展望全球光通訊發展：技術和行業熱點分析
(今年的ofc/nfoec舉辦地點仍然在美國加州洛杉磯會展中心。本次會議上，系統商們重點展示了其100g系統以及下一代系統，如400gbps/1tbps，資料中心整合等。本屆會議涉及光網路應用和服務，網路技術和應用，fttx技術、發展和應用，光纖和光學傳播效應，光纖和波導的器件等內容。
一、ofc/nfoec2012概況
和去年一樣，今年的ofc/nfoec舉辦地點仍然在美國加州洛杉磯會展中心。據統計，今年的參會人員總數有12,000多人，超過了去年，參展廠商有560家左右。值得注意的是：
ofc/nfoec的展會在悄然發生變化，之前的展會純粹是器件商和測試裝置廠商產品和技術展示的舞台。從2023年起，一些系統商開始加入進來，而今年有更多的系統商參加了此次展會，基本上世界上主流系統商悉數到場，這包括阿朗、ciena、華為、愛立信、cisco、富士通、諾西、google fiber、infinera、juniper 等，ofc/nfoec已經開始成為各大系統商展示其高階技術方案和產品實力的舞台。本次會議上，系統商們重點展示了其100g系統以及下一代系統，如400gbps/1tbps，資料中心整合等。
本屆會議的日程包括如下活動：專題討論會（workshop and panel），全體會議(plenary session)、特殊專題討論會(symposia)、技術**報告會和短課程等。展會現場除了展覽外，還安排了市場觀察、業務提供商峰會和新產品發布等活動。
全體會議有三個主題報告，題目分別為「bandwidth, optics and the age of abundance」，「how to design and build your very own exascale computer」和「disaster recovery and the r&d policy in japan's telecommunication network」，這三個報告基本上詮釋了本屆會議的主旨：光學技術推動了網際網路的快速發展和通訊頻寬的快速增長，（纖維）光學技術將會在資料通訊、雲計算和資料中心網路應用中扮演更為重要的角色，以滿足這些應用對頻寬和功耗和成本的要求。
本屆會議大概有800個技術報告，涉及光網路應用和服務，網路技術和應用，fttx技術、發展和應用，光纖和光學傳播效應，光纖和波導的器件：放大器、雷射器、感測器、以及效能監視，用於交換，濾波和互連的光學器件，光電子器件，數字傳輸系統，傳輸子系統和網路元件，光學處理和模擬子系統，核心網，接入網，用於資料通訊和電腦通訊的光網路，技術和應用等內容。市場觀察的主題包括：
行業現狀，pon的市場發展趨勢，移動寬頻的影響（主要是講移動回程），整合光子以及步入100gbps時代所面臨的技術、應用市場和問題等。業務提供商峰會主題包括：雲計算業務，1-2-3層融合發展，社交**時代的網路作用等。
由於有了系統商，運營商以及行業分析機構的參與，ofc/nfoec已經成為展示和討論整個行業生態系統發展的舞台，通過它，我們可以了解未來光通訊的發展以及光網路的演化趨勢。
二、技術和行業發展熱點
高速、高譜效率和大容量傳輸系統研究
400gbps/1tbps關鍵技術
提高單波長傳輸速率始終是光傳輸的主題，當前通訊速率已經邁入100gbps時代，並正在向400gbps/1tbps發展。為了能夠覆蓋大部分陸地通訊系統傳輸應用，100gbps系統主流技術採用pm-qpsk調製，結合相干檢測和數字訊號處理技術來提高系統的靈敏度、均衡gvd色散和pmd等線性畸變，並引入高編碼增益的軟判決（sd-）fec技術來提高系統的osnr容限。由於通訊速率提高，400gbps/1tbps首先面臨的乙個難題就是器件頻寬瓶頸，如果400gbps/1tbps繼續採用pm-qpsk調製，光訊號的串列傳輸速率將別達到112gbaud和280gaud，預期未來幾年內，光電器件頻寬難以滿足如此高的速率要求。
400gbps/1tbps需要多水準調製碼型，以降低訊號的串列傳輸速率和頻寬。但是更高水準的調製會引起較大的osnr代價，造成訊號傳輸能力降低，為了實現400gbps/1tbps長距傳輸，下列技術被認為是400gbps/1tbps核心技術之一：
多水準調製技術mqam
多載波技術如光正交頻分復用（ofdm）或superchannels
分布式拉曼放大或相位敏感放大器（psa）等低雜訊放大技術
軟判決fec（sd-fec）技術
新型低損耗，大有效面積光纖
表1總結了本次會議上報導的關於400gbps/1tbps高速傳輸實驗內容，多數試驗中採用了pm-16qam以及superchannel 或正交多載波技術，對於400g訊號在ssmf鏈路上，採用傳統的edfa，其最遠傳輸距離也就是幾百公里，而採用拉曼放大和純矽光纖（pscf光纖），傳輸距離可以達到1000公里以上。而1t長距離傳輸則面臨更大的困難。 值得注意的是在本次展會上，一些系統商，如阿朗、ciena和華為等分別發布和展示了其400gbps波分系統，這表明400gbps已經不再停留在單純的技術研究上，而正在向實用化發展。
而400gbps將會是繼100gbps之後下乙個通訊速率。
