光纖進(jìn)行大容量、超長(zhǎng)距離傳輸技術(shù)
隨著單信道傳輸速率的提升，光纖本身的損耗、非線性、色散等因素，使光信號(hào)在傳輸過(guò)程中發(fā)生畸變，制約了系統(tǒng)性能，因此在技術(shù)上給網(wǎng)絡(luò)傳輸與交換帶來(lái)了很多要求。
從調(diào)制格式和復(fù)用方式來(lái)看，可采用基于偏振復(fù)用結(jié)合的多相位調(diào)制的調(diào)制方式，如偏振復(fù)用四相相移鍵控(PDM QPSK)、8/16相相移鍵控(8PSK/16PSK)以及基于低速子波復(fù)用的正交頻分復(fù)用(OFDM)，也可采用光時(shí)分復(fù)用技術(shù)。
從調(diào)制編碼解調(diào)來(lái)看，目前主要可采用直接解調(diào)和相干解調(diào)兩種方式，其中相干解調(diào)主要采用數(shù)字信號(hào)處理(DSP)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，顯著降低了相干通信中對(duì)于激光器特性的要求。但由于目前受到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和DSP’芯片等處理能力的限制，基于100Gbit/s信號(hào)的實(shí)時(shí)相干接收處理是亟待解決的技術(shù)難題之一，將直接影響其商用的步伐。
(1)正交頻分復(fù)用：鑒于0FDM的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將其引入到光纖通信系統(tǒng)中是近年來(lái)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明在不采用任何補(bǔ)償?shù)那闆r下，采用OFDM技術(shù)的單模光纖通信系統(tǒng)可以將10Gbit/s信號(hào)傳輸1 000km以上，可見(jiàn)0FDM技術(shù)的引入可明顯改善光纖通信系統(tǒng)性能。
(2)光時(shí)分復(fù)用：0TDM能夠克服因放大器級(jí)聯(lián)而帶來(lái)的增益不平坦和光纖非線性的限制，在未來(lái)采用全光交換和全光路由的網(wǎng)絡(luò)中，OTDM技術(shù)的一些特點(diǎn)使其作為全光網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)之一更具吸引力，如上下話路方便，可適用于本地網(wǎng)和骨干網(wǎng)。目前，基于()TDM的傳輸速率已經(jīng)可以達(dá)到太比特每秒。但由于()TDM必須采用歸零碼超短脈沖，占用頻帶寬，而且色散和色散斜率影響較為顯著。0TDM傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括超短光脈沖發(fā)生技術(shù)、全光時(shí)分復(fù)用/解復(fù)用技術(shù)和超高速定時(shí)提取技術(shù)等。因此，人們?cè)谘兄迫饪刂频母鞣N超高速邏輯單元，如速度在皮秒(ps)級(jí)的超高速全光開(kāi)關(guān)等。
(3)偏振復(fù)用：利用光在單模光纖中傳輸?shù)钠裉匦裕瑢鬏敳ㄩL(zhǎng)的兩個(gè)獨(dú)立且相互正交的偏振態(tài)作為獨(dú)立信道分別用于傳輸兩路信號(hào)，這樣可成倍提高系統(tǒng)容量和頻譜利用率。由于兩束偏振光信號(hào)偏振復(fù)用后，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離的光纖傳輸，會(huì)受到光纖應(yīng)力、偏振模色散(PMD)、偏振相關(guān)損耗(PDI。)等因素的影響，偏振狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，使得到達(dá)接收端的光信號(hào)的偏振態(tài)隨時(shí)間發(fā)生快速變化。這就要求解復(fù)用器具有自動(dòng)調(diào)整功能，進(jìn)而能夠分辨出彼此正交的兩個(gè)偏振通道。目前，偏振復(fù)用技術(shù)所面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)正是在于如何進(jìn)行信號(hào)的解復(fù)用，這是一直困擾和阻礙偏振復(fù)用技術(shù)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用的難題。
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