Tbit/s可重构全光交换进展

1/10/2012， 随着人们对信息量与日俱增的迫切需求，高速、大容量、灵活的全光网络将成为未来宽带通信网发展的必然趋势。传输和交换是光通信网络发展的两大主题。全光网络要求用户与用户之间数据信息的传输和交换全部采用光技术，即在全光域内进行，这可以避免传统“光－电－光”信号处理电子瓶颈带来的速率限制。未来的全光网络不仅需要支持大容量的传输，同时还需要与之相匹配的高速光交换技术。令人欣喜的是，光传输技术近年来发展迅速，各种光复用技术的应用、多级先进高级调制格式和相干检测技术的出现使得单根光纤的传输容量目前已经超过了100 Tbit/s；然而，光交换技术的发展相对缓慢，这不仅体现在交换容量上远远落后于光传输技术，已有的光交换技术还相对缺乏灵活性和功能多样性，这些严重制约了全光网络的快速发展。可见，发展高速、大容量、灵活、多样性的全光交换技术迫在眉睫，对于推动未来全光网络的快速均衡发展至关重要。

    武汉光电国家实验室光电子器件与集成研究部王健副教授与美国南加州大学Alan E. Willner教授开展合作研究，提出并实验实现了一种新颖的Tbit/s可重构全光交换模块。该交换模块利用双向硅基液晶（LCoS）技术和单根高非线性光纤（HNLF）中的双向简并四波混频（FWM）非线性效应实现了对23个100-Gbit/s 差分正交相移键控（DQPSK）信道（2.3 Tbit/s）的高速可重构全光交换。值得一提的是，所报道的全光交换模块可以同时实现全光上下路（Add/Drop）、全光信息交换（Data Exchange）以及光功率均衡（Power Equalization）等多种光交换功能。当比特误码率（BER）为1e-9时，全光上下路和光功率均衡的功率代价小于1.5 dB，全光信息交换的功率代价小于5 dB。

    该项研究成果发表在Optics Express （vol. 19, no. 19, pp. 18246-18252, 2011）上。相关研究得到了国家自然科学基金面上项目和华中科技大学自主创新基金面上项目的资助。