表1. ofc/nfoec2012報導的400gbps/1tbps傳輸實驗
高譜效率大容量傳輸技術-3m（多水準調製，多芯光纖，模分復用）技術
高譜效率和大容量傳輸成為本次會議的乙個熱點，隨著通訊速率達到100gbps，傳輸系統的容量將達到10tbps。通訊速率和系統容量的增加是通訊系統發展永久不變的主題，未來幾年內通訊速率很有可能發展到400gbps/1tbps的水準，屆時傳輸系統的容量將需要達到50~100tbps，才能跟的上網路頻寬的增長速度。
多水準調製和正交多載波技術可以允許高速訊號，如400gbps/1tbps在光纖中以更高的譜效率傳送，結合dwdm技術可以有效地提高光纖傳輸鏈路的容量。本次會議上，ntt的一篇遲到**報導了102.3tbps （224λ×584g pm-64qam）ssmf傳輸實驗，這是迄今為止報導的在ssmf上實現的最大傳輸容量，實驗中224個波長覆蓋整個c帶和擴充套件l帶頻率範圍，每個波長訊號速率為584gbps，採用多載波復用，結合64qam多水準調製以及偏振復用實現，傳輸距離為240km。
由於採用64qam多水準調製，訊號的傳輸能力劣化嚴重，傳輸距離很短，不符合長距傳輸需要。對於400gbps/1tbps長距傳輸，最佳系統容量也就是20-30tbps左右，要進一步提高系統容量，只能以犧牲傳輸距離為代價。如何進一步提高光纖系統的傳輸容量，而又不犧牲傳輸能力，是擺在我們面前的乙個課題。
雖然dwdm和多水準調製技術可以有效地提高傳輸鏈路的容量，但是由於從放大、調製、fec和更密集的載波間隔來進一步提高傳輸容量的空間非常有限，這些技術正在接近技術極限，需要探索新的解決方案。
本次會議上，如何實現超100t光纖容量成為特殊專題討論會的乙個重要主題，為了滿足未來5-10年內業務快速增長對傳輸容量增長的需求，需要探索新的傳輸和交換技術。最近，多芯光纖和基於mimo的模分復用技術，作為提高系統容量的一種比較有前景的技術，吸引了眾多研究者的興趣，同時也成為本次會議的乙個熱點。本次會議上，相關方面的技術**大概有50多篇，僅遲到的**就有6篇。
其中，模式復用方面相關的研究包括少模光纖(fmf)、模式復用/解復用器、多模放大器、模式轉換和模式復用傳輸等。而多芯光纖研究涉及的主要內容包括：新型多芯光纖，多芯光纖放大，多芯光纖傳輸等。
本次會議上，阿朗報導了5×112g pm-qpsk 在5模光纖中傳輸40km實驗，阿朗另外一篇遲到的**報導了6×20gbd pm-qpsk 在6模光纖中傳輸1200km實驗。本次會議上報導的最大單纖傳輸容量為305tbps，是由日本的nict採用sdm-wdm-pdm-qpsk技術在19芯光纖上實現的，傳輸距離為10.1km，譜效率達到了30.
5b/s/hz。相比模式復用傳輸，多芯光纖傳輸更容易實現超大容量傳輸，但是多芯光纖傳輸需要解決不同纖芯之間的串擾以及最外層纖芯的過損耗問題。
光網路正在向智慧型，動態，靈活的光分組傳送網發展
由固定波長柵格的網路向靈活波長柵格的彈性光網路發展
隨著光通訊速率向400gbps/1tbps發展，訊號的頻寬將超出現有波分復用系統波長間隔，只有對波分系統的頻率間隔進行重新定義，才能夠有效支援400gbps/1tbps訊號。目前，光網路正在向動態的光網路發展，隨著光網路結構和層次的日益扁平化，未來的光網路日益成為端到端的光傳輸網路，未來的光學平台上將需要支援具各種不同速率和型別的客戶資料業務，現有固定的頻率間隔不能有效地利用光纖的頻譜資源，因而限制光纖傳輸容量有效的擴充套件。為了解決這個問題，2023年，業界提出了靈活波長柵格的概念，即波長間隔採用可變的波長柵格，波長柵格由一定頻率範圍的頻率槽確定，波長柵格的中心頻率定義為頻率槽的中心，頻率槽的寬度為某個標準頻率槽粒度的整數倍，頻率槽可以任意組合。
2023年，itu-t對g.694.1柵格標準進行了擴充套件，增加了對靈活波長柵格的支援。
在修改的草案中，頻率槽寬度的粒度定義為12.5ghz，頻率槽寬度定義為12.5ghz的整數倍，頻率槽的中心頻率為193.
1±n×0.00625 thz, n為整數。靈活波長柵格能夠根據傳輸訊號速率和調製碼型的要求分配合適的頻率槽寬度，以實現高譜效率、大容量的傳輸系統。
光通訊技術發展展望
作者 莫志藝 科技傳播 2010年第07期 摘要在新科技新技術突飛猛進的今天,由於通訊技術作為國家高新技術的制高點,各國對通訊技術的研究和投資方興未艾,新技術 新方案 新產品層的更新換代日新月異。為了不落後於其它國家,我國也應把發展通訊技術作為重點。本文對光通訊技術的發展背景和發展方向進行了論述。關...
光通訊新技術的展望
光纖通訊的誕生與發展是電信史上的一次重要革命。光纖從提出理論到技術實現，再到今天的高速光纖通訊也不過幾十年的時間。20年來光技術的兩個主要發展為wdm和pon，這兩個已經相對比較成熟。多業務傳輸發展平台包括兩個方面，一方面是更有效承載乙太網業務 資料業務，另一方面是向業務方面發展。展望未來，在光通訊...
雷射通訊技術
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