原标题：我科学家首次实现Pbit/s级光传输

　　记者12日从中国信息通信科技集团获悉我国光通信技术再次取得突破性进展，首次实现1.06Pbit/s超大容量单模多芯光纤光传输系统实验传输容量是目前商用单模光纤传輸系统最大容量的10倍，可以在1秒之内传输约130块1TB硬盘所存储的数据

　　据悉，该实验采用了国内在光传输系统技术、光器件和光芯片技术、光纤光缆技术上最领先的研究成果所使用的核心光芯片和光纤均为自主研制，具有完全自主知识产权标志着我国在“超大容量、超長距离、超高速率”光通信系统研究领域再次迈上了新的台阶。

　　硅光相干收发芯片由国家信息光电子创新中心、光纤通信技术和网络國家重点实验室、光迅科技和烽火通信联合研制在一个不到30mm2的硅芯片上集成了包括光发送、调制、接收等近60个有源和无源光元件，且能支持C+L波段同时工作是目前国内集成度最高的商用光子集成芯片。这次通过工艺及技术突破解决了单模19芯光纤的通道间串扰难题，相邻纖芯的隔离度优于-40dB把“车道”与“车道”之间的干扰和影响降到了最低。

　　该系统设备在C+L波段内产生了375个光载波基于硅光相干收发芯片实现了25GHz通道内的178.18Gbit/s DFTs-PDM-16QAM信号光收发，在单模19芯光纤内完成了光传输验证传输总容量达到1.06Pbit/s，净频谱效率达到了113bit/s/Hz经第三方检测验证，此次实現的“1.06Pbit/s超大容量单模多芯光纤光传输系统”为国内首次达到了国际先进水平。

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Multiplexing)是将两种或多种不同波长的光载波信号（携带各种信息）在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起并耦合到光線路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进┅步处理以恢复原信号这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用

两种或多种不同波长的光载波信号

中同时让两个或两个以上的光波长信号通过不同光

的主要类型有熔融拉锥型介质膜型，光栅型和平面型四种

中使用波分复用设备後光链路损耗的增加量称为波分复用的插入损耗。当波长λ

通过同一光纤传送时在与分波器中输入端λ

输出端光纤中混入的功率之间嘚差值称为隔离度。

的低损耗波段增加光纤的传输容量，使一根光纤传送信息的物理限度增加一倍至数倍目前我们只是利用了光纤低损耗谱（1310nm-1550nm）极少一部分，波分复用可以充分利用单模光纤的巨大带宽约25THz传输带宽充足。

具有在同一根光纖中传送2个或数个非

的能力，有利于数字信号和模拟信号的兼容与数据速率和调制方式无关，在线路中间可以灵活取出或加入信道

有源光设备的共享性对多个信号的传送或新业务的增加降低了成本。

由于多路载波的光波分复用对光发射机、光接收机等設备要求较高技术实施有一定难度，同时多纤芯光缆的应用对于传统广播电视传输业务未出现特别紧缺的局面因而WDM的实际应用还不多。但是随着有线电视综合业务的开展，对网络带宽需求的日益增长各类选择性服务的实施、网络升级改造经济费用的考虑等等，WDM的特點和优势在CATV传输系统中逐渐显现出来表现出广阔的应用前景，甚至将影响

光纤通信飞速发展光通信网络成为现代通信网的基础平台。

經历了几个发展阶段从80年

）技術的发展155Mb/s-622Mb/s-2.5Gb/sTDM技术相对简单。据统计在2.5Gb/s系统以下（含2.5Gb/s系统），系统每升级一次每比特的传输成本下降30%左右。因此在系统升级中人们首先想到并采用的是TDM技术

波分复用器件不成熟。波分复用器/解复用器和光放大器在90年代初才开始商用化1995年开始WDM技术发展很快，特别是基于摻铒光纤放大器EDFA的1550nm窗口

在模拟载波通信系统中，通常采用频分复用方法提高系统的传输容量充分利用电缆的带宽资源，即在同

一根电缆中同时传输若干个信道的信号接收端根据各

的不同，利用带通滤波器就可滤出每一个信道的信号同样，在光纤通信系统中也可以采用光的频分复用的方法来提高系统的傳输容量在接收端采用解复用器（等效于光带通滤波器）将各信号光载波分开。由于在光的频域上

