时间：2022-06-16 13:56:58
1.1网络的发展对光纤提出新的要求
下一代网络（NGN）引发了许多的观点和争论。有的专家预言，不管下一代网络如何发展，一定将要达到三个世界，即服务层面上的IP世界、传送层面上的光的世界和接入层面上的无线世界。下一代传送网要求更高的速率、更大的容量，这非光纤网莫属，但高速骨干传输的发展也对光纤提出了新的要求。
（1）扩大单一波长的传输容量
目前，单一波长的传输容量已达到40Gbit/s，并已开始进行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上传输对光纤的PMD将提出一定的要求，2002年的ITU-TSG15会议上，美国已提出对40Gbit/s系统引入一个新的光纤类别（G.655.C）的提议，并建议对其PMD传输中的一些问题进行深入探讨，也许不久的将来就会出现一种专门的40Gbit/s光纤类型。
（2）实现超长距离传输
无中继传输是骨干传输网的理想，目前有的公司已能够采用色散齐理技术，实现2000～5000km的无电中继传输。有的公司正进一步改善光纤指标，采用拉曼光放大技术，可以更大地延长光传输的距离。
（3）适应DWDM技术的运用
目前32×2.5Gbit/sDWDM系统已经运用，64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系统已在开发并取得很好的进展。DWDM系统的大量使用，对光纤的非线性指标提出了更高的要求。ITU-T对光纤的非线性属性及测试方法的标准（G.650.2）最近也已完成，当光纤的非线性测试指标明确之后，对光纤的有效面积将会提出相应指标，特别是对G.655光纤的非线性特性会有进一步改善的要求。
1.2光纤标准的细分促进了光纤的准确应用
2000年世界电信标准大会批准将原G.652光纤重新分为G.652.A、G.652.8和G.652.C3类光纤；将G.655光纤重新分为G.655.A和G.655.B两类光纤。这种光纤标准的细分促进了光纤的准确使用，细化标准的同时也提高了一些光纤的指标要求（如有些光纤几何参数的容差变小），明确了对不同的网络层次和不同的传输系统中使用的光纤的不同指标要求（如PMD值的规定），并提出了一些新的指标概念（如“色散纵向均匀性”等），对合理使用光纤取得了很好的作用。所有这些建议的修改、子建议的出现及新子建议的起草，都意味着光纤分类及指标、测试方法有某些改进，或有重要的提升；都标志着要求光纤质量的提高或运用方向上的调整，是值得注意的光纤技术新动向。
1.3新型光纤在不断出现
为了适应市场的需要，光纤的技术指标在不断改进，各种新型光纤在不断涌现，同时各大公司正加紧开发新品种。
（1）用于长途通信的新型大容量长距离光纤
主要是一些大有效面积、低色散维护的新型G.655光纤，其PMD值极低，可以使现有传输系统的容量方便地升级至10～40Gbit/s，并便于在光纤上采用分布式拉曼效应放大，使光信号的传输距离大大延长。如康宁公司推出的PureModePM系列新型光纤利用了偏振传输和复合包层，用于10Gbit/s以上的DWDM系统中，据称很适合于拉曼放大器的开发与应用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纤，据介绍已有传输100km长度以上单信道40Gbit／s、总容量10.2Tbit／s的记录。还有一些公司开发负色散大有效面积的光纤，提高了非线性指标的要求，并简化了色散补偿的方案，在长距离无再生的传输中表现出很好的性能，在海底光缆的长距离通信中效果也很好。
（2）用于城域网通信的新型低水峰光纤
城域网设计中需要考虑简化设备和降低成本，还需要考虑非波分复用技术（CWDM）应用的可能性。低水峰光纤在1360～1460nm的延伸波段使带宽被大大扩展，使CWDM系统被极大地优化，增大了传输信道、增长了传输距离。一些城域网的设计可能不仅要求光纤的水峰低，还要求光纤具有负色散值，一方面可以抵消光源光器件的正色散，另一方面可以组合运用这种负色散光纤与G.652光纤或G.655标准光纤，利用它来做色散补偿，从而避免复杂的色散补偿设计，节约成本。如果将来在城域网光纤中采用拉曼放大技术，这种网络也将具有明显的优势。但是毕竟城域网的规范还不是很成熟，所以城域网光纤的规格将会随着城域网模式的变化而不断变化。
（3）用于局域网的新型多模光纤
由于局域网和用户驻地网的高速发展，大量的综合布线系统也采用了多模光纤来代替数字电缆，因此多模光纤的市场份额会逐渐加大。之所以选用多模光纤，是因为局域网传输距离较短，虽然多模光纤比单模光纤价格贵50％～100％，但是它所配套的光器件可选用发光二极管，价格则比激光管便宜很多，而且多模光纤有较大的芯径与数值孔径，容易连接与耦合，相应的连接器、耦合器等元器件价格也低得多。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纤标准，但由于局域网发展的需要，它仍然得到了广泛使用。而ITU-T推荐的G.651光纤，即50/125μm的标准型多模光纤，其芯径较小、耦合与连接相应困难一些，虽然在部分欧洲国家和日本有一些应用，但在北美及欧洲大多数国家很少采用。针对这些问题，目前有的公司已进行了改进，研制出新型的5O/125μm光纤渐变型（G1）光纤，区别于传统的50/125μm光纤纤芯的梯度折射率分布，它将带宽的正态分布进行了调整，以配合850nm和1300nm两个窗口的运用，这种改进可能会为50/125pm光纤在局域网运用找到新的市场。
（4）前途未卜的空芯光纤
据报道，美国一些公司及大学研究所正在开发一种新的空芯光纤，即光是在光纤的空气够传输。从理论上讲，这种光纤没有纤芯，减小了衰耗，增长了通信距离，防止了色散导致的干扰现象，可以支持更多的波段，并且它允许较强的光功率注入，预计其通信能力可达到目前光纤的100倍。欧洲和日本的一些业界人士也十分关注这一技术的发展，越来越多的研究证明空芯光纤似有可能。如果真能实用，就能解决现有光纤系统长距离传输的问题，并大大降低光通信的成本。但是，这种光纤使用起来还会遇到许多棘手的问题，比如光纤的稳定性、侧压性能及弯曲损耗的增大等。因此，对于这种光纤的现场使用还需做进一步的探讨。
2光缆技术的发展特点
2.1光网络的发展使得光缆的新结构不断涌现
光缆的结构总是随着光网络的发展、使用环境的要求而发展的。新一代的全光网络要求光缆提供更宽的带宽、容纳更多的波长、传送更高的速率、便于安装维护、使用寿命更长等。近年来，光缆结构的发展可归纳为以下一些特点。
1）光缆结构根据使用的网络环境有了明确的光纤类型的选择，如干线网光纤、城域网光纤、接入网光纤、局域网光纤等，这决定了大范围内光缆光纤传输特性的要求，具体运用的条件还有可依据的细分的标准及指标；
2）光缆结构除考虑光缆使用环境条件以外，越来越多的与其施工方法、维护方法有关，必须统一考虑，配套设计；
3）光缆新材料的出现，促进了光缆结构的改进，如干式阻水料、纳米材料、阻燃材料等的采用，使光缆性能有明显改进。
不同的场合和不同的要求造成了光缆的多结构的发展趋势，新的光缆结构以及在现有结构上不断改进的各种结构也在不断涌现，出现了如下一些类型。
·“干缆芯”式光缆：所谓“干缆芯”即区别于常用的填充管型的光缆缆芯。这种缆的阻水功能主要靠阻水带、阻水纱和涂层组合来完成，其防水性能、渗水性能都与传统的光缆相同，但它具有生产、运输、施工和维护上的一些优点。首先是方便，因为阻水材料不含粘性脂类，操作使用比较方便安全；其次，干式光缆重量轻、易接续、易搬运，设备投资小、成本低，生产使用中也显得干净卫生，在长期使用中还可减少缆芯中各种元件之间的相对移动。特别是在接入网室内缆和用户缆中，好处更加明显。
·生态光缆：一些公司从环境保护及阻燃性能的要求出发，开发了生态光缆，应用于室内、楼房及家庭。现有光缆中使用的一些材料已不符合环保的要求，如PVC燃烧时会放出有毒性气体，光缆稳定剂中有时含铅，都是对人体及环境有害的。2001年ITU-T已通过了一项L45建议——“使电信网外部设备对环境的影响最小化”建议，通过对光缆、电缆光器件及电杆等基于寿命周期怦估（LifeCycleAnalysis，LCA）的方法来确定产品对环境的影响。由于环境因素正日益受到重视，对通信外部设备，特别是光缆产品规定这样的指标已提到日程上来，如果不在材料和工艺上下功夫就难以达到环保的要求。因此已有不少公司针对此类问题开发了一些新材料，如对室内用缆，开发了含有阻燃添加剂的聚酞胺化合物，以及无卤性阻燃塑料等。
·海底光缆：海底光缆近年来有根快的发展，它要求长距离、低衰减的传输，而且要适应海底的环境，对抗水压、抗气损、抗拉伸、抗冲击的要求都特别严格。
·浅水光缆（MarinizedTerrestrailCable，MTC）：浅水光缆是区别于海底光缆而提出来的另一类结构的水下光缆，适合于在海岸边上、浅水中安装，无需中继、通信距离比较短的水下（如岛屿间、沿海岸边上的城市）敷设使用。这种光缆区别于海底光缆的环境，需要的光纤数不多（中等），但要求结构简单、成本较低，易于安装和运输，便于修复和维护。ITU-T在2001年提出了ITU-TG.972定义下的浅水光缆建议，为建设类似的水下光缆提供了一组规范，随后也有可能形成相应的国际标准。
·微型光缆：为了配合气压安装（或水压安装）施工系统的运用，各种微型的光缆结构已在设计和使用中。对于气压安装的微型光缆，要求光缆与管道之间有一定的系数，光缆重量要准确，具有一定的硬度等。这种微型光缆和自动安装的方式是未来接入网，特别是用户驻地网络中综合布线系统很有潜力的一种方式，如在智能建筑中运用的智能管道中就非常适合这种安装。
·采用了纳米材料的光缆：近来，一些厂商已开发出纳米光纤涂料、纳米光纤油膏、纳米护套用聚乙烯（PE）及光纤护套管用纳米PBT等材料。采用纳米材料的光缆，利用了纳米材料所具有的许多优异性能，对光缆的抗机械冲击性能、阻水、阻气性都有一定的改善，并可延长光缆的使用寿命。目前此类材料尚处于试用阶段。
