盘点：2013年光通信领域科学前沿技术

传输速率已经被提上议程，基于现有的技术发展路线，长途传输容量的极限也遭受挑战，要确保长距离传输的光信号强度，同时扩展传输容量已经成为长距离光通信领域的重要课题。

贝尔实验室目前已经开发出了能够打破这一局限的突破性技术，通过“相位共轭光”，大幅降低因光纤中非线性光学效应而导致的信号劣化。据了解，贝尔实验室将这项技术用于复用传输8个不同波长光信号的长距离光通信系统后确认，一根1.28万公里长的光纤具备406.6Gbit/秒的传输容量。而这一数字与目前实用的最新传输容量相同，值得一提的是，相比之下，采用新技术后光信号质量更高，或只需更小的光信号强度。

相位共轭光是指从光源处发射出的光线经相位共轭反射镜后按照原路径反射回光源处的光。相位共轭光的振幅和频率与原光线相同，仅光线的传播方向相反。与传统的反射光相比，相位共轭光不仅消除了信号失真，同时波长分散、相位噪声等都会因此而消失。传统的光纤传输中，光信号通过一系列的全反射进行光传输，在传输过程中的光信号衰减、非线性效应等问题都存在，而通过相位共轭光的传输，则可以有效消除一系列的非线性效应。

据了解，相位共轭光的技术研究已经持续较长时间，同时在光通信领域已有研究，然而由于传输过程中需要特殊的中继器，因而实用化较低。贝尔实验室所提出的这一创新技术也是采用了相位共轭光，从而实现了现有光纤也可也可降低因非线性光学效应而导致的信号失真。

此次贝尔实验室提出的通信系统则无需中继器。该系统在传输光信号时，可以同时传输普通的光信号A及其相位共轭光的光信号A+。虽然任何一个光信号都会在传输路径上出现劣化，但A+所承受的信号失真的主要成分，其编码与A信号失真的主要成分相反。也就是说，A与A+合成后，信号失真的大部分会相互抵消。

新技术使得光缆数据传输速率提高10倍

自从上世纪七十年代光缆问世以来，新技术革新使得平均每过4 年其传输速度就会提升10 倍，但近几年我们似乎遇到了瓶颈。

世界各地的科学家都在努力穿过这段狭小的瓶颈，位于洛桑的瑞士联邦理工学院率先完成了这项任务。他们发表在《 Nature Communications 》上的论文揭示了一种将光缆数据传输速率提高 10 倍的方法。

一直以来研究者们都明白缩小信号间距是一条正确的路线，但过小的距离总会产生信号干涉，没人能解决这个问题。而通过用同一频率发射脉冲信号，科学家们得以避免相近信号的干涉，获得 99%数据准确性的理想脉冲信号。

该论文合著者之一的 Camille Brès 表示“为了能把它们搭配在一起，这种脉冲的形状比普通脉冲更尖锐，你可以想想一下拼图的每一片相互衔接的样子。当然，这种信号仍会存在干涉，但它们都不在我们读取数据的部分。”

研究者们表示该技术已经相当成熟，造价也不昂贵，完全可以投入商业普及，他们期望光缆工业会采取此技术。

IBM光通信链路数据传输能效创新记录

运行速度是现有计算机系统一百倍的超快超级计算机距离应用又近了一步。美国IBM公司在美国国防先期计划研究局的支持下，再一次降低大量数据传输所用功耗。

研究人员在3月17～21日在美国加利福尼亚州阿纳海姆市召开的光纤通信会议和博览会/国家光纤工程师会议(OFC/NFOEC)上对此光通信链路进行详细描述，该链路较之前能效记录提升了一倍。

研究人员预测未来的计算机将达到亿亿次级规模，可用于全球气候模拟