差别比较大一般采用波长来定义频率上的差别，该复用方法称为波分复用WDM技术就是为了充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，根据每一信道光波的频率（或波長）不同可以将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器）将不同规定波长的信號光载波合并起来送入一根光纤进行传输在接收端，再由一

（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式由于不哃波长的光载波信号可以看作互相独立（不考虑光纤非线性时），从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输将两个方向的信号分別安排在不同波长传输即可实现双向传输。根据波分复用器的不同可以复用的波长数也不同，从2个至几十个不等一般商用化是8波长和16波长系统，这取决于所允许的光载波波长的间隔大小

WDM本质上是光频上的频分复用（FDM）技术。从中国几十年应用的传输技术来看走的是FDM-TDM-

TDM FDM嘚路线。开始的明线、

采用的都是FDM模拟技术即电域上的频分复用技术，每路话音的带宽为4KHz每路话音占据传输媒质（如同轴电缆）一段帶宽；PDH、SDH系统是在光纤上传输的TDM基带数字信号，每路话音速率为64kb/s；而WDM技术是光纤上频分复用技术16（8）×2.5Gb/s的WDM系统则是光频上的FDM模拟技术和電频率上TDM数字技术的结合。

WDM本质上是光频上的频分复用FDM技术每个波长通路通过频域的分割实现。每个波长通路占用一段光纤的带宽与過去同轴电缆FDM技术不同的是：（1）

不同，WDM系统是光信号上的频率分割同轴系统是电信号上的频率分割利用。（2）在每个通路上同轴电纜系统传输的是模拟信号4KHz语音信号，而WDM系统目前每个波长通路上是数字信号SDH2.5Gb/s或更高速率的

WDM技术具有很多优势得到快速发展。可利用光纤嘚带宽资源使一根光纤的传输容量比单波长传输增

加几倍至几十倍；多波长复用在单模光纤中传输，在大容量长途传输时可大量节约光纖；对于早期安装的电缆芯数较少，利用波分复用无需对原有系统作较大的改动即可进行扩容操作；由于同一光纤中传输的信号波长彼此独立因而可以传输特性完全不同的信号，完成各种电信业务信号的综合与分离包括

和模拟信号，以及PDH信号和SDH信号的综合与分离；波汾复用通道对数据格式透明即与信号速率及电调制方式无关。

一个WDM系统可以承载多种格式的“业务”信号如ATM、IP等；在网络扩充和发展Φ，是理想的扩容手段也是引入宽带新业务（例如CATV、HDTV和

等）的有利手段，增加一个附加波长即可引入任意想要的新业务或新容量；利用WDM技术实现

和恢复从而可能实现未来透明的、具有高度生存性的光网络；在国家骨干网的传输时，EDFA的应用可以减少长途干线系统SDH中继器的數目从而减少成本。

以WDM技术为基础的具有分插复用和

功能的光传输网具有易于重构、良好的扩展性等优势已成

为未来高速传输网的发展方向，很好的解决下列技术问题有利于其实用化

一些重要光器件的不成熟将直接限制光传输网嘚发展，如

等通常光网络中需要采用4～6个能在整个网络中进行调谐的激光器，但目前这种可调谐激光器还很难商用化

只能发出固定波长的光波将来会出现激光器光源的发射波长可按需要进荇调谐发送，其光谱性能将更加优越而且具有更高的输出功率、稳定性和可靠性。不仅如此可变波长的激光器更有利于大批量生产，降低成本

中继器需要经过光-电-光的转换过程，即通过对电信号的处理来实现再生（整形、定时、数据再生）电再生器体积大、耗电多、成本高。

虽然可以用来作再生器使用但它只是解决了系统损耗受限的难题，而无法解决色散的影响这就对光源的光谱性能提出了极高的要求。未来的全光中继器不需要光-电-光的处理过程可以对光信号直接进行再定时、再整形和再放大，而且与系统的工作波长、比特率、协议等无关由于它具有光放大功能，所以解决了损耗受限的难题又因为它可以对光脉冲波形直接进行再整形，所以也解决了色散受限方面的难题

未来的OXC（光交叉连接）可以利用软件对各路光信号灵活的交叉连接。OXC对全光网络的调度、业务嘚集中与疏导、

的保护与恢复等都将发挥作用