·全介质自承式光缆（ADSS）：全介质光缆对防止电磁影响及防雷电都有优良的特性，而且重量轻、外径小，架空使用非常方便，在电力通信网中已得到大量的应用。预计2000～2005年，每年电力部门对ADSS光缆需求约15000km。ADSS同时也是电信部门在对抗电磁干扰及雷暴日高的敷设环境中一种很好的光缆类型的选择。在今后一段时间内，如何在满足要求的前提下，尽量减小ADSS光缆的外径，减轻光缆的重量，提高其耐电压性能是ADSS光缆研究改进的课题。
·架空地线光缆（OPGW）：OPGW已出现了很长一段时间，近年来一直在改进和提高之中。OPGW的光纤单元中采用PBT，于套管外面再加上一层不锈钢管，有的还在塑料套管与不锈钢管之间加上一层热塑胶，不锈钢管用激光焊接长度可达数十公里，光纤在这样的多层保护管中得到了充分的机械保护。预计从现在到2005年，OPGW光缆的需求将会逐年上升，每年增加约2500km，到2005年预计可达到20000km。当然对OPGW光纤的防雷问题一直是业界十分关注的问题，也应配合具体环境和使用条件加以考虑，使之得到充分保护。
2.2光缆的自动维护、适时监测系统已逐渐完善，可保证大容量高速率的光缆不中断传输
光缆的维护对于保证网络的可靠性是十分重要。在已开通的光网络中，光缆的维护和监测应该是在不中断通信的前提下进行的，一般通过监测空闲光纤（暗光纤）的方式来检测在用光纤的状态，更有效的方式是直接监测正在通信的光纤。虽然ITU-T长时间收集和讨论了国际上的最新资料，于1996年了L.25光缆网络维护的建议书，对光缆的预防性维护和故障后维护规定了详细的维护范围和功能，但已经不能满足当前的需要，目前最新的建议是2001年12月IUT-TSG16会议通过的“光缆网络的维护监测系统”（L.40建议）。为了进一步缩短检测及修复时间，美国朗讯公司曾提出了新一代光纤测试及监控系统，能在1s内发出故障告警，3min内找到故障点，且工作人员可以遥控操作，据称该系统还将开发有故障预测及对断纤（缆）的快速反应能力。日本、意大利等国电信企业也提出了一些系统方案。
·日本NTT方案：在局内运用光纤选择器与系统的测试设备和传输设备相连形成了一种可对光纤状况进行实时监测的系统，保证有用信号在通过光纤选择器测试证明良好的光纤上传输，对有故障的光纤可以预选监测出来及时传送到维护中心进行适当处理，避免不良状况进入有用的光传输信道，从而起到在运行中对整个光通信系统的支撑作用；在局外通过水敏传感器装置可监测外部设备光缆线路接头盒浸水的位置，水敏传感器安装在空闲的光纤上，水敏传感器中装有吸水性膨胀物，当水渗人接头盒时，吸水性物质会膨胀使得接头盒中的光纤受力，也就是使得这一空闲光纤弯曲，从而使光纤的损耗增加，在监测中心的OTDR上就会反映出来。
·意大利的方案：此方案是一种综合处理的新型连续光缆监测系统。主要特点是将光缆网络、光纤及光缆护套的监测综合在一起，既利用了OTDR系统周期性地对光纤的衰减进行监测，发现有衰减变化即发出警报，并进行故障定位，同时也能连续监测光缆护套的完整性，包括护套对地绝缘电阻的监测，发现问题（如护套进水等）即马上告警，达到更全面地预告故障发生的目的。
比较日本和意大利电信部门提出的光缆维护支撑系统的方案可见：日本方案在OTDR自动适时测试光纤的基础上，加入了光纤选择器，在外线上装设水敏传感器并进行护套监测，形成了一套较完整的自动维护、支撑系统，真正做到不中断光通信的维护。意大利的方案中除监测光纤性能以外，还考虑了护套绝缘电阻的自动监测。由此两例可以看出全自动的光缆维护应是一种发展方向。
3通信电缆的发展特点
3.1宽带的HYA通信电缆需要更好地为数字通信新业务服务
原有的电缆网络虽然可以支持一些数字新业务，但是在实际使用中并不是特别理想，在通信距离、速率及质量上仍有一定的限制。对于新的网络当然是以光纤为主，对于光纤所不能达到的地方或因各种原因仍然要新建电缆网络的地区，应该考虑新型宽带结构的HYA电缆（铜芯聚乙烯绝缘综合护套市内通信电缆），以便更能符合新业务发展的需要。一些公司对现有的电缆高频特性作了测试，他们得到的结论是所研究的电缆（即现有的HYA市话电缆）不能达到5类电缆的技术要求，户外电缆要实现j类电缆的特性，必须通过特殊的设计和制造来达到。但在20MHz以下，所有电缆都显示出充分适宜的传输性能。
美国已在1997年制定了用于宽带的对绞通信电缆标准（ANSI/ICEAS-98-688-1997及S-99-689-1997），包括非填充和填充两种型式。传输频宽已扩展到100MHz，可供数字网络使用。IEC对此问题也进行过较长时间的讨论，2001年，IEC62255-1文件“用于高比特频率数字接入电信网络的多对数电缆”提出了0.4～个0.8mm线径、1～150对、最高频率30MHz等指标的建议，此建议的提出也许会为这种电缆开辟一个新的空间，我国也开始了这方面的探讨和研制，并正在建立相应的标准。
3.2超5类及6类电缆将替代5类电缆成为布线系统发展的超蛰
随着智能化大楼、智能化建筑小区对宽带布线的要求愈来愈高，超5类和6类电缆己逐渐成为布线系统中的主流。超5类电缆与5类电缆的频带都是100MHz，但其具有双向通信的能力，用户可以同时收发宽带信息。因此超5类电缆比5类电缆在电阻不平衡性、绝缘电阻、对地电容不平衡性、传输速度等指标上都有提高，并且增加了近端串音衰减功率和等电平远端串音功率等一些指标，因此在工艺和结构上要做一定的改进才能达到。6类电缆在超5类的基础上，又提高了传输频带，达到250MHz，其相应的指标也有较大的提高。同时，6类电缆要求不但有严格的工艺，而且不少厂商在结构上也有一定的改进和创新，如采用泡沫皮绝缘芯线或皮泡皮绝缘芯线、骨架式结构隔离线对等都改善了电缆的高频特性。
3.3物理发泡射频同轴电缆及漏泄同轴电缆将具有较好的发展前景
由于移动通信的高速发展，无线电基路用物理发泡射频同轴电缆，特别是超柔形结构的室内电缆、路由连结电缆都有了较大的市场需求。同时，随着移动通信信号覆盖面的不断扩大，基站站数的增多，以及边缘地区（电梯、地铁、地下建筑、高层建筑室内等用户）对移动信号的要求不断提高，预计这类电缆将会有较好的发展前景。但对电缆指标的要求（如驻波比、屏蔽衰耗等要求）已明显提高，要求电缆的工艺及结构应不断改进，以与之适应。
4光纤光缆及通信电缆技术与产业发展中几个值得思考的问题
4.1积极创新开发具有自主知识产权的新技术
虽然这几年来，我国光缆电缆技术有很大发展，有一些具有自主知识产权的技术已在发挥作用，但是应该看到这种比例仍是很小的，国内有近200家光纤光缆厂，但大多产品单一，没有自主的知识产权，技术含量较低，竞争力不强。有资料统计，1997～1999年国内企业申请光通信专利的有132件，其中光纤38件，光缆只有19件，而同期外国公司在中国申请光通信专利达550件，其中光纤光缆37件。还有资料报道：从1997年以来，国内光通信核心技术专利是90件，我国自主申请的只有9件，仅占10％。实际上我国的光纤光缆技术应该说与国际水平己差距下大，因此我们作为世界第二的光缆大国，应该把开发具有自主知识产权的技术作为我们工作的重中之重，争取创造更多的光纤光缆专利。
4.2开发具有先进技术水平、与使用环境、施工技术相配套的新产品
电信网络在不断发展的同时也对光缆电缆产品不断提出新的要求。不难发现，光缆的结构越来越依赖于使用的环境条件及施工的具体要求，在海底光缆、浅水光缆、ADSS及OPGW光缆的开发中，会对这一点有深刻的体会。而今后光缆建设的重点将会随着接入网、用户驻地网的建设不断展开，新一代的光缆结构和施工技术也会基于如微型光缆、吹入或漂浮安装及迷你型微管或小管系统的全套技术而有一系列新的变化，以便有限的敷设空间得到充分、灵活的利用。这当中也包含了若干光缆设计、制造工艺、光纤光缆材料、施工安装方面的新的技术课题。一些国家或公司已取得了一些经验，正逐渐形成新的系统技术专利。我国的用户众多，接入网和用户驻地网具有很多的特色，对接入光缆也会有更多的要求，为我们研究和创新接入网和用户驻地网光缆结构提供了很好的机会。应该说，多数光缆技术我们是跟在国外最新技术的后面，虽然紧跟了先进技术，但自我创新的成份太少。今后应当在这方面下些功夫，走自己的创新之路。在有中国特色的接入网及用户驻地网中多采用一些有中国特色的光电缆产品。
4.3利用已有设备与技术,改善HYA市话电缆的相应特性,为数字业务提供更好的服务
对于已经敷设的铜电缆，我们只能在现有条件下尽量利用其特性开通数字新业务。而现有的HYA电缆，虽然亦可开通ADSL等一些新业务，但是容量有限，当ADSL数量增大到一定限度后还是会出现干扰问题，而且还会影响以前开通的业务。因此，对新敷设的铜电缆，希望能提出一些新的宽带指标要求，为将来开通更多更好的新业务作好准备。现有的市话电缆生产厂商应深入研究自身的生产工艺，在不改变（或不大改变）生产设备的情况下，认真设计和精心制造，把现有电缆的技术水平提高一个档次，以提供更宽频带的电缆，为更多更好地开拓数字新业务提供高质量的通道。
4.4改进光缆电缆的施工和维护方法
目前，为了适应城市施工的特点，国际上较重视不挖沟的方式施工光、电缆，采用小地沟或微地沟技术安装光缆，同时对光缆网进行自动监测，保证光缆网络不中断通信维护。与此相适应的是需要开发相应的元器件、工具和设备，并且要在体制上作一些改进与之相适应。ITU对NH开发光缆用浸水传感器、光纤自动测试时的光纤选择器以及美国提出的1s告警、3min内定位的指标及意大利提出的光纤纤芯与光缆护套指标综合监测等方案都十分重视。在现代化的光网络中，这些方式已经起到明显的作用。由此可见，为了保证光缆网络工作的可靠性，在施工和维护中降低成本、节省劳力、节省时间，逐步推广新的施工方法，逐步完善光缆网络的自动监测维护系统和提高光缆网络的不中断维护水平已势在必行。
4.5冷静地审视当前电信市场的发展，促进光纤光缆和通信电缆产业的发展
2001年下半年以来，光纤光缆需求下降，这当然与世界电信行业的整体下滑以及宽带网络泡沫的破灭有很大关系，但更多的则是受到从1999年下半年起由于光纤紧缺而各大公司扩产过多的影响。据资料介绍，在2000年，全球光纤厂商的投资额达到26亿美元，为1999年的6倍，按推算到2002年全球光纤的产能将达到1.65～1.75亿光纤公里，远远超过了实际需求。加上当前电信基础建设的不景气，光纤过剩的现象不可避免。
