在光接入技術(shù)領(lǐng)域，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)" title="無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)">無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON" title="PON">PON）無(wú)疑是話題最多，也是最受系統(tǒng)開發(fā)商推崇的技術(shù)。大家知道目前商用的PON以EPON和GPON為主，實(shí)際系統(tǒng)又以EPON居多，事實(shí)上真正的GPON系統(tǒng)并不多見(jiàn)。隨著IPTV、HDTV、雙向視頻、數(shù)字家庭娛樂(lè)等多元化業(yè)務(wù)的發(fā)展，現(xiàn)有PON的容量已日顯捉襟見(jiàn)肘。隨之下一代PON（NG-PON）的開發(fā)和商用開始被系統(tǒng)開發(fā)商提上技術(shù)儲(chǔ)備日程。關(guān)于這方面的技術(shù)研究和預(yù)測(cè)很多。這里我想就我自己的知識(shí)背景和研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)NG-PON的發(fā)展步驟，和每一步非常有潛力的技術(shù)做一些預(yù)測(cè)和總結(jié)分析。
就NG-PON，綜合現(xiàn)有商用系統(tǒng)和潛力技術(shù)兩方面綜合考慮，其發(fā)展趨勢(shì)大致分為三個(gè)步驟，可以將其歸納為EPON/GPON無(wú)縫升級(jí)（NG1）、WDM-PON（NG2）和超高速超大容量PON（NG3）。以愛(ài)立信" title="愛(ài)立信">愛(ài)立信為例，其希望能在2010年推出10Gb/s的NG1系統(tǒng)，在2015年推出至少40Gb/s的NG2系統(tǒng)。而NG3目前更多的是停留在實(shí)驗(yàn)原理研究階段。
如果我們將現(xiàn)有PON的技術(shù)起點(diǎn)定在EPON/GPON，以GPON為例，能提供2.5Gb/s的下行傳輸和1.25Gb/s的上行傳輸。就NG1而言，其概念要點(diǎn)在于成本考慮，即我們不希望對(duì)現(xiàn)有EPON、GPON網(wǎng)絡(luò)做太多的改變，希望通過(guò)平滑的技術(shù)升級(jí)，在不影響已有服務(wù)的情況下，對(duì)系統(tǒng)做升級(jí)，支持具有更高容量需求的新業(yè)務(wù)。通常這種升級(jí)希望下行至少實(shí)現(xiàn)10Gb/s的容量，上行至少實(shí)現(xiàn)2.5Gb/s的傳輸。就這一步，我將重點(diǎn)分析潛在的“無(wú)縫”升級(jí)技術(shù)，目標(biāo)是對(duì)已存在的EPON/GPON用戶接入不產(chǎn)生任何影響情況下，實(shí)現(xiàn)最低成本的系統(tǒng)升級(jí)。此外，我將重點(diǎn)介紹在這一步里非常具有應(yīng)用潛力的兩項(xiàng)技術(shù)，光學(xué)雙二進(jìn)制調(diào)制和電子色散補(bǔ)償。
就NG2，通常指的是容量超過(guò)40Gb/s的系統(tǒng)。我們知道時(shí)分復(fù)用（TDM）在這個(gè)容量要求上已經(jīng)無(wú)能為力。但就這一步而言，究竟采用何種技術(shù)還沒(méi)有定論，在沒(méi)有更好替代技術(shù)前提下，無(wú)疑WDM-PON會(huì)被提上應(yīng)用日程。我們知道WDM-PON原理上有數(shù)不清的優(yōu)勢(shì)，但之所以這些年來(lái)，被開發(fā)商和運(yùn)營(yíng)商冷遇，原因在于其高昂的成本。要讓其走向?qū)嵱没?，如何有效降低成本是關(guān)鍵。也許有朋友已經(jīng)獲悉，今年愛(ài)立信剛從歐盟拉到一個(gè)數(shù)額龐大的資助項(xiàng)目，并成立了一個(gè)名為GigaWaM的小組，專門致力于WDM-PON成本降低的研究。歐洲力圖重點(diǎn)攻關(guān)，解決WDM-PON推廣的最大瓶頸——價(jià)格。就我所知，除了愛(ài)立信，歐洲還有Tellabs Inc., France Telecom SA, Intracom Holdings S.A., FiconTEC GmbH等公司或機(jī)構(gòu)正開展著相似的工作。因此在這一步里，我將重點(diǎn)分析降低WDM-PON成本的關(guān)鍵技術(shù)。
