导     读
      2017年是光通信期待新的革命性突破技术最为迫切的一年,5G、数据中心、人工智能是今年的主题词, 极大期盼光通信再一次腾飞。2014 年,国内武汉邮电科学研究院率先实现了普通单模光纤100 Tbit/s传输,基本确定了普通单模光纤的传输容量上限。如何打破这一上限? 第四“超”会在哪? 是摆在每个光通信人面前的一道需要挑战和跨越的新高峰。本期我们邀请了国内在上述方面研究较为杰出的7名教授,对光通信的未来展开论述,从传统单模光纤传输技术到新型光纤空分复用技术,从传统接入网技术到无线融合接 入网,再到新型网络架构设计,同时也介绍了两种最前沿的科技技术,涵盖新材料、人工智能,以期为光通信的发展提供助力。

 

传    输   “超大容量、超高速、超远距离”三超传输技术是光纤通信不断追求的 目标。 本邀稿介绍了近年来高速光传输技术的若干关键技术和最新进展,主要包括:相干光传输中高波特率信号预均衡技术、超高速光传输实验进展、长距离光纤传输系统的非 线性补偿技术、概率整形技术,以及 Stokes空间直接检测技术、单边带直接检测光传输技术和 K-K 光接收机。 期望这些技术的出现,可以为系统的传输容量升级提供新的思路。


空    分  为了进一步提升系统的传输容量,通过空分复用技术去扩大传输系统能力是一种有效的途径。 本邀稿对近年来少模光纤、多芯光纤、多芯少模光纤的设计制备及测试研究进行了总结,也归纳概括了这些特种光纤在光纤传输与光纤传感上的应用进展。

 

接    入     如何在保持低成本的情况下,实现光接入速率的提升是目前研究的热门话题之一。 本邀稿介绍了实现高速光接入网络的几种技术,即单波长25Gbit/s光接入技术、单波长 50Gbit/s光接入技术和相干光接入技术。

 
光 无 线      将 WLAN 与光载无线(ROF)技术结合起来可以有效解决光载WLAN系统可以有效解决覆盖、干扰和维护三个方面的问题,可以为5G 以及5G以后的无线传输网络提供一种辅助的技术解决方案。本邀稿报道了三种提升 ROF 和 WLAN 融合网络性能的关键技术,具体包括多频段非线性补偿、MI-MO 无线信号单纤传输和光载WLAN 系统网络性能建模与评估。

 

网    络     目前的光网络中面临着双向流量不对称、网络控制不够灵活和新型光纤重新覆设等问题。本邀稿提出了一些应对策略和思路,包括:(1)采用非对称的传输架构来应对网络业务流量的非对称性;(2)采用频域子波段虚级联技术实现超级光通道在传统DWDM 网络中的传输,实现新老两代传输技术的共存; (3)探讨了新型ROADM节点的使用和替换策略,以及新老ROADM节点间的互联互通问题;(4)探讨了在光网络中新型大有效面积、超低损耗光纤的有效替换策略等。

 
超 材 料   光学超表面是指通过设计人工微结构(天线、散射体等)实现亚波长尺度内对电磁场进行连续、精密和高效的调控。本邀稿报道了由硅纳米砖阵列构造的超表面 光功率分配器件,其不仅可等效为任意台阶数的传统相位器件,生成任意的光功率分配比,而且在制造上仅需二台阶光刻工艺步骤,是传统光功率分配技术在设计理论和原理上的重要创新和突破。其工作被收录在 NaturePhotonics等高影响力的杂志上。

 

人工智能   随着人工智能技术的火热,将人工智能技术应用到光纤传感中引起了越来越多的关注。本邀稿介绍了应用人工神经网络(ANN)和深度神经网 络(DNN)提取布里渊光时域分析仪 (BOTDA)传感系统中的温度分布信息的研究工作,并展示出了用 ANN和DNN进行温度提取相比于用传统洛伦兹线型拟合方法的优势。该技术为人工智能在光学领域的应用开拓了思路,为未来在光通信和传感领域里更多的应用指明了方向。

 

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