光通信十大技术总结分析

芯片到芯片通信的收发机和路由技术，目标是将先进刀片服务器密度提升4倍，吞吐量增加16倍，功耗降为原来的1/10。ICT-STREAMS项目计划使用硅光电技术、紧凑型密集波分复用(DWDM)系统、高信道数和密集嵌入式光引擎，使电路板级总数据吞吐量超越25Tb/s。该项目包含：50Gb/s高效能光电和电子收发机器件、支持DWDM光互连的硅基Ⅲ-Ⅴ硅基激光器和纳米放大器、带有非侵入式集成监控器的热偏移补偿子系统、低损耗和低成本单模光电印刷电路板、低成本光电集成工艺、由软件控制的、高能效WDM嵌入式光引擎、采用EOPCB贴装的16×16 WDM主平台几个项目。

该项目引入硅光电技术和WDM作为提升容量、降低功耗的路由机制，将分别在光引擎级和板级实现1.6Tb/s和25.6Tb/s的吞吐量。在服务器机架设计中采用芯片到芯片通信是目前高端服务器产业发展的热点，可以有效增加数据吞吐能力，并减少物理空间、网络复杂度、开关及线缆的用量和能耗。

　　最高密度光纤传输技术(容量扩大100倍)

2016年5月，NTT、藤仓和北海道大学发布消息称，研发出全球最高密度光纤，实现250微米以下的细径。6种光同时运输的光纤通道以19个进行配置，1根线上有114条信息路径。NTT和北大为了250微米以下的光纤直径实现100以上的隧道多重化，使得3或6种模块能运输的芯线弯曲分布率适宜化，使用最适宜的芯线构造。结果证明： 6个模块可以导波的核心以19个蜂窝状排列，不足25微米的光纤直径上，全球最大的114信道实现多重化。

这一研发打破了光纤芯线的传输容量界限，在全球范围内开展开来。但若考虑实际可利用的光纤直径的上限和芯线弯曲度分布控制性等问题，不仅芯线数量增加，如果模块数量增加的话，1根光纤超越50个隧道就比较困难。NTT等公司将通过这项研究，随着今后数据通信量的增加，多Petabit处，其1000倍的Exa bit方面也可满足信赖性较高的光纤，实现道路的开通。此次研发的光纤，将于2020年推向实用化，在持续增加的数据通信需求方面，有望持续满足光纤传输基础。

　　光子集成多光子纠缠量子态以及片上光频梳研究

2016年3月，Science 杂志刊登了中国科学院西安光学精密机械研究所研究员Brent E. Little与加拿大魁北克国立科学研究所等单位合作发表的题为Generation of multiphoton entangled quantum states by means of integrated frequency combs 的研究论文。其中利用微环谐振腔中的自发四波混频效应，以时域分离、相位可调的光脉冲对为泵浦源，得到跨越S-C-L三个通信波段的频率间隔为200GHz的纠缠光子对。多光子纠缠态是量子通信、量子计算和超越经典极限的超高分辨率传感及成像技术的基石，同时在探索量子物理基本问题方面有着极为重要的应用。该纠缠光子源是迄今为止带宽最宽的量子频梳，其量子干涉条纹可见度达到93.2%。通过在两个不同的谐振波长上同时提取两对光子，得到四光子纠缠态，其量子干涉条纹可见度达到89%。

此次研究在Si3N4微环内成功实现了可见光光频梳，得到跨越S-C-L三个通信波段的频率间隔为200GHz的纠缠光子对。这在大规模集成的片上纠缠光子源已成为量子应用技术发展的迫切需求。该研究开创了片上产生和控制复杂量子态的时代，并提供了一个可规模化集成的光量子信息处理平台。该工作是西安光机所继片上并行预报(Heraled)单光子源和片上交叉偏振纠缠光子对之后在光子集成片上量子光学研究上的又一重要进展。

　　光纤传输速率突破1Tb/s

2016年10月，诺基亚贝尔实验室，德意志电信的T-Lab实验室以及慕尼黑工业大学(TechnicalUniversityofMunich，TUM)在一次光纤通信现场试验中，通过一项新的调制技术，研究人员达到了前所未有的传输容量和光谱效率。当可调传输速率随着信道情况和通信量需求而进行动态适应的时候，光网络的灵活性和性能可以得到最大化。作为安全保障的欧洲路由技术(SafeandSecureEuropeanRouting，SASER)项目的一部分，这个在德意志电信已经部署的光纤网络上进行的实验达到了1Tb/s的传输速率。

PCS新调制方式的试验，在给定的信道上达到更高的传输容量，显著地改善了光通信的光谱效率。PCS聪明地以相比于小幅度的星座点更低的频率来使用那些具有大幅度的星座点来传输信号，这样平均来讲，对于噪声和其他损伤具有更好的适应性。这使得能够对传输速率进行调整以完美的适应传输信道，从而得到30%的容量提升。德意志电信提供了一个独特的网络基础设施来评估和演示类似此类的高度创新的传输技术。将来，它