就NG3，目標(biāo)鎖定在幾百Gb/s，甚至Tb/s的超高速，超大容量系統(tǒng)。這似乎離眼前的市場(chǎng)需求相去甚遠(yuǎn)。但技術(shù)的開拓是永無(wú)止境的，很多知名公司的預(yù)研部門，如NTT、Bell實(shí)驗(yàn)室等都開展著相關(guān)研究。在這一步里，我將就現(xiàn)有提出的，對(duì)超高速，超大容量的NG3系統(tǒng)應(yīng)用最具潛力的三項(xiàng)技術(shù)，偏振復(fù)用、DQPSK" title="DQPSK">DQPSK調(diào)制和相干檢測(cè)做概括介紹。并重點(diǎn)揭示這些技術(shù)結(jié)合使用的集團(tuán)性優(yōu)勢(shì)。
一、對(duì)EPON/GPON的無(wú)縫升級(jí)（smooth update）：
就NG1而言，前面已經(jīng)提到了，開發(fā)原則歸納為兩個(gè)字，就是兼容。即開發(fā)的10Gb/s的新系統(tǒng)只能是對(duì)現(xiàn)有EPON/GPON的升級(jí)，讓新系統(tǒng)同時(shí)支持已有EPON/GPON的用戶和新購(gòu)買更大帶寬的新用戶。以下行GPON為例，就是要讓系統(tǒng)同時(shí)傳輸2.5Gb/s的老服務(wù)和10Gb/s以上的新服務(wù)，且要求兩者互不干擾。即升級(jí)指導(dǎo)思想是兩個(gè)，一是平滑，二是低成本。要做到平滑的無(wú)縫升級(jí)，就不可能對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的傳輸骨干網(wǎng)做任何改動(dòng)，而只能在收發(fā)端略作調(diào)整。
圖1. NG1的構(gòu)成示意圖
圖1是愛(ài)立信的NG1傳輸網(wǎng)絡(luò)示意圖，其符合我們上述描述的應(yīng)用模式，讓骨干網(wǎng)里同時(shí)傳輸兩種服務(wù)模式。愛(ài)立信這里并沒(méi)有直接告訴我們?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)這種無(wú)縫對(duì)接。但已有很多技術(shù)性論文闡述了這一點(diǎn)。如果要把圖1的模式現(xiàn)實(shí)化，最容易想到是把圖中的Co-exister用一個(gè)WDM器取代，即采用波分復(fù)用，使用兩個(gè)不同的波長(zhǎng)來(lái)傳輸兩種不同的服務(wù)。但簡(jiǎn)單的這樣做，會(huì)帶來(lái)很多麻煩。最直接的問(wèn)題是在ONU端，新舊用戶通過(guò)分束器都會(huì)接收到兩種業(yè)務(wù)，如何區(qū)分開呢，通常我們必須要在每個(gè)ONU前加一個(gè)粗解復(fù)用器。這對(duì)用戶數(shù)量巨大的局域網(wǎng)，顯然不是一個(gè)經(jīng)濟(jì)性的解決方案。換個(gè)角度，我們所期望的無(wú)縫升級(jí)就是不對(duì)已存在的ONU做任何改進(jìn)，而只對(duì)新服務(wù)使用的那些ONU做一些小的客戶端升級(jí)，讓其享受更新的帶寬服務(wù)。類似的實(shí)現(xiàn)方式也有不少，比較典型的是圖2所示，Bell實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)方案。
圖2. Bell實(shí)驗(yàn)室建議的NG1方案