光纤光缆及通信电缆的市场走势虽然受到国际经济大形势发展的影响，特别是与整个电信行业的发展有密切的关系，但应看到，在挤出了网络泡沫的水份之后，随着光纤网络从骨干网的扩建到接入网、城域网的扩散以及向用户驻地网的不断延伸，光纤光缆及宽带数字电缆的市场必将增长。据KMI预计，2003年世界光纤市场将开始有较大的增长，而到2004年的市场规模将超过敷设量最高的2000年。
应该看到，信息通信业是一个充满生机与活力的朝阳产业，网络经济有着强大的生命力，信息技术、网络技术的发展，仍然是推动社会进步的重要动力，信息网络化仍然是当今世界经济、社会发展的强大趋势。因此我们应树立信心，在全球经济好转、通信市场复苏及我国西部开发等有利条件下抓住机遇，促进光纤光缆和通信电缆技术与产业取得更大的进展。
一种新型室内无线光通信系统结构鲁辉 荣健(8)
无线光通信中自适应编码策略的控制学分析与设计王一飞 杨公训 赵子岩(11)
卫星光通信与微波通信之转换技术研究谭莹 艾勇(15)
可行的月地激光链路分析徐科华 马晶 谭立英(17)
适用于FSO终端的多业务复接系统葛颖峰 艾勇 朱珺玮(20)
ROF中色散对OFDM信号传输性能影响的研究严开恩 王陆唐 黄肇明(22)
本刊投稿须知(7)
征订启事(32)
敬告作者(35)
光双二进制技术在城域光网络中的应用王继新 郑铮 李铮(25)
DWDM辅助设计软件的设计和实现吴倩 雷非(29)
广州供电分公司SDH传输网络结构优化研究姜智坚 陈皓 王萍修(33)
为嵌RPR的多业务传输平台杨万春 韩大海 徐跃刚 顾畹仪(36)
RPR中MAC处理单元的FPGA实现柳利军 熊良芳(39)
光通信用塑料光纤及其系统应用武鹏 任晓敏 黄永清(42)
光子晶体光纤及其在量子通信中的应用曹轶乐 王永刚 于丽 杨伯君(47)
光子晶体光纤与普通单模光纤之间耦合损耗的理论分析陈波 杨广强 张霞 黄永清 任晓敏(49)
折射率引导型微结构光纤的奇异非线性效应和应用倪正华 刘晓东 刘兆伦 李曙光 周桂耀 侯蓝田(52)
新型铝钢复合管结构抗电化腐蚀OPGW光缆徐再高(56)
性能优异的FEC技术：LDPC码的性能差异与分析张杨 潘长勇 杨知行(59)
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T—MPLS统一多业务适配及其OPNET建模石帅 谢文军 贾武 黄善国 张永军 顾畹仪(7)
EPON下行传输的加密实现李蓓 张波涛(11)
一种波长共享WDM—PON系统李源 胡金柱 杨克成(15)
基于程控的光纤通信链路自动交换技术肖强 张椿玲(18)
基于GMPLS的新型二维标记交换网络的研究陈晓敏 郭爱煌 李正斌(20)
自适应光网络研究进展及其关键技术黄成 崔强 归律(23)
紧凑型多业务传送设备（MSTP）技术朱泽 祝军生(27)
敬告作者(19)
更正启事(22)
关于继续进行优秀论文评选活动的公告(38)
敬告作者(42)
参考文献著录规则(48)
《国外电子测量技术》征证启事(64)
投稿须知(F0003)
基于FPGA的嵌入式FBG解调系统的研究鲍吉龙 吴都健 郑德春 徐才(31)
基于MEMS的VOA的技术分析及应用胡薇 马洪勇 吴晓平 胡强高(35)
2．5Gb／sCMOS光接收机限幅放大器韩良 王新胜 叶以正 赵富菊(39)
基于分布式光纤传感器的光缆监测系统改进方案王晶 郝明(43)
大功率半导体激光器恒流源设计余飞 伍浩成 周晓军 欧阳竑(46)
带非线性光环路镜的光突发交换丢包率杨晓斐(49)
一种新的光信道窃听和攻击方法研究赵峰 邓大鹏 郭春晓 李洪顺 林初善(52)
Turbo乘积码对星间光通信链路的性能改善分析张百雷 任瑞香 钱进(55)
温度对盘装光缆中光纤应变的影响李存磊 路元刚 汪亮 张旭苹(58)
带隙性光子晶体光纤的应用戴娟 杨伯君(61)
一种考虑优先级抢占的M：N保护信令及性能分析（本期优秀论文）郭芳 王汝言 常交法 熊徐(4)
光分组传输城域网信道配置方法的研究胡明 张琳(8)
一种改进的EPON动态带宽分配算法王亚民 郭俊娜(12)
基于嵌入式数据库的EPON网络管理系统俞振彦 汪敏 翟旭平(15)
PON ODN规划设计软件ODN_Expert的设计与实现曲大林 陈雪 李春生 孙黎丽 刘冬(19)
城域波分技术的应用分析吴信川(23)
IP over WDM网络的多层联合恢复策略徐雯娟 蔡伟祥(27)
OBS网络中改进的重调度算法刘春燕 王文国 许乃伟(31)
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不同网络技术融合的三种恢复机制的研究麻晓芬 王喆(38)
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关于继续进行优秀论文评选活动的公告(48)
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光纤光栅传感器的波长解调技术研究进展姚远 易本顺 肖进胜(41)
衰减全反射结构的窄带滤波器的研究肖平平 晏旭辉 胡红武 许华 邓满兰(46)
短距离通信中的塑料光纤无源器件技术许思友 葛文萍 何蕾 王磊(49)
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大气激光通信系统中Turbo码译码性能仿真强世锦 荣健(57)
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WDM网络中一种基于分层图模型的RWA算法王汝言 张普钊 隆克平 常交法(4)
光纤保护通道有效性模型的研究高会生 赵建立 赵生岗(7)
基于RSVP—TE的组播信令协议在ASON中的实现罗萱 金耀辉 曾庆济 肖石林 孙卫强(10)
广东电网光纤通信传输网的保护方案分析陈璨 田森平(14)
基于SoC的千兆EPON ONU硬件平台的设计与实现曹大为 叶家骏 张俊杰(17)
EPON三重搅动加密算法及其安全性分析苏振宇 寿国础 胡怡红(20)
基于EPON的广电数字双向网络改造解决方案赵永罡 刘济林(23)
OBS中基于抢占调度的资源释放策略研究晁瑞兰 王文国 吴国栋 田张志(27)
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本地传输网的网络优化吴云峰 周和香(35)
一种基于网络最大流的MPLS流量工程动态路由算法姜继海 邱昆 凌云(38)
开发的良朋 应用的益友《电脑开发与应用》月刊 欢迎订阅 诚征广告(29)
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瞭望世界先进电子仪器的窗口《国外电子测量技术》征订启事(50)
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电吸收调制器及其在现代光子技术中的应用（本期优秀论文）贾丽敏 陈根祥(41)
Er^3＋-Yb^3＋哄掺DBR光纤激光器的实验研究王旭 于坤(45)
双泵浦偏振无关SOA波长转换器卢洪斌 刘骏(48)
可编程器件在以太网集线器中的应用黄斌 陈必然 曹星(51)
运动部件猝发式近距离无线光互连系统叶晓健 陈长缨 卢尚才 赵俊 刘小冲(53)
一种用于FSO系统中的数据复接方法张睿 李迎春(56)
基于SERDES的甚短距离光传输链路层协议的设计与实现丁亮 周东 李磊(59)
基于CPO的可控光速技术研究的最新进展蒋器成 薛燕陵 林良书(62)
EPON中一种改进的动态带宽分配算法的设计符锐 孙强 刘燕(8)
EPON在应急通信中的网络拓扑结构研究周锁根 尹树华 徐晓 刘宝明 罗永健(11)
基于EPON的综合接入组网设计李学易 韩一石 韩国军 刘立程(14)
一种ASON网络中分级服务的实现与仿真杨广学 李玮 李志成 刘志宇(18)
ASON中的自动发现技术及其实现徐文云(22)
RPR综合业务接入平台的POS接口单元设计邓周 苏厉 金德鹏 曾烈光(25)
光纤传送网生存性问题的解决方案研究陆绮荣 庄松林(29)
具有共享风险组特性的ONT路径多样性分析胡亚军 毛宏伟 张健(32)
光网络中实现流量工程的负载均衡动态路由算法李雁秋 邱昆 凌云(36)
关于继续进行优秀论文评选活动的公告(7)
参考文献著录规则(10)
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MEMS可调谐VCSEL的研究进展李文兵 韩勤 杨晓红 朱彬(40)
从国际标准看GE-／G-PON用突发式光收发模块丁国庆 胡长飞(44)
AS1773航空光纤总线调制机制的研究（本期优秀论文）张剑平 周东(48)
MSTP在3G的应用李筱林(52)
2．3km距离1．25Gb／s速率自由空间光通信实验艾勇 陈晶 叶德茂 孙浩 杨晋陵 谭莹(55)
光纤抗辐射性能研究回顾与展望邓涛 谢峻林 罗杰 韩庆荣(58)
复合型二维光子晶体的带隙展宽特性王身云 刘少斌 杨建平(62)
基于T-MPLS的分组传送网技术研究（本期优秀论文）边巍巍 赵继军(4)
城域WDM网络的发展趋势李新(8)
EPON系统中周期轮询动态带宽分配算法的改进周行 秦晓卫 徐佩霞(12)
光突发交换网络中的QoS实现机制研究刘晓君 王文国(16)
一种新颖的突发交换网络混合组装算法研究杨九如 王钢 贾世楼(19)
基于RPR高生存性网络Layer2路由的研究万晓林 丁霄 敖发良(22)
弹性分组星-环的研究姚洁 周胜源 陈名松(26)
宽带外调制模拟光发射机的设计王明明 王景国 朱少林 王俊郎(29)
基于STM-1的光纤通信自愈保护系统的研究与设计成宝芝 韩友隆(31)
收发共用OTTD的光控阵列系统方案设计高瑜翔 何子述(35)
新型大动态超宽频带微波光纤通信系统王景国 朱少林 欧阳立强 朱道伟(38)
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优秀论文评选活动公告(44)
保密及基金证明格式(60)
