中國工程院院士趙梓森:世界光纖通信新進展

2021-01-07 千家智客

  由內蒙古自治區黨委政府、中國通信學會光通信委員會、中國光學學會纖維光學與集成光學專業委員會等共同主辦的「2012國際光纖通信論壇」於2012年8月11日-12日在內蒙古呼和浩特隆重召開,論壇以「寬帶中國·迎接光纖通信發展第二春」為主題。中國科學院和中國工程院兩院院士及工業和信息化部、國家發改委、國家科技部、中國電信、中國移動、中國聯通、國家電網、廣電總局以及國內外通信行業資深專家出席會議並演講,以促進我國光纖通信系統與世界同行的交流與合作,推動我國「光進銅退」、「新一代信息技術」的發展。《通信產業報》(網)為此次論壇官方合作媒體。

  會上,中國工程院院士趙梓森做了題目是「世界光纖通信新進展」的演講。

  趙梓森:各位領導,各位專家上午好!我今天要講題目是世界光纖通信新進展。主要內容是器件、模塊和光纖,以及傳輸系統。美國要開世界光通信大會,主要也是這些內容,這個內容非常豐富,我把主要有代表性的列出來,讓大家了解一下。

  什麼叫第一次工業革命,就是機械化蒸汽動力;第二次電氣化,電力電機;第三次是信息技術加綠色能源。我們現在先看傳輸系統,傳輸系統有什麼樣的傳輸系統?主要是長距離,大容量。

  大容量大到什麼程度?是102.3TB。招數一個就是傳輸240KM,他用了這些招數,WDM、QAM、PDM。第一,採用QPSK。第二招,有一個QAM,如果我們是這張,我們下面電控就是用0度到1,下面鍵控,45度相鍵控。45度代表00、11、10,幅度縮小了我們變成了8個通道了,這種叫QAM。還會縮小,還會放大,變成很多通道變成8個容量變大。還有一種方法,我們正交的方法,我們比如說我們普通8個通道,這個上面普通的方法。一個雷射器可以變成多個雷射器,這個方法我們國際上有很多說明,有正交。

  下面,我們看看那麼長到什麼程度?長距離我有一個公式,可以升到9376KM,傳輸9×112Wb/s。雷射器線寬0.1nm,本地LD線寬100Hz,ULAF光纖,芯面積120UM2,損失0.185DB/KM,色散20Ps/KM,色散斜率1.08PS/NM2/KM。

  下面,無中繼傳輸到468KM,而且64個波長,43個G。這個無中繼距離規劃層次了,所以很有用途。Raman F五iber Laser:波長1276NM、功率6.3W,光纖線路總損失76.1dB。

  下面,就是100GB,從這個是年初已經研究表明,英國已經是在打一個圈,已經把100G現場實驗線路。那麼,單波長100G,在100G一個波長,已經送到商用系統ADM,有3760KM。250GB/S實時傳輸6000KM。光纖線路25spans SMF,23spans Leaf。現在這個是講這個利用231.5GB/S PDM-OFDM,高譜效11.15B/S/Hz。調製方式,CO/OFDM 向感光正交頻分復用-1波長。

  現在有了多芯光纖,多芯光纖,3芯光纖用多的光纖來增長流量,用這種方法。它是光纖傳輸43000KM-環測。多芯光纖我是反對的,你這個3芯光纖倍數很難,位置要很精準,要做分析。我認為多芯光纖麻煩。

  50KM傳輸Raman放大-Gpon1:256,一個GPON可以做到256根。那麼下一代我們光網絡怎麼?我們下一代已經有了OTN-400Gb/S。目前是正在發展240G,用戶下行1G,上行是500MB/S。各種PON,TDMAPON,FDM PON等等,包括各PON的混合。家庭網絡,家庭光纖到戶也好,家庭區域網絡,現在家庭網絡我們看看這個HAN,暖氣通風和空調,安全系統,廚房設備,大型家用電器,亮度控制,能源管理能力。因此,這個家庭數據聯網,怎麼把你這個電錶速度送到電網,我們現在也在改造,用無線送到我們電力公司。

  這裡面我們看到家庭網這個到城域網這個到無線,無線進入到一個集中器,把所有東西集中,然後發到了廣域網裡面一個電力公司。電網就照這個收費,所以這個就是一個家庭數據網的聯盟。現在關鍵性這個集中器,家庭然後集中到電場上一個集中器。現在這個NTT就講他現在用這個PNC技術,可以得到40公裡的分辨物裝,清楚到2個公分。用什麼PNC是噪聲補償一個技術。如果你在這裡辦一個線,OTDR+ONU-MAC地址確定故障位置。這個PON很麻煩,幾十根用戶線,到底哪個是?很難分辨。通常它一開始的時候,做了一個預先測試,做一張表,把這個表存在機器裡面。後來根據這張表確定那個線出毛病。

  歐洲家庭網絡開始有線+無線,塑料光纖在這裡起了點作用。我們通常有很多房間的情況下,我們用塑料光纖。塑料光纖消耗,長期成本塑料光纖比較好。我們用的時候是0.8到1.4G用戶,或者用DMT可用寬帶1.3GHz。POF-雙向共享建設+長期成本最低還是塑料光纖。大樓採用WDM,這個就是他的意思。

  現在美國因為我們網際網路和我們物聯網還有傳感器發生了很大變化,現在歸納起來,現在如果你要做電視機,蘋果要做電視機,ipad已經開始把這個電視可以互動了,去看改變你的結構,點播等等不好辦。現在新的方法,我們網絡電視可以點播。IPV4到IPV6,我是有一個美國專家拜訪我們互相交流,我問他你們美國現在物聯網、網際網路達到什麼水平?IPV6能不能用?他告訴我已經可以用了,IPV4已經改到IPV6了。我說你們家庭裡面能不能用手機控制我這個電冰箱和空調,他說不敢說家庭,沒有去家庭調查,但是這個Mall大超市,遠程控制家電和安全監測,這些用手機控制可以做到。

  器件、模塊和光纖,器件很大一個問題我們光纖到戶每個用戶要不同的波長,這個時候就麻煩了。每個人用不同波長,因此這個用戶光纖到戶,用戶波長可調。這樣波長可調雷射器可解決WDM用戶的光源備份需要。WDM-PON的ONU上行需要波長可調雷射器,雙環諧振。

  第二個,112G調製怎麼調?現在已經開始用DP-QPSK-lnp調製器,把這個放在裡面。160G也做到了,北京郵電大學也可以做。高靈敏度調製方式,4-PPM,有4個脈衝位置不同的脈位表示不同的2個星座組合,脈位1表示星座組合。現在做到2.7。我們100G是不是要買外國的集成pai,現在阿爾卡特已經做成功了。

  很多運行商明白了互相連接,國際上有標準,運行商要OTU4個標準。我們中國烽火通信100G也用了,當然我們買外國模塊,現在已經研製我們的模塊。有人說我們一個是科研,第二個是多模傳輸,第三個是多芯光纖,已經做到1024Q。已經把太陽能做在衣服上把這個光集中到一個模塊當中,所以我們將來手機都用這個方法了。

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