圖中可以看到，該計(jì)劃仍使用四個(gè)波長(zhǎng)，兩個(gè)支持原EPON/GPON服務(wù)上下行傳輸，另兩個(gè)支持新的10Gb/s服務(wù)上下行傳輸。而在下行方向上，新服務(wù)使用略大的波長(zhǎng)做載波。在OLT，新老服務(wù)被獨(dú)立調(diào)制后經(jīng)過(guò)一個(gè)波分復(fù)用器復(fù)用到骨干網(wǎng)傳輸。這里有特色的是新服務(wù)信號(hào)的調(diào)制方式，可以從圖2看到，新服務(wù)沒(méi)有被調(diào)制在載波基帶上，而被調(diào)制在邊帶上。而老服務(wù)信號(hào)采用正常的調(diào)制方式。在ONU端，我們知道每個(gè)ONU的構(gòu)成上，通常都含有一個(gè)電子的低通濾波器（LPF）。因此在信號(hào)被探測(cè)后，在電子域，對(duì)老的那些ONU，可以容易的通過(guò)LPF濾除加載新服務(wù)的那些邊帶信號(hào)（近似于噪聲的影響）。而享用新服務(wù)的那些ONU則需要一個(gè)CWDM器來(lái)區(qū)分兩個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)。從圖2可看到，采用這樣的技術(shù)策略，對(duì)原有老用戶，沒(méi)有做任何改動(dòng)，卻避免了來(lái)自新服務(wù)的串?dāng)_影響。而對(duì)新用戶，則需要使用一個(gè)2×1的粗波分復(fù)用器，這樣的器件，采用光纖熔融拉錐工藝，單個(gè)成本通常在幾十塊錢以內(nèi)。
總結(jié)來(lái)看，NG1將仍使用時(shí)分復(fù)用模式，如何對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)做最小改動(dòng)，實(shí)現(xiàn)最大兼容才是關(guān)鍵。而新服務(wù)畢竟具有更高傳輸速率，特別對(duì)超過(guò)10Gb/s的系統(tǒng)，色散成為影響信號(hào)質(zhì)量的最關(guān)鍵系統(tǒng)損傷因素。如何有效維持?jǐn)?shù)據(jù)在原有系統(tǒng)里穩(wěn)定傳輸，抑制串?dāng)_呢？顯然，我們?cè)谇笆龅募夹g(shù)框架下，只能對(duì)新服務(wù)的OLT和ONU做適當(dāng)改進(jìn)。我認(rèn)為，以下兩種技術(shù)非常適合NG1支持高比特率新服務(wù)應(yīng)用：
1.光學(xué)雙二進(jìn)制調(diào)制： 如圖3所示
圖3. 光學(xué)雙二進(jìn)制調(diào)制原理示意圖
通常的強(qiáng)度調(diào)制，以兩個(gè)不同的強(qiáng)度階表示數(shù)字信號(hào)的“1”和“0”。所謂光學(xué)雙二進(jìn)制調(diào)制最直觀的想法是在“1”和“0”間引入一個(gè)新的強(qiáng)度階“0.5”，這樣頻譜利用效率便得到加倍。但顯然這樣的三階強(qiáng)度調(diào)制會(huì)給信號(hào)檢測(cè)帶來(lái)壓力，對(duì)探測(cè)器要求大大提高，不是經(jīng)濟(jì)的選擇。因此通常所說(shuō)的光學(xué)雙二進(jìn)制調(diào)制是指圖3最右邊所示，仍使用兩個(gè)強(qiáng)度階來(lái)表示“1”和“0”，但使用兩個(gè)不同的相位“0”和“π”來(lái)產(chǎn)生“1”和“-1”，實(shí)現(xiàn)類似的三個(gè)階。具體到實(shí)現(xiàn)方式上，就是先對(duì)信號(hào)進(jìn)行一次OOK強(qiáng)度調(diào)制，再進(jìn)行一次相位調(diào)制，產(chǎn)生AM-PSK這樣的強(qiáng)度-相位混合調(diào)制。