关键词：ROF；光标记交换技术；OCSS
中图分类号：F26 文献标识码：A
1 光载射频（ROF）通信技术
1.1 光载射频简介
融合光纤通信和移动通信技术优点的光载射频（ROF）通信技术是实现宽带无线信号传输的有效手段，该技术利用光纤的几乎无限的带宽资源和低损耗优势，使多路宽带无线信号的传输距离达数十公里，并可以将原来放置在基站的高频设备转移到中心站实现资源共享，进而可对数量庞大的基站的结构和功能（光电、电光转换和天线收发是必备功能）进行简化，降低系统成本。同时在ROF系统中采用光学方法产生毫米波信号，可以简化基站和中心站的结构。因此，基于ROF技术的无线通信系统能够使宽带无线接入的实现更加容易。
1.2 ROF技术的无线通信系统技术优势
基于ROF技术的无线通信系统具有明显优势，它不仅可用于宽带无线接入，而且在车载移动通信、热点地区和室内覆盖、雷达信号传输等方面有广阔的应用前景。构建城域宽带网、建设覆盖城乡的信息服务体系已列为北京市信息化发展规划以满足未来对宽带接入需求，以ROF技术为基础的无线宽带接入能够提供更大的接入带宽和灵活性，可以为北京市城域宽带网的无线接入部分提供技术支撑。
1.3 光标记交换介绍
另外，在光标记交换领域，利用高频的无线信号调制光波实现的副载波（SCM）光标记和光载波抑制（OCSS）光标记现已有一些研究，这两种标记实现方案有很好的应用前景，但还有一些问题需要深入研究，本论文对SCM光标记信号的传输距离受限问题和OCSS光标记分组的全光波长变换问题进行了深入研究，并得到了一些有价值的结论。
2 射频调制的光标记交换技术
直接调制技术产生的光载毫米波信号的基本原理及其性能。基于M-Z结构的铌酸锂外调制器的光外调制技术产生的三种频谱结构（DSB、SSB和OCS）的光载毫米波信号的机理和所需要的偏置电压、射频信号的幅度和相位等参数，并对所产生的光载毫米波信号的光谱结构和光电流等进行了详尽的理论和实验研究。DSB光载毫米波信号的频谱效率只有SSB和OCS光载毫米波信号的频谱效率的一半；产生相同频率的光载毫米波信号，OCS调制方案所需要的射频信号频率只有DSB和SSB调制方案的一半；在光纤传输之前，这三种光载毫米波各光波成分的初始相位虽然不同，但由光电探测器解调得到的毫米波信号性能并无明显差别。在分析铌酸锂调制器的调制特性的基础上，得到了光载毫米波载波各光频成分的初始相位与调制深度之间的关系，为后面推导DSB光载毫米波幅度衰落的节点和腹点位置奠定了基础。
3 光载毫米波在光纤中传输时受的影响
DSB光载毫米波载波沿光纤传输时光电流的射频成分的幅度衰落，射频幅度衰落节点和腹点位置与三个光频成分的初始相位之间的关系，并推导了衰落周期公式。通过光纤色散对OCS光载毫米波信号在光纤传输中性能影响的理论分析和实验研究，发现当OCS光载毫米波被数据信号调制时，信号光电流的射频成分没有幅度衰落和由光纤色散引起的射频信号脉冲变窄，而光电流中的基带信号的脉冲宽度逐渐变宽。对这一现象原因进行理论分析后，得到了脉冲变窄与信号传输距离、光纤色散和光载毫米波信号频率之间的关系，并给出了OCS光载毫米波信号最大传输距离公式。
通过光纤色散对OCS光载毫米波信号在光纤传输中性能影响的理论分析和实验研究，得到了毫米波信号的光电流射频成分幅度衰落与光载毫米波频谱结构之间的关系，从理论上得到了脉冲变窄与信号传输距离之间光纤色散和光载毫米波信号频率之间的关系，并推导了SSB光载毫米波信号最大传输距离公式。在此基础上提出了克服脉冲变窄的方案（即将信号脉冲调制在单个载波上，而另一个光载波没有信号），仿真结果表明该方案能够大大延长SSB光载毫米信号的传输距离。
4 ROF双工链路和网络结构。
ROF系统中全双工链路的实现方案：从ROF系统的要求出发分析了基站的简化思路，研究了将射频信号源转移到中心站、利用双工的光/电和电/光转换器等方法简化基站功能及结构的实现方案；根据光载射频信号的光谱特点， WDM在ROF系统中的应用，利用波长间插方法实现多路光载射频信号的波分复用，能够进一步提高光纤带宽的利用率；接着从理论上分析了WDM-ROF系统存在的三种信道间窜扰；最后分析了ROF系统中的星型、环型和总线型三种基本的网路结构及其特点。
在讨论光标记交换技术原理的基础上，分析了基于射频调制的副载波复用（SCM）光标记实现方案，深入研究了光纤色散对SCM光标记信号传输性能的影响以及载荷与标记信号之间的窜扰问题。理论分析和仿真结果表明：由光纤色散引起的SCM光标记信号脉冲展宽对信号传输距离、眼图张开度等链路性能有明显影响，造成标记信号的传输距离受限。在此基础上提出了利用改进的射频调制方式增加SCM光标记信号的传输距离、减小窜扰的措施；分析表明通过提高中间节点光栅的载波抑制比可以减小来自载荷的窜扰。
对基于HNL-DSF的FWM效应的单泵浦和双泵浦全光波长变换的频谱结构、偏振敏感性等特性进行了理论和实验研究，发现在单泵浦情况下光标记分组的频谱发生翻转，且对偏振很敏感；而在共极双泵浦情况下波长变换所产生的新OCSS光标记分组的频谱发生平移且偏振不敏感；通过对双泵浦情况下两个泵浦光的偏振方向对波长变换的偏振敏感性和转换效率影响较大，发现在正交双泵浦情况下，波长变换的转换效率很低，且对信号光偏振很敏感。
参考文献
【关键词】激光超声 表面波 无损检测
一、激光超声波研究进展
激光超声技术在材料无损检测研究方向的研究热点。首先，激光是一种定向的电磁波，它具有高亮度，而且在信息的获得和传播上具有良好的运用；同时，激光广泛用于医学诊断、工业发展及军事技术等领域。超声波的传播介质可以是固体、液体和气体，通过它们之间的联系和运用， 然后对传播中的超声波进行信息提取，进而准确测量物体的密度、硬度、强度、浓度、弹性等性质，并检测出物体的表面缺陷，客观地评价材料的物理性质。
激光超声技术与传统的超声技术相比之下具有更大的优势，因为激光超声技术不需要接触、分辨率很高、频带较宽，能对纳米材料的力学性能进行有效评价，同时能够检测出精确到微、纳米级的缺陷，因此激光超声技术在检测材料力学性能和表面缺陷的方面具有可行性。
1963年，White最早提出使用激光激发超声技术的观点，因为激光可以在固体中传播，所以他尝试利用脉冲激光在固体中进行超声激发，发现固体会吸收激光、微波、电子束等辐射而产生弹性波。随后，在越来越多的研究应用中，激光除了被用于固体中激发超声，也被应用于液体和气体中。Askaryan提出在液体中激发超声， 用红宝石激光射入液体激发超声。随着科技发展，许多学者围绕着激光超声展开大量的实验和研究。Dewhurst等首次利用脉冲激光激发兰姆波，测量2%精度的薄膜厚度；Wu等通过实验检测到兰姆波的波形，并根据波形的传播特征和色散关系，计算薄膜的弹性、厚度等相关的力学参数。学者们发现，在一定条件下超声波可以在材料无损的情况下被激发出来，于是激光超声开启一种新的用于材料结构性能的无损检测。
激光超声技术结合激光和超声波的特点，具有极大的发展潜力，在工程研究和应用中具有重大科学意义和学术价值。
二、激光超声检测技术的研究进展
近年来，国内外科学家为了更好地发展和应用激光超声检测技术，做了基础大量的研究工作， 主要利用激光超声技术进行材料性能无损检测的相关研究。Domarkas等利用声表面波在表面缺陷可以来判定缺陷的力学特征。Portz等理论研究超声波在平板上的反射、透射中能量比例与频率的关系。Fortunko利用激光超声技术探测到两维缺陷的形状特征， 很为工程项目中探测焊接材料内部损伤提供帮助。Rokhlin等提出一种基于非线性的频率调制的超声技术， 探索层状材料中间层的物理性质。随着越来越多的学者进行理论和实践的研究， 激光超声无损检测将被广泛应用在各个领域。
三、超声无损检测数值研究的进展
在进行超声无损检测的实验研究过程中，衍生许多有效而便于分析的数值研究方法。主要的数值计算方法有：有限元法、有限差分方法、边界元方法等。
通过长期的实验与研究，学者们有效的运用了这三种计算方法。Hirao等利用有限差分的数值法分析瑞利波中各种频率成分反射和透射系数与表面缺陷深度的关系。Liu等将有限元方法与边界积分法很好地结合在一起，对超声波在遇到表面缺陷时产生的散射声场进行分析，并准确的描述通过数值模拟弹性波在缺陷附近的模式转换过程。除此之外，边界元方法也具有很大优势，它使用资源节省，而且能处理大模型的有关问题，广泛运用于分析超声波与表面缺陷的关系。Rose使用混合边界元方法模拟不同频率和模态的Lamb波在经过不同曲表面缺陷发生的散射场，为超声检测表面缺陷的结构特征提供充分的理论参考依据。这三种数值计算方法各有优点和不足，有限差分法虽然计算速度快，但求解过程不稳定。边界元方法在离散过程中无法分析超声波在材料内部的传播特性。有限元方法是要利用严密的数学思想处理复杂的几何构形、物理问题并且高效地实现计算机功能。有限元方法不仅能够灵活处理各种复杂结构材料中的传播问题，还能通过建立有限元模型分析各种参数随环境变化的影响， 如： 热扩散过程、光学穿透的过程等，并可以获取全场数值解。
有限元方法在研究激光超声技术领域是一种新兴数值计算方法。它不仅能模拟复杂材料和结构的声场分布，而且能准确描述场中某点的位置和波形。有限元具有高精度的特点，同时能预测各种情况的可能性，因而被广泛运用于工程技术。因此，在本文的研究中，通过对有限元方法的应用来研究激光激发超声的技术，分析材料的力学特征与各类参数之间的关系，进而为激光超声的无损检测奠定理论基础。
四、激光超声信号的研究进展
应用激光超声技术对材料进行无损检测和力学性能的评价的同时需要严密分析材料结构性质和力学参数的关系。在超声无损检测的过程中，检测和分析超声信号是整个过程的关键。对于各种材料的非稳态超声信号处理时，待测信号的表现形式主要由信号的频率、幅度、相位这三种组成，但是考虑到实际材料的结构力学特征较复杂，可能会影响超声信号的平稳性。而对于稳态信号的检测，学者们大多使用Fourier变换进行分析，但仍然具有不足，比如信噪比的限制，和测量参数的假频现象。在这里介绍一种典型双线性时频分析方法，它基于光滑的Wigner-Ville时频分析，主要是是通过集中瞬时频率信号的能量来实现分析，最终的分析结果非常明显，具有高效性。
