光纤通信技术发展展望

sam1985226

光纤通信技术发展展望

光纤通信技术从最初的低速传输发展到现在的高速传输，已成为支撑信息社会的骨干技术之一，并形成了一个庞大的学科与社会领域。今后随着社会对信息传递需求的不断增加，光纤通信系统及网络技术将向超大容量、智能化、集成化的方向演进，在提升传输性能的同时不断降低成本，为服务民生、助力国家构建信息社会发挥重要作用。

（一）智能化光网络

与无线通信系统相比，智能化光网络的光通信系统及网络在网络配置、网络维护及故障诊断方面仍处于初级阶段，智能化程度不足。由于单根光纤容量巨大（可能大于 100 Tbit/s），任一光纤故障的发生将给经济、社会带来很大影响，因此网络参数的监测对未来智能网络的发展至关重要。今后这方面需关注的研究方向有：基于简化相干技术与机器学习的系统参数监测系统、基于相干信号分析和相位敏感光时域反射（OTDR）的物理量监测技术。

（二）集成技术与系统

器件集成的核心目的是降低成本。在光纤通信技术中，通过不断的信号再生可以实现信号的短距离高速传输。但是由于相位和偏振态恢复的问题，目前相干系统的集成还较困难。另外，如果大规模集成的光 – 电 – 光（OEO）系统可以实现，也会显著提升系统容量。但是限于技术效率低、复杂度高、难以集成等因素，光通信领域不太可能广泛推广如全光 2R（再放大、再整形）、3R（再放大、再定时、再整形）等全光信号处理技术。因此，在集成技术与系统方面，今后研究的方向有：对空分复用系统的现有研究虽已较丰富，但学界、业界对空分复用系统关键器件尚未实现技术突破，需进一步加强研究，如集成激光器与调制器、二维的集成接收机、高能效的集成光放大器等；新型光纤可能会显著拓展系统带宽，但仍需深入研究以确保其综合性能与制造工艺能达到现有单模光纤的水平；研究通信链路中可与新型光纤搭配使用的各类器件。

（三）光通信器件

在光通信器件中，硅光器件的研发已初见成效。但目前国内相关研究多以无源器件为主，对有源器件的研究较为薄弱。在光通信器件方面，今后的研究方向有：有源器件与硅光器件的集成研究；非硅光器件集成技术的研究，如 III-V 族材料衬底集成技术的研究；新型器件研发的进一步跟进，如兼具高速与低功耗优点的集成铌酸锂光波导