為什么建議進(jìn)行光學(xué)雙二進(jìn)制調(diào)制呢？原因有兩個(gè)，其一自然是頻譜利用效率得到翻倍，但這只是次要原因；其二是該格式的色散公差比起單純的強(qiáng)度調(diào)制得到翻倍，這才是該技術(shù)受到矚目的關(guān)鍵所在。通常的光學(xué)雙二進(jìn)制調(diào)制能達(dá)到±600 ps/nm的色散公差，這對(duì)大多數(shù)城域接入都足夠了，不必再使用很多價(jià)格昂貴的色散補(bǔ)償光纖。
圖4. 不同調(diào)制格式下的信號(hào)譜寬比較
通常存在這樣一個(gè)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，信號(hào)傳輸?shù)纳⒐钆c其譜寬的平方成正比。圖4比較了幾種常見(jiàn)信號(hào)調(diào)制格式的譜寬，可見(jiàn)到紅線所示的光學(xué)雙二進(jìn)制調(diào)制具有最窄的線寬，這說(shuō)明其天然具有良好的色散抵御力，甚至好于我們常提到的DPSK格式。
2.電子色散補(bǔ)償（EDC）：
前面提到的光學(xué)雙二進(jìn)制是從調(diào)制上來(lái)對(duì)色散的影響打了一個(gè)預(yù)防針。但對(duì)長(zhǎng)距離傳輸，色散的累積影響，不可避免的會(huì)惡化高速信號(hào)質(zhì)量，導(dǎo)致誤碼。這就需要對(duì)色散進(jìn)行補(bǔ)償。前面說(shuō)了對(duì)NG1，補(bǔ)償只能發(fā)生在新客戶的ONU端。這里我推薦的是EDC，電子色散補(bǔ)償。但對(duì)該技術(shù)，一直以來(lái)都是富有爭(zhēng)議的話題。很多公司推崇具有強(qiáng)大補(bǔ)償能力的光學(xué)色散補(bǔ)償方法，例如具有很多相關(guān)成品的Civcom和TeraXion公司。而另一派則推崇靈活且廉價(jià)的EDC技術(shù)，比如AMCC、Broadcom 和Scintera等公司，都有成熟的EDC模塊，可以與探測(cè)器直接集成使用。從我的角度，我更推薦使用EDC技術(shù)，特別是對(duì)NG1應(yīng)用，畢竟提倡的概念是升級(jí)，當(dāng)然成本是最重要的考量因素。更何況，EDC的補(bǔ)償力也并不弱。且其實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常靈活，信號(hào)經(jīng)過(guò)探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后，經(jīng)過(guò)一個(gè)DSP模塊，以數(shù)據(jù)圖像處理的方式，濾除色散影響，恢復(fù)出傳輸信號(hào)。簡(jiǎn)單又實(shí)用。
二、WDM-PON的成本降低：
時(shí)分復(fù)用到了10Gb/s以上的傳輸，已經(jīng)越來(lái)約接近容量極限。因此如果要推廣更大容量的系統(tǒng)，必須要采用新技術(shù)。而比較來(lái)比較去，似乎只有WDM-PON最有希望。需要特別注意的是，與NG1不同，NG2由于基于新的技術(shù)組網(wǎng)，因此我們不再是對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，而是重新組網(wǎng)，新鋪設(shè)主干線。這時(shí)候考慮對(duì)舊服務(wù)的兼容不再是關(guān)鍵，而應(yīng)該把重點(diǎn)放在如何有效降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本上。而WDM-PON哪都好，就是價(jià)格不好。所以，目前的問(wèn)題就卡在這，如何有效降低WDM-PON的成本是這一步如何走的關(guān)鍵。