首先通过分析单个波形，对激光激发的瞬态表面模态和能量的特性进行探究，然后利用群延迟时间计算出群速度，这与一般的方法相比显得更加优越。而单个激光超声脉冲激发出宽带的过程中存在一定缺点，在外界宽带噪声的干扰下容易降低效率，因此为了提高对激光超声信号的检测效率，许多研究者利用激光超声在时间和空间分布的调制技术，使激发的超声信号向窄带线性调频信号进行转变，从而更好地运用窄带滤波技术或信号处理技术来提高检测的信噪比。通过对激光超声信号的研究，为以后激光超声无损检测材料的性能奠定了良好基础。
[关键词]隐蔽通信工程；光缆路由选择；光缆敷设
中图分类号：TM751 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）10-0319-01
前言：隐蔽通信工程对于光缆线路抗毁能力提升与自身隐蔽实现存在着较为重要的意义，但想要保证隐蔽通信工程建设的较好展开，施工人员就必须做好光缆路由选择与敷设工作，而为了保证这一工作高质量完成，正是本文就隐蔽通信工程的光缆路由选择及敷设展开具体研究的原因所在。
1.隐蔽通信工程的光缆线路建设的着重点
为了保证隐蔽通信工程建设的较好实现，我们首先需要明晰该工程光缆线路建设的着重点，而将结合相关文献资料与自身实际调查，本文将这一着重点概括为光纤系统设计、光缆路由选择、光缆敷设方式、光缆布放等四个方面，表1对这一系列隐蔽通信工程的光缆线路建设的着重点进行了直观展示[1]。
2.隐蔽通信工程光缆路由选择与敷设实例
2.1 工程概况
为了保证本文研究具备较强的使用价值，笔者选择了如图1所示的隐蔽通信工程，图2、图3对这一隐蔽通信工程进行了更加直观的展示。
2.2 光缆、光纤的类别及型号选择
结合上文中介绍的该隐蔽通信工程信息，笔者选择了G.652光纤与4条210m低烟零卤阻燃光缆，这一光纤的选择主要是考虑光缆日后的易于扩宽，而G.652光纤本身具备的价格适宜、工作波长适宜特点也使得该隐蔽通信工程的建设得以更好展开；而4条210m低烟零卤阻燃光缆的选择则是考虑防火与防雷因素，而这一光缆具备的重量轻、机械性能好优点，也使得通信机房的安全性能够在低烟零卤阻燃光缆的应用中得到较好保证[3]。
2.3 光缆线路路由的选择
在简单了解光缆、光纤的类别及型号选择后，我们就可以进行具体的光缆线路路由的选择，上述3张图片直观展示了该隐蔽通信工程需要实现的半石质山岭翻越、稻田地的纵穿、全石质山岭翻越，为此笔者确定了“就近接入”的A端进站主用光缆路由选择，而B端进站主用光缆则应用已埋设好的PVC管线路由选择。值得注意的是，A端进站的备用光缆采用“绕行接入”路由选择，而B端则选择“石板凿槽法”新建路由。
2.4 光缆线路敷设方式的选择
在完成光缆线路路由的选择后，我们还需要进行光缆线路敷设方式的选择，考虑到纵穿水稻田、翻越半石质山岭的实际需求，笔者在A端主用进站光缆敷设的半石质山岭部分采用了先套PVC硬塑料管保护后直埋的敷设方式，而纵穿水稻田部分t选择了直埋敷设方式；备用光缆的纵穿水稻田部分敷设方式与A端主用进站光缆相同，但备用光缆则需要选择绕行至公路边沟随后套PVC硬塑料管进行直埋的敷设方式，这一敷设方式的选择就能够在A端主用光缆遭遇泥石流、滑坡等自然灾害后，保证通信的畅通[4]。
在B端主用进站光缆的敷设中，由于该隐蔽通信工程已经埋设了硬质的PVC管，为此笔者选择了结合该PVC管并进行适当改造的方式进行B端主用进站光缆的敷设，这一改造主要是将已有PVC管存在的中垂度90°拐角进行平滑化改造。而在备用光缆的敷设中，笔者选择了“石板凿槽”法，并在这一敷设方法应用后进行了水泥浆堵缝光缆槽道，这样就能够较好保证该隐蔽通信工程的可靠性。
2.4 注意事项
为了保证该隐蔽通信工程光缆路由选择与敷设的高质量实现，我们必须保证光缆弯曲半径大于光缆直径的28倍，并保证PVC管的拐角截断点应用硬质聚氯乙烯胶条堵实。此外，具体的光缆敷设中，施工人员还需要应用端头牵引与中间接力相结合的辐射方法，这样才能够进一步提升光缆敷设的整体质量。
结论
在本文就隐蔽通信工程的光缆路由选择及敷设展开的研究中，笔者详细论述了隐蔽通信工程的光缆线路建设的着重点、隐蔽通信工程光缆路由选择与敷设实例，而结合这一系列内容我们能够较为深入的了解隐蔽通信工程的具体建设。值得注意的是，本文所论述的隐蔽通信工程的光缆路由选择及敷设本身也能够应用于公园、景区的光缆敷设工程中，不过由于不同地理条件下具体工程会出现一定区别，相关设计人员与施工人员必须做到灵活掌握，区分对待。
参考文献
[1] 张梅，谈俊忠.基于GIS的主干光缆路由敷设条件评价研究[J].中国新通信，2010，07：47-49.
[2] 赏海燕.软交换核心网双路由中断业务保护方案的研究与应用[D].北京邮电大学，2009.
关键词：空间激光通信技g 最新进展 趋势
中图分类号：TN929.1 文献标识码 文章编号：1672-3791（2016）11（b）-0003-02
空间激光通信具有通信容量大，通信速率、抗干扰能力强，抗截获能力强和重量轻等多种优点，是以激光为载波，在空间中实现多种信息进行无线传输的通信方式。从历年的空间激光通信技术的发展历程来看，ESA的作用不可小视，ESA代表空间激光通信技术的最高水平，对于空间激光通信技术的发展有很大影响。但是，对于我国而言，我国空间激光通信技术还处在发展的初级阶段，还在摸索空间激光通信技术的发展方向，可结合本国的情况借鉴发达国家空间激光通信技术的发展经验。
1 空间激光通信技术最新进展
目前，国内外空间激光通信发展迅速，欧洲、美国、日本、德国等地区和国家对空间激光通信技术进行了大量的研究，为空间激光通信技术做出了巨大的研究贡献。如表1所示，展示了近几年美国等国在空间激光通信技术研究方面比较有代表性的成果。
2 空间激光通信技术发展趋势
2.1 直接探测体制发展
相比而言，空间激光通信直接探测体制的结构比较简单，操作起来比较方便，因而被广泛应用于第一代激光通信系统内部。但是，从实际空间激光通信环境来看，光强度对通信系统的影响比较大，而且会受到噪音的干扰，空间激光通信直接探测体制无法满足空间激光通信系统的运行需求，敏感度较低。经过空间激光通信专业人士的多年研究，ESA于2008年被安装在卫星上，对空间激光通信系统进行端口检测，同时也对相干通信展开了实验分析，误码率非常小，而且信息传输的速度非常快。目前，空间激光通信技术还将不断完善。为了不断提高激光通信系统的实用性和通用性，未来的发展趋势是探测体制的发展从单一体制向复合探测体制转变。
2.2 传统量子通信的变革
1980年量子通信被首次提出，量子通信应用了加密技术，可以保证传输信息的绝对安全，量子通信一提出就受到了人们的广泛关注。2004年，经过多位空间激光通信科学家的研究实验，实现了量子通信的远距离传输，量子通信可以透过地面大气依旧保持纠缠特性。2006年，量子通信实现了超远距离的空间通信。截止到目前为止，我国科学家对于量子通信的研究已经创造了新的历史。量子通信具有巨大的发展潜力，空间激光通信研究人员也正是看重了量子通信的这一巨大发展潜力，研究人员从2002―2007年展开了多项研究，总结出影响量子通信的多种因素。经过几年的发展，传统量子通信的变革研究的技术逐渐成熟，正在快速向实用化、加密化迈进。将卫星光通信与量子光通信相结合，进行卫星光通信中的量子密钥分发是卫星光通信保密技术一个新的发展方向。
2.3 光子集成化升级
空间激光通信光子技术包括：一是光纤光学，二是集成光学，三是微光子学。光子技术具有以下特点和优点：一是损耗较小，二是协议透明，三是抗干扰性强，四是不诱导电磁干扰，五是重量小，六是体积小，七是柔韧性好，八是无互相耦合。空间激光通信光子技术特别适合应用于航天环境中；1990年，美国经过实验证明光子技术确实可以应用于航天器中；2002年，研发部门加大了研究光子技术的资金量，研究的内容为：一是通信链路，二是模数转换，三是频率转换，四是本振生成，五是光束形成网络，六是传感，七是成像光纤；2009年，西方国家发射出的卫星上就设置了光子器件。如今，空间激光通信光子技术正朝着光子PCB的方向发展，空间激光通信技术标准也在不断提高。
2.4 天基网络的一体化演变
空间激光通信技术发展的最终目标是实现全球数据覆盖，与地面形成网络链路。在空间激光通信技术的研究初期，研究人员把更多的精力放在空间激光通信链路的研究和实验上。2000年后，研究人员开始加大天基网络一体化演变的研究力度。如今，空间激光通信研究人员提出了天基混合网络结构，并对天基网络的性能和所带来的经济效益做出了研究分析。但是，我国的天基网络一体化演变还处在理论研究阶段，还未真正实践，还有很多空间激光通信技术问题亟需解决。
2.5 空间激光通信向深空迈进
人们一直想更加深入地了解星空，国外发达国家自20世纪90年代初期便开始了以激光通信作为深空探测通信方式的相关研究。近几年人们对天空的探索热潮一直不退。如今，研究人员把探索星空的希望寄托在空间激光通信技术上，西方国家也在加大空间激光通信技术应用于卫星上的研究力度。空间激光通信研究人员经过多年的努力，收到了不错的成果。在ESA和NASA（美国国家航空航天局）未来的深空探测计划中，激光通信将成为深空探测活动的主要通信方式。
3 结语
从实际空间激光通信环境来看，光强度对通信系统的影响比较大，而且会受到噪音的干扰，直接探测体制无法满足空间激光通信系统的运行需求，敏感度较低。2004年，经过多位科学家的研究实验，量子远距离的传输通信实现了，透过地面大气量子通信可以依旧保持纠缠特性。如今，光子技术正朝着光子PCB的方向发展，空间激光通信技术标准也在不断提高。空间激光通信技术发展的最终目标是实现全球数据覆盖，与地面形成网络链路。但是，我国的天基网络一体化演变还处在理论研究阶段，还未真正实践，还有很多空间激光通信技术问题亟需解决。截止到目前为止，我国科学家对于空间激光通信的研究已经创造了新的历史。
参考文献
[1]张靓，郭丽红，刘向南，等.空间激光通信技术最新进展与趋势[J].飞行器测控学报，2013（4）：286-293.
[2]李玮.激光通信测距技术发展现状及趋势研究[J].激光与红外，2013（8）：864-866.
