盘点：2013年光通信领域科学前沿技术

产生的31%速度上限衰减。研究团队通过波分复用技术(WDM)在310米长的中空光纤中发送了37个40Gb的信号，实验室结果显示传输速度高达每秒73.7Tb，创下了人类有史以来在实验室中最快的传输记录之一。“之前的光纤要不就是用高损耗换取带宽，要不就是牺牲带宽减小损耗，而我们做到了两全其美。”伯乐蒂说道。

在现实应用中，每公里3.5dB的损耗是可以接受的，但这种“空气光纤”在短时间内取代传统光纤的可能性还是比较小的(毕竟短期内服务商也不可能提供如此高的带宽)。但对于大型数据中心和超级计算机互联而言，使用这种光纤倒是能显著地降低延迟，提升速度。

耳机降噪原理可用于光缆通信领域 提高网速

美国贝尔实验室的研究人员发现，耳机噪音消除的基本原理能够提高互联网的连接速度和可靠性，借助该技术现已于1.28万公里长的光纤电缆线路上，实现了以每秒400GB的速度发送数字信号。

一直以来，光信号在长途光缆中传输所带来的噪音就一直困扰着通信业。但现在研究人员从降噪耳机那里获得了灵感——它能够接收外界的噪音，然后通过耳机内部的电子电路产生与噪音音波相位相反的信号，以此来消除噪音。研究人员认为，这种原理同样能够应用于光缆通信领域，即将耳机主动式降噪技术应用于提高光纤连接的速度和可靠性，所不同之处只在于用光信号取代电信号。

研究团队此次运用了相位共轭(phase conjugation)技术，这也是一种很有前景的抑制”非线性克尔(Kerr)效应“的手段——正是后者限制了光纤通信中的传输速率和容量，并成为当前光纤通信系统的主要障碍。

而相位共轭简单说来，就是将两个电波相互重叠，以取得抵消噪声，消除非线性失真的效果。研究人员的具体做法则是在光纤电缆上传输原始数据的同时，发送两个光束进行噪声消除——光束具有收集并消除噪声的性质。

此次的技术或将成为通信业的福音。目前，全球运营商建设的传输网，主要以单波10Gbps以及40Gbps传输网为主。而随着网络流量的快速增加，100Gbps系统组建传输网已经成为必然--但该种组网的兴建遇到相当多的问题，其中噪音就是最棘手的之一，单波400Gbps系统的情况更为严重。

相比之下，刘响的团队现已经在一条1.28万公里长的光纤电缆线路上，实现了以每秒400GB的速度发送数字信号，而目前谷歌光纤向用户提供的互联网速度是每秒1GB。如果该技术得到应用推广，400Gbps的系统将可以实现单纤24Tbps的大容量远距离传输，从而大大缓解目前运营商所面临的流量问题。

有外媒评论称此次技术将极大优化和提升当前互联网的性能。不过刘所在研究团队尚未确定这项技术进行商业化应用的时间。

扭曲光束可提高光纤信息承载能力

美国的一个科研小组的研究成果显示，通过不同形状的扭曲光束来编码信息，可以提高互联网”信息高速公路“的承载能力，从而有效地缓解网络拥堵。

从前几年开始，就有多个研究团队在尝试通过光束的形状来为信息编码，以此缓解网络交通堵塞，该技术利用到了被称为轨道角动量的光属性。目前，网络信号是利用直向传播的光束来传送的，但特定的滤波器可以使光束在行进过程中发生不同程度的扭曲。不过，利用这种效应进行的实验效果不甚理想：不同形状的光束在前进不到1米的距离后，往往就相互混杂了。

但现在，美国波士顿大学和南加州大学的研究人员合作，找到了一种方法使不同形状的光束分开行进，传送