就原理上，降低WDM-PON成本，有兩個(gè)主要考慮方向，一是優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，二是降低器件成本。優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可做的工作有很多，舉個(gè)例子，我們可以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在使用最小數(shù)量EDFA、色散補(bǔ)償光纖的情況下，獲得相對(duì)最優(yōu)的性能。對(duì)器件成本的降低，最主要的是降低光源成本。我們知道WDM技術(shù)，最終目標(biāo)是用波長(zhǎng)取代IP的作用，每個(gè)目標(biāo)用戶分配一個(gè)波長(zhǎng)。在下行方向上，我們可以通過(guò)一個(gè)寬帶光源，調(diào)制不同波長(zhǎng)信號(hào)，經(jīng)過(guò)復(fù)用器復(fù)用在一根光纖上傳輸，到終端通過(guò)解復(fù)用器，各個(gè)波長(zhǎng)分開到達(dá)目標(biāo)客戶端。這并沒(méi)有什么問(wèn)題。但上行端就不容易了。要知道對(duì)典型的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，存在數(shù)量龐大的ONU群體，如果我們?cè)诿總€(gè)ONU上都使用一個(gè)光源，那整個(gè)系統(tǒng)的成本就是無(wú)法接受的了。為此，眼下有個(gè)非常時(shí)髦的概念，就是“無(wú)色”光源。所謂光源的無(wú)色，就是說(shuō)將光源中心化，局域化，在ONU盡量不使用光源，而力求對(duì)已有波長(zhǎng)信息再利用。通過(guò)減少光源數(shù)目，甚至只用一個(gè)光源來(lái)降低整個(gè)系統(tǒng)成本，實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用應(yīng)用。現(xiàn)有的光源無(wú)色化方案有很多，這里僅舉一個(gè)例子，
圖5. 光源無(wú)色化應(yīng)用的WDM-PON
如圖5所示，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中僅在OLT存在一個(gè)寬帶光源，其光譜范圍至少覆蓋使用波分復(fù)用器AWG的兩個(gè)相鄰自由光譜范圍（FSR）。在發(fā)射端，僅第二個(gè)FSR的波長(zhǎng)被用來(lái)調(diào)制信號(hào)，下行傳輸用。由于AWG是典型的線性器件，因此具有環(huán)形光譜響應(yīng)特性，這樣在RN，使用解復(fù)用器后，對(duì)特定的ONU，例如ONUn，將有兩個(gè)波長(zhǎng)輸出，如圖中標(biāo)識(shí)的λUn和λDn。對(duì)每個(gè)ONU，通過(guò)一個(gè)WDM濾波器，將λUn和λDn分開，其中λDn信號(hào)被探測(cè)解調(diào)。而空白波長(zhǎng)λUn直接照射在一個(gè)反射式的半導(dǎo)體放大器（RSOA）上，用于上行信號(hào)調(diào)制。這里的RSOA起到三個(gè)作用，其實(shí)是可以對(duì)信號(hào)預(yù)放大，其二是相當(dāng)于一個(gè)強(qiáng)度直接調(diào)制器，對(duì)上行信號(hào)調(diào)制，其三是由于其工作于增益飽和區(qū)，因此對(duì)噪聲具有較強(qiáng)抑制力。圖5所示的系統(tǒng)，通常被稱為使用RSOA的無(wú)色WDM-PON。這里以它為例，主要是因?yàn)樵撃Ｊ胶?jiǎn)單，且原理非常清晰，能夠容易的解釋無(wú)色化的含義。但并不是說(shuō)該方式是最好的，最起碼來(lái)說(shuō)RSOA的調(diào)制速率不高，不可能用于超過(guò)2.5Gb/s的調(diào)制。因此，近年來(lái)類似的系統(tǒng)時(shí)有報(bào)道，原理類似，但采用不同的器件，例如RSOA可換成反射式電吸收調(diào)制器等。但這些方法至少?gòu)哪壳皝?lái)看，都是互有優(yōu)劣，不存在絕對(duì)最佳的方案。