关键词：半导体；光电信息功能材料；研究与创新
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.218
0 前言
从远古到现代，从石器时代到如今的信息时代，历史的发展表明信息科学技术发展的先导和基础是半导体信息功能材料的进步，伴随着时展的特征，我们可以很容易的分析出，光电信息功能材料在方方面面深刻的影响着人类的生产和生活方式。现如今，随着光电信息功能材料的不断普及以及各行各业的的综合应用，其技术得到了光速的更新，例如其信息的存储已不再受低级别的限制，其存储量已被提高到KT级别，当然为了使之更好地适应社会，发挥出更大的作用，生产商与使用者对光电信息功能材料的研究与创新从未停止。光电信息功能材料的发展，同样也与国家生产力的发展有着密切的联系，它是国家经济发展的根本保障之一。对于目前正处在快速发展中的我国来说，大力发展半导体光电信息功能材料十分必要。
1 半导体光电信息材料简述
科学技术之所以得到不断发展的原因之一，便是有着信息研究材料的支持，人类对不同材料的研究与创新，是科学技术飞速发展，科学规律不断修正完善的基础。20世纪60～70年代，光导纤维材料和以砷化镓为基础的半导体激光器的发明，是人们进入了光纤通信，高速、宽带信息网络的时代。半导体光电材料――半导体是一种介于绝缘体导体之间的材料，半导体光电材料可以将光能转化为电能，同样也可以将电能转化为光能，并且可以处理加工和扩大光电信号。在当今社会，其应用正在逐步得到普及。半导体信息光电材料，对于我们来说并不陌生，其存在于我们的日常生活中，并且无时无刻的不在影响着我们，所以我们应正确的认识半导体信息光电材料，并且可以为半导体光电信息材料的发展贡献出自己的力量。
2 半导体光电信息材料研究的必要性
2.1 电子材料研究的意义
量子论为人们研究电子在原子中的运动规律提供了重要依据，其主要作用是揭示了原子最外层电子的运动规律方面，正是由于此方面研究取得了初步的进展，从而极大地促进了有色合金，不锈钢等金属材料的发现于研究。此外，半导体材料的开发，是得电子信息技术得大了极大地发展，并且逐步兴盛起来，于是出现了我们现在正在普遍应用的采用电子学器件小型化及电子回路集成化等科学技术制造而成的电器，极大地方便了我们的生活。
2.2 光学材料研究的意义
70年代光纤技术的发展，又引起了一轮新的技术浪潮，光学材料的研究正是在此时得到了大力发展，光学材料的研究极大地促进了光纤技术的进步，进而光纤技术的迅速发展，又带动了信息技术的革新，这使得研究材料的范围逐步的被扩大。于是，多媒体电能与光纤通信技术二者逐渐的结合起来，综合应用，从而极大地提高了网络技术的发展速度，大容量的存储，大范围的交流与传输通道，在很大程度上减少了时间与空间对多媒体信息交流的限制。
2.3 技术兴国的意义
在当前信息高能时代，发展对半导体光电信息的研究，在大的方面，能在很大的程度上，帮助我国提高科技水平，进而提高国际地位，争取在国际科技方面的话语权，在小的具体方面，它能帮助政府改善人民生活水平，提高人民生活质量，因此不管于大于小，发展对半导体光电信息功能材料的研究十分必要。
3 半导体光电信息材料研究研究进展
虽然当代国际信息技术水平在不断的发展，各国的科技水平都在提高，但是相对于国际水平或者其他发达国家来说，我国在半导体光电信息材料的研究方面还是相对落后的。我国在其功能材料的研究方面的问题主要有以下几个方面
3.1 科技水平低技术发展受到阻碍
我国科技水平相对于国际科技水平来说相对落后。我国科技发展方面存在的主要问题是发展滞缓，与国际脱节，更新换代慢。然而，科技水平的高低对于半导体光电信息材料的研究起着决定性的作用，所以要想更好地促进半导体光电信息材料的发展，我国首先需要做的便是努力提高科技发展水平，紧跟国际科技发展的步伐。提高自身的科技水平，为半导体光电信息功能材料的研究提供强大的科技后盾。
3.2 技术型人才需予以增加
受我国应试教育的影响，我国高校培养出的人才过于依赖理论，缺少创新意识。然而，半导体光电信息功能材料的研究需要的不仅仅是拥有渊博理论知识的人，其更需要的是拥有灵活大脑，创新意识的人才。因此，我国应改进相关的教育政策制度，鼓励高校培养出更多拥有创新精神、灵活头脑的人。同时，我国在进行技术型人才培养方面要注重其专业性的提高，注重专业素质的培养。从而让更多的具有专业型的人才满足社会需要，满足半导体光电信息材料研究的需要。
3.3 政策缺失
现阶段，处于发展中状态的我国在半导体光电信息材料研究中，各方面政策制度还不够完善，比如在半导体光电信息材料的研究方面，国家并没有明确地提出相应的鼓励措施促进此方面技术的发展。因此，现在国家需要作出努力的便是组织相关部门，制定相关奖励政策，来促进半导体光电信息材料的研究。政策的制定需要立足于我国的现实和实际，相关部门要对半导体光电信息材料进行仔细研究，通过政策的制定很好的指导其发展和拓新。
4 结语
从上文中可以我们可以看出，在当代信息技术高速发展的时期，半导体光电信息功能资料的研究，对一国的生产力发展，经济进步，起着重要的决定性作用，半导体光电信息功能材料普遍存在于一国人民的日常生活当中，每一个人都应当成为半导体光电信息材料研究的推动者，只有全民努力，其材料研究才能得到长足发展。
参考文献：
关键词 卫星通讯；灾难应急体系；通讯应用与需求
中图分类号TN929 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）35-0189-02
1 概述
作为一种电磁波，光通信所采用的测试技术在很大程度上都是带来了生活的极大便利，光通信的光波是一种短波，其波长在微米量级，频率为1014量级。其频率是常用的微波量级的一百多倍,通信容量相应大致是微波通信的一百多倍。实际上很久以前，很多研究者就尝试用光信号传送话音。因为当时的条件无法研究出能够使得光源的避免干扰的问题，所以光波在大气中的传播很慢，而且被气候影响的因素也很大，所以长时间的情况下无法得到稳定的通信方法，而且其质量及其不稳定，所以这就限制了当时的研究紧张。由于光源的相干性很差，光波在大气中传播受气候影响严重，很难获得长距离的稳定通信。直到20世纪爱因斯坦、肖洛和唐斯的光受激辐射理论等理论的出现，加上当时科技的高度发展，结合在一起，并且推出新的一代的理论，在此基础上才实现了真正的光通信，在发展前期，光通信的发展还没有进入高潮，到了上世纪90年代，才有了光通信的高度发展，也就有了真正饿通信史上跨时代的意义，引来了通信业的大发展时期。
到现在我国的通信事业大致发展了四十年，从上世纪八十年代开始，虽然起步较晚，但是因为发展的科研投入较多，所以我国的通信事业也得到了迅速的发展。随着以IP为代表的数据业务的爆炸性增长，未来几年我国仍将处于通信建设和发展的高峰期。
随着通信测试领域技术的进步，通信网络，设备的技术进步和发展也越来越快，传统意义上测试和计量的概念也发生了变化。在模拟通信时代，可观测量一般都有确定的量值，人们在研究新的测试方法时都需要去研究测量量值的准确度问题。随着数字通信和数据通信的发展，现代通信领域的测量主要是通信软件的测试。这包括通信协议的一致性测试。所谓一致性测试就是检验协议的实现与相应协议标准的符合程度，它只关心协议呈现的外部功能，它将测试以下内容：
1）协议实现能力与实现者两者陈述的一致性；
2）协议与既定标准的一致性；
3）协议实现的能力和行为。
这是一个只有对错与否的全新的测试领域。通信测试领域测试有两个特点。第一个特点是它同时产生了大量的各种类型的通信协议测试仪表。第二个特点是它明显提升了测试的智能化和自动化程度，同时它替代了传统硬件，通过软件的方式实现计算、记录、存储等功能，而在以前，这些需要人工进行。另外，它也使原来通过硬件实现的一些显示、控制等功能虚拟化、个性化，从而有效提高了测试的效率。
2 目前光通信领域的几个测试热点
当前光通信领域有些明显的测试热点值得我们关注，它们包括以下几个测试：
1）光通信系统网管功能和信息模型的测试
网管系统的测试属于软件测试的范畴，它包括标准接口协议测试、信息模型测试、实现功能测试等。伴随网络规模日益扩大，网络的复杂性日益增多，业务数量的飞速递增，网络成本也随之增高，包括网络的运行，管理和维护成本。为了降低成本，我们必须实现网络管理的简单化，自动化，标准化。这就意味着我们的网管系统需要标准化的系统结构，标准化的接口，从而使得各种设备能方便地和网管系统相连接。网管系统应具有以下功能：配置管理、性能管理、安全管理、故障及维护管理、帐目管理等。
2）光纤的色散和PMD测试
伴随着目前历史意义上的系统扩容，目前光通信的速率也在不断的上升，在很大意义上，都预示着讲会有光纤色散和PMD的出现，而这种问题的出现，也必须要有相应的技术来解决，所以现在就有了处理此系统的色散补偿，此种色散补偿在很大程度上弥补了光纤的色散系数，使得系统能够非常正常工作。所以这些问题随着技术的发展也正在不断地发展和得到补偿，也预示着光纤通信拥有非常广阔的前景。
3）宽带光接入网测试
为了方便用户使用图像、数据、语音等业务，目前的重点是宽带接入网建设。宽带接入包括光纤、无线、同轴电缆和xDSL这几种方式，这些主要是基于分组交换方式的接入，其中以光纤接入为主。光纤接入分为有源方式接入和无源方式接入两种，即利用SDH或PDH为传输通道和无源光网络方式，
4）光纤非线性测试
光纤的非线性问题随着光纤放大器的广泛应用而逐渐显现出来。光纤的非线性主要指四波混频效应、自相位调制效应、交叉相位调制效应、受激喇曼效应、受激布里渊效应等。其中一些效应会使得系统的技术指标恶化，使得信号脉冲展宽、波型畸变、信号之间串扰。通过合理的使用某些非线性效应，我们可以研制出新型的光器件。
3 目前我们应当重视的几个问题
3.1 系统的可靠性研究及测试
作为通信设备入网认证，需要给出的可靠性指标主要是平均无故障时间MTBF，这个指标是通过现成公式用元件或部件平均失效率计算出来的。目前，通信产品可靠性研究和试验还不为人所重视，我们必须加强这方面的理论研究以及实验，从而找到更科学的方法来测算验证产品的可靠性。
3.2 有关环境保护以及人体健康的测试
当前，欧美等西方国家已经从政府角度更重视产品对环境和人身安全与健康的影响，这主要体现在产品的电磁兼容（EMC）性能和安全性能。产品电磁兼容性能的好坏不仅影响自身和网络的工作状态，同时也影响环境以及人身健康。
而我们对通信产品的测试主要还处于型号核准范畴，我们的通信产品电磁兼容性测试才刚起步。目前，我国建立了一个具备当今国际先进水平的EMC测试实验室，它由一个“10米法”的半电波暗室、一个“3米法”的全电波暗室和全套先进的测试设备组成。测试频段从9kHz~40GHz。从2001年，信息产业部也开始对手机及无线通信设备、通信电源、无绳电话开始进行EMC入网检测。尽管如此，我国在通信产品EMC和安全性能检测、EMC标准化、安全性能标准化方面仍然有许多工作要做。
