增強(qiáng)器件的動態(tài)調(diào)節(jié)范圍，最終制作了具有33nm大調(diào)節(jié)帶寬的激光器；Brion Technologies Inc.的研究者在同一芯片上混合集成了無源的聚合物波導(dǎo)，和鍍有電極的電光聚合物數(shù)字光開關(guān)，可以實現(xiàn)對信號的可重構(gòu)光交換；西班牙的研究者通過調(diào)節(jié)元件內(nèi)光纖光柵的物理長度，進(jìn)而改變腔長，可以實時的對摻鉺光纖激光器的輸出波長和Q值進(jìn)行調(diào)節(jié)。
　　作者：宋軍博士