至于愛(ài)立信從成立GigaWaM小組以來(lái)，這幾個(gè)月是否有什么實(shí)質(zhì)性的突破，來(lái)降低WDM-PON的成本，目前尚是個(gè)未知數(shù)。
三、超高速超大容量PON：
由于WDM-PON的信息復(fù)用模式與TDM不同，因此對(duì)40Gb/s的系統(tǒng)，如果采用了WDM-PON，例如使用的AWG有32個(gè)通道，那么單通道的調(diào)制速率也僅僅1.25Gb/s，這樣色散、非線性的影響都并不強(qiáng)烈。而第三代PON，所說(shuō)的超大容量，超高速，是說(shuō)單通道調(diào)制就達(dá)到或超過(guò)40Gb/s的系統(tǒng)。與單通道10Gb/s的系統(tǒng)不同，此時(shí)不僅色散會(huì)嚴(yán)重惡化信號(hào)質(zhì)量，非線性，以及PMD同樣會(huì)對(duì)傳輸產(chǎn)生致命影響。因此，這里我對(duì)這樣的系統(tǒng)，概括近來(lái)最有應(yīng)用潛力的三項(xiàng)技術(shù)，并重點(diǎn)揭示他們的整合優(yōu)勢(shì)：
1.偏振復(fù)用技術(shù)：
偏振作為光的一個(gè)基本物理屬性，和波長(zhǎng)、時(shí)間、頻率等參數(shù)一樣，都可以用于信息復(fù)用。而傳統(tǒng)系統(tǒng)要使用偏振復(fù)用并不容易，因?yàn)楣饫w中的偏振態(tài)會(huì)隨著傳輸距離的增加而改變，特別對(duì)于高速系統(tǒng)，由于偏振相關(guān)損耗（PDL）和偏振模式色散（PMD）的交互影響，信號(hào)質(zhì)量的穩(wěn)定性值得商榷。但對(duì)于超高速，超大容量系統(tǒng)，偏振復(fù)用的使用能夠簡(jiǎn)單的讓單通道傳輸容量加倍，其常規(guī)現(xiàn)方式如圖6所示。
圖6. 偏振復(fù)用的實(shí)現(xiàn)
2.差分四相相移鍵控（DQPSK）調(diào)制格式：
DQPSK是近年來(lái)非常受關(guān)注的信號(hào)調(diào)制格式。和偏振復(fù)用一樣，使用DQPSK調(diào)制也能將頻譜利用效率加倍。兩者的差別可以從圖7看到。
圖7. 偏振復(fù)用與DQPSK概念比較示意圖
我們知道相位漂移監(jiān)控（DPSK）是非常受關(guān)注的調(diào)制格式，因?yàn)槠涫腔谙辔簧系?ldquo;0”和“π”來(lái)表示兩個(gè)不同的信號(hào)階，因此強(qiáng)度上維持了常數(shù)的包絡(luò)。這對(duì)高調(diào)制速率信號(hào)很有意義，因?yàn)槌?shù)強(qiáng)度包絡(luò)對(duì)非線性具有良好的抵御力。但是從圖中可以看到，DPSK是典型的二進(jìn)制調(diào)制，頻譜利用率不高。為了進(jìn)一步提高頻譜利用率，有兩種技術(shù)可以被采用。其一是上面提到的偏振復(fù)用技術(shù)，其二就是DQPSK調(diào)制格式的采用。我們對(duì)比圖7和圖3就可以容易的理解，DQPSK本質(zhì)上就是一種光學(xué)雙二進(jìn)制調(diào)制，在“0”和“π”之間引入了“π/2”這個(gè)中間參考階，進(jìn)而將頻譜利用率翻倍。當(dāng)然，如圖7所示，如果我們同時(shí)采用偏振復(fù)用和DQPSK調(diào)制，就可以將頻譜利用率提高四倍。和前面提高的光學(xué)雙二進(jìn)制調(diào)制類似，DQPSK格式除了在頻譜利用率上具有優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也能提高對(duì)色散、非線性以及PMD的公差。
3.相干檢測(cè)技術(shù)：
我們知道現(xiàn)有的光通信系統(tǒng)都是非相干系統(tǒng)，當(dāng)然采用的檢測(cè)技術(shù)基本都是以直接探測(cè)為基礎(chǔ)的非相干檢測(cè)。相干探測(cè)則常采用零差和外差兩種方式。顯然其實(shí)現(xiàn)起來(lái)比非相干檢測(cè)要難很多，要求也高很多。但相干檢測(cè)從性能上具有明顯優(yōu)勢(shì)，首先其高靈敏度特性能有效提高無(wú)中繼傳輸距離，其次相干檢測(cè)能顯著抑制噪聲的影響，降低帶間串?dāng)_的影響，這對(duì)密集波分復(fù)用系統(tǒng)尤為有利。