【关键词】光纤技术；雷达；高速通信；技术；研究
雷达对物体探测的原理较为复杂，人们根据探测传输的信号，可实现对物体各种运行参数的分析与判断，为做出正确的决策提供依据，其对接收系统信号带宽及信号处理速率要求较高，因此，注重对所用通信技术的研究，具有重要的现实意义。
1雷达宽带信号接收系统分析
雷达接收系统主要有宽带数模转换器、数字信号处理器、宽带模数转换器、射频前端、接收天线等构成。在科技发展推动下，目前雷达接收系统已运用数字化技术。尤其光纤技术的发展与应用，大大提高雷达接收系统信息传输速率。当前雷达数字接收系统借助带通采样定理采样模拟中频信号，并在数字域下实现滤波的抽取与变频，得到基带信号，进行处理操作后，利用高速数据传出技术，将信号传输给接收端。接收端获得信号后，进行数字上变频处理，得到模拟信号，或通过显示器进行完成成像。为保证雷达带宽信号接收系统功能的充分发挥，应在明确系统构成部分及各模块负责的功能的基础上，充分了解光纤技术应用要求，尤其在通信协议上应做好充分的研究，在光纤技术支撑下，完成接受系统各个模块的设计，促进提高通信质量与效率。
2硬件结构研究
本文研究的系统功能强大，在接收光纤数据的基础上，能够实现对数据的解码、校验以及调制等处理，最终将中频模拟信号加以输出。这些功能的实现，无疑需要硬件系统的支支撑，因此，需要对雷达接收硬件结构进行充分研究，为设计工作的顺利实施提供依据。系统电路模块主要包括五个部分，分别为电源供电单元、数字正交调制单元、现场可编程门阵列（FPGA）单元、光纤通信单元以及时钟驱动单元。2.1电源供电单元电源供电单元主要作用是：为整个系统的运行供应电能，可提供的电源电压有1.2V、2.5V、3.3V、5V，能够满足系统不同构成部分运行对电压的需求。2.2数字正交调制单元数字正交调制单元包括低通滤波器、AD9957变频器。在该电路支撑下，完成上变频基带数据，并转换成中频模拟信号进行输出。2.3FPGA单元FPGA单元是系统的控制核心，由电路、配置电路以及FPGA芯片构成，负责采集、解码、校验高速并行数据。同时，配置相关器件。2.4光纤通信单元光纤通讯单元包括电路、高速串行器/解串器、光接发器等，负责光电转换信号，以及串/并转换高速串行数据。其中光收发器接口电路负责实现高速串行数据流向光信号的转换，而后借助光纤加以输出。应用的光收发器采用符合工业标准封装而成的MXP-243S-X系收发器，该收发器由发送器、接收器构成，可传输1310m长的光波，传输距离远达10km。另外，系统以LVPECL电平为电气输出标准，传输数据速率较高达1.25Gbps，1.2Gbps的传输速率即可满足系统要求，考虑到为近距离传输，因此，传输数据速率能很好满足系统运行需要。2.5时钟驱动单元时钟驱动单元由时钟驱动器、变压器构成，负责处理输入的时钟信号，使其能够兼容FPGA专用时钟引脚。系统的核心为MC100ES6210，其为全差分输出与输入专用时钟扇区缓冲器，其拥有的扇区缓冲单元相互独立，均能完成1：5差分时钟分配，输出的信号电平能够对PECL/ECL兼容。
3控制核心设计研究
系统控制核心为FPGA，其设计内容较为复杂，流程较多，共涉及八个步骤，是整个设计工作的重中之重，应引起设计人员的高度重视，接下来逐一对各步骤进行分析。①设计之初应完成设计定义，即，对方案的可行性进行充分论证。要求设计人员认真分析设计需求、设计指标以及设计复杂程度，确保选用的设计方案科学合理。一般情况下，采用的设计方法为自顶向下，即，将系统划分若干模块，而后继续划分属于每个模块下的相关单位，并完成不同模块相关功能。②硬件描述语言是FPGA设计的重要内容，目前来看，Ver-ilogHDL和VHDL是应用最为广泛的硬件描述语言，其中前者具有较强的建模能力、扩展性能优良以及语法简单等优点应用较为普遍。本文探讨的系统就是应用VerilogHDL进行开发。③功能仿真。使用GPGA设计软件对设计功能情况进行检测，以了解设计是否满足要求。仿真由前仿真与后仿真之分，其中前仿真的工作重点在于测试逻辑功能，并不考虑器件内部的情况，因此，速度较快。④后仿真同样需应用FPGA设计软件，不过其重点在于对模拟器件实际运行情况进行仿真，以了解运行中的各项参数。后仿真作业在布局布线工作完成后，实现对连线延时、器件延迟等参数的提取，通常需要考虑器件内部具体性能。⑤逻辑综合。在逻辑输出及相关条件约束下，借助FPGA软件实施优化，得出能够满足设计要求的实现方案。其中约束条件与逻辑设计描述是逻辑综合实现的主要依据，最终得出的电路结构涉及综合器与物理器件的工作性能等内容。⑥进行布局和布线操作。其中布局主要借助FPGA开发软件在参考网标信息的基础上，在器件内部完成实施方案的分配。布线在布局工作完成的基础上，实施全部的电气连接。一般情况下，在相关条件约束下，FPGA的操作可更具目的性，最大程度的实现布局和布线的优化。⑦静态时序分析。GPGA设计中静态时序的分析是最为关键的一环，需要完成的任务量非常大。分析过程中并不需要用户进行输入测试激励，即，设计者可对关键路径进行详细分析，并得出时序报告，更好的掌握各种性能满足的条件。如进过分析得知，时序处于临界状态或无法满足要求，需要重新进行逻辑综合、布局和布线、后仿真以及静态时序分析。⑧系统调试。当功能与时序仿真均正常完成的情况下，利用JTAC电缆将综合后形成的位流 下载到GPGA芯片，对相关器件进行物理测试，以验证设计是否存在瑕疵，如测试未出现异常，可对FPGA进行相关配置。
4结论
基于光纤技术的雷达高速通信技术，能显著提高雷达数据传输质量与效率，但其涉及的技术知识较为专业，因此，需要科研人员结合当前信息传输技术发展状况，做好技术攻关，在确保雷达高速通信中光纤传输信息的优势得以充分发挥。本文通过研究得出以下结论：（1）基于光纤技术的雷达高速通信的实现需各个系统的支撑，尤其雷达接收系统是整个系统的关键，应充分利用光纤技术优势，进行充分的论证分析，保证接收系统设计的合理性与科学性。（2）基于光纤技术的雷达接收系统设计包括诸多内容，其中硬件结构以及控制核心的设计是整个设计工作的关键，因此，要求设计人员在明确相关功能模块的基础上，明确设计工作重点，做好充分的设计准备工作。同时，设计工作完成后应做好充分的测试，及时发现与改进存在的不足，为系统的正常、稳定运行做好铺垫。
参考文献
[1]韦阮威.关于高速光纤通信系统中信号损伤缓解与补偿技术的研究[J].通讯世界，2016（13）：91~92.
[2]朱皓然，郑力.高速光纤通信系统中电子色散补偿技术的研究[J].中国新通信，2015（21）：38.
[3]王伟.高速光纤通信系统中信号损伤缓解与补偿技术[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2016（02）：210~211.
【关键词】量子阱激光器；大信号调制；调制深度；带宽
1.引言
光通信系统中，用激光做为光源，对小信号半导体激光器调制特性的研究，已经有比较成熟的理论做基础。小信号理论主要关注的是通信带宽和通信质量。在小信号理论的研究基础上，已有很多对小功率激光器的大信号调制特性的较深入的研究[1]。半导体激光器在调制过程中表现出动态特性，主要包括弛豫振荡行为、自发辐射、非线性效应、纵向空间烧孔效应等。大信号调制下，会产生啁啾效应，从而能使光谱展宽，导致光信号质量变差。
对小功率激光器的研究，它一般是指在1mW到50mW之间。这里我们对功率在100mW以上，波长为980nm的InGaAs/AlGaAs量子阱F-P腔激光器在大信号调制下的不同参数特征进行了研究和分析。
2.理论分析
根据设计，用MOCVD生长外延片，可以制造出脊形条宽80um的大功率激光器，具有良好的P-I曲线特性，如图1所示。在注入电流为1A的条件下，输出光功率可以达到431mW[2]。注入电流达到阈值电流后，输出光功率会随注入电流增大而呈线性增加。
输出光功率与注入电流的关系可表示为：
其中Ith是阈值电流，hv是光子能量，是内量子效率，e是电子电量，是镜面反射损耗，是内部损耗，R1和R2是镜面反射率。
为了限制载流子和良好的光波导传输，上下波导层与势垒层组成了激光器的有源区。本文对量子阱大功率激光器相应的调制响应特性进行了研究。
3.大功率LD的大信号调制特性分析
3.1 调制响应及速率
载流子和光子密度速率的方程是
上式中，N是载流子密度，S是光子密度，I是注入电流，g是增益，M是量子阱个数，V是单个量子阱体积，q是电子电荷，是单个量子阱的限制因子，是群速度，是光子寿命，是载流子的复合寿命，是注入电流效率。
表1是在温度为300K时的参数，表中的L为腔长，d为激活层厚度，w为激活区的宽度。
表1 方程中所用参数的取值
运用四阶龙格库塔方法对速率方程数值求解，可以得到载流子浓度和光子浓度。调制脉冲信号的频率选为f=2GHz。激光器加上直流电脉冲之后产生的激射光脉冲相对于电脉冲的延迟。直流调制下光子密度有瞬态振荡。
量子阱激光器在大脉冲信号调制下的响应速率如图1所示，如图1的（a）和（b），当光限制层宽度为76nm时，调制速率要大于相同功率下SCH宽度是300nm的情况。由此可知，光限制层的宽度影响激光器的调制速率，光限制层越宽时，在相同功率的时候调制速率就越小。
3.2 参数分析
这里对不同参数的大信号调制特性进行了比较。图2表示了偏置电流为Ib=250mA，调制脉冲信号的频率为f=2GHz时，不同的调制深度m对时域光子密度的影响。
从图3的（a）、（b）、（c）比较可知，当调制深度m从0.8到1.9变化的时候光子浓度最大值不断增大，而且峰值越来越尖锐。所以调制深度越大，光通信质量会更差。
图3表示在调制深度为0.85，调制脉冲的频率为f=2GHz时，随着偏置电流的增大，光子密度的波形幅度会不断增大。
4.小结
本文研究了980nm波长的量子阱F-P腔大功率激光器的大信号调制响应，对不同参数进行了比较与分析。
本文对量子阱激光器在不同宽度光限制层时的传输带宽进行了对比。光限制层越宽，载流子的传输效应就越明显，导致传输带宽减小。分别对不同调制深度和不同偏置电流下的光子密度进行了分析。大信号调制下，随着调制深度m的增加，激光峰值不断变窄和变尖锐。当偏置电流增大时，光子密度也不断增大。
参考文献
“973”、“863”等科研项目的牵引下，团队的科研工作有了显著进展。
高速集成光电子器件研究取得重大进展
