OFC2013新技术趋势二：低功耗大数据，长距离400G数据传输和简化多芯光纤制造

        【讯石光通讯咨询网】下周，电信、数据通信和计算领域的领导者将齐聚OFC/NFOEC。在这全球光通信盛事上，业界和学界的专家们将与大家一同分享他们的研究成果、经历和对于未来光通信热点领域的见解，如云计算和数据中心网络、SDN、光子集成等。该届OFC参加者超过12000人，展商预计超过550家。会议技术主题广泛，超过800个演讲，涵盖光通信各个方面的最新研究。其中IBM，AT&T和AFL这些领先公司的技术论文研究成果成为一大亮点。下面提前简要介绍这三家公司将在下周展示的研究成果：

        1、超高速光通信连接刷新低功耗记录
        2、400Gb/s数据传输刷新传输记录
        3、新自动化流程简化多芯光纤的对准和拼接

        IBM：超高速光通信连接刷新低功耗记录

        比目前系统运行速度快过100倍的超高速超级计算机离现实又进了一步。IBM研究团队（该研究团队的项目受到美国国防部高级研究计划局（DARPA）资助）找到了一种方式，可以在前所未有的低功耗情况下传输海量数据。该团队将在下周OFC/NFOEC 2013上演示他们的原型光纤连接，这一研究成果将打破以前的功耗记录。

        科学家们预计未来的超级计算机——所谓的“亿亿次级电脑”——将能够对全球气候进行建模，模拟整个细胞分子水平的运行，设计纳米结构等等。IBM研究人员表示，预计将会在2020年左右制造出亿亿次级的计算机，而要达到这一目标，就必须找到一种在海量传输数据的过程中同时保持低功耗。

        通过结合IBM 32纳米的SOI CMOS技术与住友电工USA（前身是Emcore）先进的VCSELs及其光电探测器，该团队创造出了一种高效功耗的光通信链路，运行达每秒25gigabits或1pl/bit，而使用的仅仅是整体墙插电源的24 milliwatts。“与之前的相比，我们将速度提高了66%，而功耗降低了一半”该研究团队说。“我们将继续推动光通信的更低功耗和更高速率。这将是未来的发展方向，也是我们努力的方向。”

        Proesel（IBM沃特森研究中心研究员，该项目团队成员）在OFC的演讲时间为3月18日下午2点，地点为会展中心，题目“利用32-nm SOI CMOS电路的35-Gb/s VCSEL光纤连接”
           
       光纤连接测试芯片，包括发射器（TX）电路，激光二极管，光电二极管和收发器（RX）电路。图片来自IBM。

        AT&T：400Gb/s数据传输刷新传输记录

        随着网络运营商关于下一个以太网标准的争论——每秒400 Gigabit或1 Terabit是否应该成为标准，工程师们正在努力从目前这一代系统中开发出下一代系统性能的新测量。

        为此，AT&T团队已经发明出了一项新的技术专利，能够实现调制频谱效率的可调谐，第一次在100 gigahertz网格光纤网络上实现400Gb/s信号超长距离传输。频谱效率是一种能够在给定的带宽上传输的信息速率，并且可以测量可用频谱被使用的有效性。

        该项研究的成果将由AT&T实验室的研究人员在下周的OFC/NFOEC2013上展示。

        在该系统中，可调频谱效率的Nyquist形400Gb/s信号是使用调制子载波产生的。8路100GHz间隔400Gb/s WDM信号结合在一起，并在由100-km光纤长度构成的重新循环传输测试平台上进行传输。

        使用来自OFC实验室的新调制技术和新的低损耗、高效率区域光纤，该团队传输信号距离达到破纪录的12000公里（大约7500英里），比他们自己以前的记录距离（使用50gigahertz网格，以前是3000公里）多9000公里。AT&T实验室研究人员Zhou将在OFC上进行演讲，题目为“100GHz间隔的12000公里传输，8x495-Gb/s PDM时域混合QPSK-8QAM信号”，时间3月19日下午3点，地点会展中心。

             
                8个100GHz间隔的495Gb/s WDM信号光频谱测量图，包括光纤传输前后的测量结果。
                  QPSK：正交相移键控；QAM：正交振幅调制，WDM：波分复用

        AFL：新自动化流程简化多芯光纤的对准和拼接

        新多芯光纤在信号承载量上是传统单芯光纤的好多倍，但他们在通信中的应用却受到严格的限制，主要是因为拼接技术，就如试图将两个单独盒子的意大利面条配对连接到一起，使每个盒子中的面条完整地对齐。现在，一个新拼接技术提供了一种自动的方式就可以做到，并且可以最小化拼接过程中产生的信号质量损耗。这一方法将会在下周OFC2013上展示。

        在通信领域，工程师们使用复用来最大化信号承载量，允许众多信号或数据流进入单根光纤光缆。例如，一根数字电话线路，使用的带宽是每秒64 kilobits（但该技术被称为时间复用），在一根光芯上同一时间可以进行超过150万的电话交谈。对于波长复用，一根光芯能够同时传输200不同的波长，将容量增加至每秒10 terabits，提供大约200万电话线路。反过来，这些复用光纤能够捆绑到一起成为MCF（多芯光纤），可以高至19芯，信号承载量高达19倍。

        然而，面临的挑战就是将这些多芯光纤拼接到一起。AFL拼接工程经理，该项新技术的发明人Wenxin Zheng解释道，一般实验室的MCFs研究人员习惯于他们自己手动去对准和拼接光纤。“虽然人工手动方式对于熟练的操作人员在实验室的环境下来说比较好，但自动化是推动MCF迈向工厂和流水线生产的唯一路径。”

        在Zheng的工艺流程中，使用藤仓FSM-100P+光纤熔接机，需要拼接的光纤被剥离和放入熔接机中，然后旋转和使用两台摄像机摄像，以便让他们的芯利用一种匹配模式算法能够大概对齐。接下来，使用电源反馈方法（power-feedback method）和图像处理，对每根光纤中一对对相应的芯进行精准对齐，如围绕芯的包层。最后，对这些芯进行热拼接。

        “同时对齐多芯光纤是一个巨大的挑战，”Zheng说。“如果两根要对齐的光纤其各自的芯位置是任意的，那是没有办法将之对齐成整根芯的。”然而，MCFs的器件芯是能够对齐的，如果他们使用同一设计标准制造的话，或者如果这些芯对称分布在MCF上——如7芯MCF，由6芯围绕1个中央芯像车轮一样的。在那种情况下，Zheng说，“我们可以很好地同时对齐MCF上一侧的芯和其包层，基于光纤的几何规格，其他的芯就可以自动对齐了。”

        Zheng的演讲题目为“自动对齐和拼接多芯光纤”，时间为3月18日下午5点，会展中心。

                          
                      藤仓FSM-100P+光纤熔接机被用于MCF自动对准和拼接