4.三種技術(shù)結(jié)合使用的集團(tuán)優(yōu)勢(shì)：
以上談到的三種技術(shù)，都是近年來(lái)研究密集，受關(guān)注頗多的技術(shù)。但可以看到，單獨(dú)用任何一項(xiàng)，盡管具有很多優(yōu)勢(shì)，但也具有很多難點(diǎn)。如果權(quán)衡性價(jià)比要求，似乎為改善性能帶來(lái)的額外成本問(wèn)題，會(huì)讓技術(shù)推廣得不償失。但我們結(jié)合使用這些技術(shù)，卻能實(shí)現(xiàn)良好的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，產(chǎn)生1+1>2的獨(dú)特效果。
例如，我們知道偏振復(fù)用能將頻譜利用率加倍，但其對(duì)偏振非常敏感，特別對(duì)高速系統(tǒng)，由于PMD的影響，偏振態(tài)的微小變化既會(huì)影響復(fù)用效果，也會(huì)影響信號(hào)傳輸質(zhì)量。顯然，單獨(dú)應(yīng)用偏振復(fù)用，我們必須對(duì)偏振嚴(yán)格控制，并對(duì)PMD監(jiān)控，補(bǔ)償。但如果我們同時(shí)使用偏振復(fù)用和DQPSK調(diào)制格式，因?yàn)镈QPSK對(duì)色散、非線性、PMD都具有很高的公差，使得兩種技術(shù)結(jié)合使用時(shí)，偏振復(fù)用也不再對(duì)PMD影響那么敏感。起到了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的作用。
圖8. 結(jié)合使用偏振復(fù)用、DQPSK的相干檢測(cè)系統(tǒng)
此外，對(duì)偏振復(fù)用的系統(tǒng)解復(fù)用也是一個(gè)難點(diǎn)，需要附加的元器件和子系統(tǒng)都相對(duì)昂貴。圖8給出了對(duì)偏振復(fù)用、DQPSK混合使用系統(tǒng)的相干檢測(cè)系統(tǒng)。從圖中可以看到，相干檢測(cè)系統(tǒng)本身就可以用于對(duì)相位調(diào)制的DQPSK信號(hào)解調(diào)。同時(shí)在相干探測(cè)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后，就能在電子域?qū)ζ駨?fù)用的信號(hào)進(jìn)行偏振解復(fù)用。使得三者變得都很容易。這樣的混合系統(tǒng)既集成了各自的獨(dú)立優(yōu)勢(shì)，又能難點(diǎn)互補(bǔ)?？偨Y(jié)來(lái)看，三者的混合技術(shù)具有如下特點(diǎn)：
（1） DQPSK+偏振復(fù)用，能獲得最大化的頻譜利用率，每字符加載四字節(jié)信號(hào)；
?。?） DQPSK為系統(tǒng)提供了對(duì)色散、非線性和PMD最大化的公差；
?。?） 相干檢測(cè)可以和相位解調(diào)并行使用，且能在電子域?qū)ζ駨?fù)用信號(hào)解復(fù)用；
?。?） 用于偏振解復(fù)用的DSP模塊同時(shí)也能用于電子色散補(bǔ)償功能，并可對(duì)非線性、PMD在電子域進(jìn)一步補(bǔ)償。
作一個(gè)總結(jié)，我在這里就個(gè)人知識(shí)背景，總結(jié)了未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)，就技術(shù)選擇和預(yù)期提供的網(wǎng)絡(luò)容量來(lái)講，可分三個(gè)臺(tái)階。每個(gè)臺(tái)階都有自己的焦點(diǎn)問(wèn)題，和富有潛力的技術(shù)。