在前期工作的基础上，开展了集成光源管芯端面抗反镀膜工艺的优化。利用双频PECVD沉积方案实现了MPa量级的低应力SiNx薄膜的沉积，并研究了影响镀膜应力的关键因素，从而提高了镀膜厚度和应力的可重复性和一致性。通过优化端面抗反镀膜，有效地抑止了集成光源高频调制响应中因端面光反馈引起的异常起伏，为实现40 Gb/s大信号调制工作奠定了基础。同时，开展了高速集成光源模块封装结构设计研究，初步确定了封装的基本形式。重点对同轴―共面波导转换结构及低损耗共面波导传输线进行了设计和优化。通过理论模拟和实验测试研究了封装对高频调制响应的影响，特别是对平板波导模式引起的谐振峰的抑制。在此基础上，成功地制作出应用于40 Gb/s高速光纤系统的DFB+EA单片集成光源模块原型器件，并对其大信号调制特性进行了测试，获得了张开度良好的眼图。这是国内首次制作成功40 Gb/s集成光源模块，标志着我国高速集成光电子器件的研究水平上了一个新台阶。
面向量子信息技术的微纳光电子器件的研制
作为切入点，研究了可用于量子保密通信和线性光学量子计算的单光子光源，包括器件的设计和特性模拟以及制作工艺。提出了一种新的微腔结构，即由点缺陷二维平板光子晶体作为微腔的主体，微腔下面加入DBR反射器以提高光子出射效率。研究了该结构的单光子发射效率、发射光子的偏振特性和不可区分度，分析了改进单光子特性的思路。此外，还提出了一种可适用于各种特性衬底的纳米小球自组织方法来制作二维光子晶体结构。在此基础上，申请并获得国家“973”计划子课题“微纳结构新型光电子集成器件及模式耦合研究”的资助，为该领域的深入研究提供了保证。
功率型GaN基蓝光LED的制作和应用技术取得多项突破性进展
提出了载流子输运和复合的物理机制，设计出新型的LED外延材料结构，并优化了器件制备工艺。提出了具有自主知识产权的倒装焊功率型GaN基LED的制作工艺，包括高质量III－V族氮化物材料的金属有机化合物气相外延生长，低热阻、高效率的器件结构设计及其制作技术，获得器件的性能为国内最好水平之一。同时，功率型GaN基LED的封装和系统应用技术取得重大突破。基于非成像光学，设计了具有自主知识产权的LED光学系统，开发了实用化的具有矩形照度分布的新型高效LED路灯。在保持较好的照明均匀度和稳定平均照度的情形下，新型LED路灯不仅具有寿命长、照度分布均匀、显色性较好的优点，而且在实际耗电功率上具有明显的优势。该研究目前得到国家“十一五”“863”计划半导体照明工程重大项目课题“高效率GaN外延材料制备”的支持。
微纳光电子集成器件技术取得创新性进展
已经建立起了较完善的光子晶体的理论分析方法和模拟设计平台，在光子晶体带隙限制波导的研究中取得了重要进展，成功制作出带有空气桥结构的二维光子晶体带隙限制光波导结构。提出了金属长程SPP波导与普通介质波导之间的耦合机理，获得了很好的理论模拟结果，开发了制备均匀高质量纳米金属薄膜的工艺条件，并采用端面光纤激励方法，成功激励起了长程SPP模式。在关于表面等离子Purcell效应的研究中，创新性地提出通过在金属内掺入其他介质材料，可有效地降低复合材料（即金属陶瓷）的等效等离子体频率和高频介电常数，使得在纳米硅基发光材料的中心发光波长处，亦能获得极大的自发辐射增强。
【关键词】阵列波导器件；集成光子器件；耦合损耗；几何对准偏差
1.引言
集成光子器件（Photonic Integrate Circuit，PIC）是以光电子集成技术为基础光子器件，是支撑下一代光纤通信高速发展的基础[1，2]。阵列波导器件是集成光子器件的重要基础性部件，它采用半导体工艺在一个衬底上制造出波导光路，将分立光学元件的各种功能集成在同一光学衬底表面上，实现光功率分配、光开关、光滤波等功能，具有常规由许多分立光学元件构成的庞大光学系统的光信息处理能力。阵列波导器件具有集成程度高、结构紧凑、体积小、抗干扰能力强、性能一致性好、可靠高、易于大规模生产等突出优势，成为集成光电子器件研究的前沿[3]。光纤通信中常的阵列波导器件有：光耦合器（Coupler、Splitter）、复用器/解复用器、光调制器、光开关、可调谐光滤波器（OTF）等[4]。
阵列波导器件的对准封装是在视觉系统的引导下，利用两个6自由度亚微米精度对准平台，将输入阵列光纤、波导功能芯片和输出阵列光纤实现模场匹配的光学对准与模场耦合，并采用胶固化技术或焊接技术将各个模块精确固定，获得器件完整功能的生产过程。阵列波导器件的对准过程需要将数十甚至数百通道同时实现亚微米级定位精度的精确对准，对准与封装成为阵列波导器件制造的基础，也是制约阵列波导器件发展的瓶颈之一。本文通过分析单模光纤的模场耦合规律研究阵列波导器件对准耦合的工艺要求，为进一步研究阵列波导器件的对准提供技术指导。
2.阵列波导器件对准耦合理论
阵列波导器件的对准封装工艺流程如下：（1）高精度阵列光纤制造。将光纤带精确定位在石英基或硅基的V形槽中，然后采用胶固化技术将光纤带固定，制成光纤数量达到数十根甚至数百根的阵列光纤模块。（2）将阵列光纤模块和波导芯片分别安装到封装工作台的工装夹具中，在视觉系统的引导下控制承载阵列光纤对准平台的运动，实现高精度的姿态调整，然后，在红外相机的引导下将光纤调整到波导芯片耦合传光的位置范围内。（3）在光功率的反馈下将阵列光纤与波导芯片进行多通道的模场对准，使得各光路的耦合功率达到最优，实现多通道的高精度对准和耦合。（4）在阵列光纤与波导的对接面上进行精确微量布胶，并通过紫外光照射将波导器件实现微变形控制的固接，达到所需的机械强度和刚度，完成器件的耦合封装[5]。阵列波导器件的空间位姿对准如图1所示。
波导芯片光路与阵列光纤的单模对准耦合是阵列波导器件耦合的理论基础。当光路的模场遇到续接点时，其传输模式会改变，产生光功率损耗，称这种损耗为耦合损耗（Coupling Loss，CL），有时也称为插入损耗（Insert Loss，IL）。引起耦合损耗的原因包括：反射界面、模场对准的几何偏差、模场分布特性、耦合端面光学性质等。考虑到反射界面和几何对准偏差是影响模场对准耦合的主要原因，下面对它们影响阵列波导器件耦合损耗的规律进行研究。
定义模场的耦合效率（Coupling Efficency，CE）为T，有T=Pt/Pr，其中Pt和Pr分别为输入的稳态模和耦合的稳态模的光功率。耦合损耗η定义为
（1）
（1）反射界面引起的耦合损耗
当光从入射光纤向接收光纤中传播时，在折射率突变的界面上发生反射与透射，这种由反射造成的损耗称之为反射损耗（Reflective Loss）[6]。设入射光纤纤芯的折射率为nt，接收光纤的折射率为nr，中间填充着折射率为nf的介质（空气或其它介质）。根据Fresnel反射原理，在入射光纤与填充介质的界面上，光的透射率Ttf近似为
（2）
在接收光纤与填充介质的界面上也会发生同样的反射，记作光的透射率Tfr。光纤耦合界面上发生的总的透射率为T=TtfTfr。
当填充介质为空气时，nf≈1.0，对于石英光纤（nt≈1.5），根据式（2）知，耦合界面产生的透射耦合效率为TT=0.92，透射损耗ηT=0.36dB；当填充介质为折射率接近纤芯折射率的某种匹配液时，耦合效率近似为TT=1，耦合损耗近似为ηT=0dB。因此，为了提高耦合效率，需要在耦合界面填充折射率匹配的光路胶。
（2）几何对准偏差引起的耦合损耗
光纤的空间几何偏差是造成模场耦合效率下降的主要原因[7，8]。光纤的近场空间几何对准偏差分为：横向偏移x、轴向间距z和轴向角度倾斜θ。本文考虑在模场匹配的情况下三种几何对准偏差单独对耦合损耗的影响。
（1）横向偏移x对耦合损耗的影响
当光纤对准仅存在横向偏移x时，模场的对准耦合损耗由下式给出
（3）
不难发现，光纤对准耦合损耗与横向偏移x平方成正比。
（2）轴向间距z对耦合损耗的影响
当光纤对准仅存在轴向间距z时，模场的对准耦合损耗为
（4）
式中，k是波矢幅值。
（3）角度倾斜θ对耦合损耗的影响
当光纤对准仅存在轴向角度偏差θ时，耦合损耗为：
（5）
光纤对准耦合损耗与角度倾斜θ平方成正比。
根据上述几何对准偏差影响耦合损耗的分析，当耦合损耗分别为0.1、0.15、0.3、0.5dB，三个空间几何对准偏差的容差如表1所示，表中假设模场直径为9.2μm，波长为1.31μm。
从表1不难发现，轴间偏移x的容差远远小于轴向间隙z，达到亚微米级，成为阵列波导器件模场耦合的难点之一。
3.阵列波导器件对准耦合工艺要求
根据上述的分析可知，光路耦合界面的反射损耗和几何对准偏差产生的耦合损耗是造成阵列波导器件耦合效率下降的主要原因。因此，本文认为阵列波导器件对准耦合过程必须达到以下要求：
（1）在耦合界面填充折射率匹配的光路胶，减少光束产生反射损耗；
（2）减少几何对准偏差对模场耦合效率的影响，单通道耦合损耗≤0.15dB，轴间偏移x≤0.8μm，轴向间隙z≤19μm，角度倾斜θ≤0.97°。
4.总结
本文在单模耦合的基础上，理论研究了阵列波导器件单模的耦合特性。对光路耦合界面的反射损耗、几何对准偏差影响模场耦合损耗的规律进行了研究，最后，本文提出了阵列波导器件对准耦合的工艺要求。
参考文献
[1]潘建平，陈德棉，章仪.浅析光电子信息产业的特征与发展规律[J].集团经济研究，2005（6）：59—60.
[2]杨恩泽，于晋龙.光通信回顾与前瞻[J].物理通报，2006（4）：6—8.
[3]Y.Yamada.Planar Lightwave Circuit Technology：The Key to Constructing Large—capacity Optical Networks.NTT Technical Review，2005，3（1）：6—11.
[4]原荣.阵列波导光栅（AWG）器件及其应用[J].光通信技术，2010，34（1）：1—5.
[5]M.Kohtoku，T.Kominato，Y.Nasu and T.Shibata.New Waveguide Fabrication Techniques for Next—generation PLCs[J].NTT Technical Review，2005，3（7）：37—41.
[6]佘守宪.导波光学物理基础[M].北京交通大学出版社，2002，8：56—120.
[7]Bo Yang，Jian Duan .Effects of adhesive on coupling efficiency of components in planar light waveguide packaging.American Journal of Nanotechnology，2010，1（2）：68—77.
[8]MARCUSE D.Loss analysis of single—mode fiber splices[J].Bell System Technical Journal，1976，56（5）：703—719.
注：本文为湖南省教育厅课题11C0814资助。
