“光通信技術的發展不是到頭了，而是仍有很大的發展空間。”武漢郵電科學研究院，烽火科技高級顧問，教授級高級工程師，原副院長，原總工程師毛謙先生9月7日在2009中國光通信行業總裁研討會上作出如上結論，毛老師的報告是“新一代大容量長距離光傳輸技術的發展趨勢”。
隨著信息時代對信息量需求爆炸式的增長，對傳輸網絡的要求也不斷提高。目前全國電話用戶超過10億，其中固定電話3.35億，移動電話6.70億。全國互聯網用戶超過2.98億，其中寬帶上網用戶2.7億。2008網絡出口帶寬總數達到640,286.67Mbps，較2007年增長73.6%。“所有這些說明對網絡帶寬的需求量是很大的。”
毛謙指出，互聯網的骨干網帶寬達到了6～9個月就翻一番的速度，未來5年之內，光傳送網的帶寬將以每年高于50%的速度遞增。到2010年，骨干網截面帶寬流量將達到50T以上，其中97%以上為數據帶寬。“當前通信骨干網是以10Gbit/s為基礎的WDM網絡構建，已經呈現出‘力不從心’的狀態，部分段落80×10Gbit/sDWDM系統容量已經用完。”
作為主要傳輸手段的光傳輸技術，必然向大容量、長距離的方向發展。
實現大容量長距離光傳輸系統非常有必要
為更好地疏通網絡，更有效地利用現有網絡資源及進一步優化傳輸網，在核心網大節點之間建立快速直達連接越來越顯得必要。
另外，我國地域遼闊，省會城市間的距離大都在400~500km左右（所以我國的假設參考數字段長度定為420km）。而節點間超過1000km的情況也比比皆是。比如烏魯木齊至哈爾濱達6000km。因此，“超長距離光纖傳輸（ULH）系統的技術在這些超長距離連接中大有用武之地，也非常必要。”
三大途徑實現超大容量光纖傳輸
毛謙認為，目前實現超大容量光纖傳輸主要采用三種途徑，即提高單通道速率和增加波長數，以及利用多種光復用技術。
在提高單通道速率方面，有電時分復用技術，速率可達40Gb/s、160Gb/s，不過這種技術受制于電的速率瓶頸，需要發現新材料，另外也可利用OTDM提高單通道速率，速率為160Gb/s、640Gb/s，不過這種技術受制于光脈沖壓縮難度。也可以利用OCDM提高速率，但技術難度大，當然也有人在研制多種復用方式結合使用：ETDM+OTDM+OCDM，技術難度更是十分大。
在增加DWDM的波道數方面，方法有減小波道間隔，從目前常見的100GHz、50GHz壓縮到25GHz、12.5GHz，未來可能壓縮到40ch、80ch、160ch、320ch？但這種方法會出現通道間干擾加大的問題。另外是可以擴展可用波長范圍來增加波長數，目前C波段1530~1565nm了安排80波，未來可以擴展為1527.99~1565.50nm，安排96個波，也可以擴展為1527.99~1568.77nm，安排104波。第三個方法是開發新的波段：利用U波段，開發波長大于1675nm的波段。
在利用多種光復用技術方面，毛謙提到了光波分復用WDM，光偏振復用OPM以及光正交頻分復用OOFDM。
與國外差距不是很小，而是很大
很多人認為中國光通訊產業已經與國外差距越來越小，而毛謙則認為，“差距還很大。”
在ULH領域，目前國際先進水平是以32Tb/s(320x114Gb/s)傳輸580公司，40x40Gb/s實現10000公里傳輸（通過色散管理光纖），以及13.5Tb/sOFDM相干系統進行6248公里傳輸。而國內最先進的水平是3.2Tb/s(80x40Gb/s)傳送800km，160x10Gb/sDWDM系統在真實光纖上無再生傳輸3040km至5000km。
ULH的關鍵技術問題待突破
毛謙老師將ULH關鍵技術分為線路碼型和光調制技術，光放大技術，有拉曼放大時的光信噪比研究，色度色散補償技術，偏振模色散補償技術，前向糾錯技術，相干接收技術，光孤子技術等。
“沒有最好的碼型，只有適用的碼型。”NRZ，RZ，CSRZ，DPSK等碼型都有其用武之地，選擇碼型應綜合考慮以下主要因素：系統的波長間隔；需要傳輸的距離；對色度色散的容忍度；對PMD的容忍度；對非線性的容忍度；對OSNR的要求；實現的復雜度，即成本因素。
在光放大器的選擇和應用方面，毛謙認為，要正確應用EDFA。“大跨距、大放大量累積的噪聲要比小跨距、小放大量累積的噪聲大，但是太小的跨距使EDFA的用量明顯增多，既增大了維護量，又提高了成本。根據計算機仿真分析和現行的標準，選擇80km作為光放大段的跨距比較合適。”
毛謙表示有必要引入拉曼光纖放大器ROA。ROA不需要額外的換能光纖，而利用傳輸用的標準光纖進行分布式放大。雖然放大系數不很高，但有相當低的等效噪聲指數，對改善系統光信噪比極有利。因此ULH系統中EDFA和ROA常結合使用，可達到較好的效果。
色散補償方面，“色散補償模塊已經比較成熟，對各跨距的合路信號的色散補償用DCM比較合適。”在接收端利用可調色散補償器對每個波長信號進行精確補償，可達較好的總體效果。無源色散補償器件的發展也很快，但目前在補償帶寬上仍顯不足。該問題解決后，將大大簡化系統。色散補償時，還應注意，一定要留適度的殘余色散，以避免系統受四波混頻的非線性效應影響。
即使已經應用了上述關鍵技術，許多ULH系統還不一定能實現目標要求的傳輸距離。這主要還是OSNR不夠的矛盾，解決這一問題還有一個關鍵技術，就是前向糾錯碼FEC的應用。“ULH系統采用FEC后，一般都可以實現需要傳輸的目標距離。”
當然，這其中毛謙也特別提到一種關鍵技術：相干接收技術。這種技術也在總裁論壇上被其他廠商所反復提及，該技術具有多個突破性優勢，可以將靈敏度提高約20dB；選擇性，頻效率高：9個光子/比特；適用于多種調制碼型：PSK、DPSK、DQPSK、QAM等；簡化或省掉色散補償；降低對OSNR的要求；已有相應的接收模塊；“采用相位敏感的編碼和傳輸技術將成為一種趨勢。”
光通信技術將繼續向前發展
“光通信技術的發展不是到頭了，而是仍有很大的發展空間。”未來光通訊將朝光網絡智能化，分組傳送光網絡（PTN），光交換，以及光子/量子通信方面發展。未來的路還很長，業界都在致力于推動這些技術的快速發展，但我國與國際光通信技術水平還有很大差距，“技術的進步依靠廣大同仁的共同努力！”
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