貝爾實驗室近日通過“相位共軛光”技術,大幅降低因光纖中非線性光學效應而導致的信號劣化。據了解,貝爾實驗室將這項技術用于復用傳輸8個不同波長光信號的長距離光通信系統后確認,一根1.28萬公里長的光纖具備406.6Gbps的傳輸容量。而這一數字與目前實用的最新傳輸容量相同。值得一提的是,相比之下,采用新技術后光信號質量更高,或只需更小的光信號強度。
從現有長途傳輸技術的發展來看,長途傳輸技術的傳輸容量及信號強度的提升都已經接近極限,尤其是從現網100G技術的應用來看,運營商已經面臨如何減少非線性效應的問題,包括采用低損耗、超低損耗光纖以減少傳輸損耗,隨著更高速傳輸技術的進一步應用,傳輸容量的極限將成為技術實現層面的主要瓶頸。
長距離光通信通過波分復用(WDM)技術讓波長各不相同的幾十條光線穿過一根光纖,因此光纖可能會因其熱量而熔化。與此同時,目前可穿過單根光纖的光輸出功率在1.2W~1.4W之間,即使沒有非線性光學效應,100Tbit/s的傳輸容量也是一個極限。目前最新的海底電纜傳輸容量為3.5Tbit/s,這一容量已基本成為傳統長途傳輸技術的容量極限,現在越來越多的技術專家關注如何從基礎層面來打破這一極限。
相位共軛光是指從光源處發射出的光線經相位共軛反射鏡后按照原路徑反射回光源處的光。相位共軛光的振幅和頻率與原光線相同,僅光線的傳播方向相反。與傳統的反射光相比,相位共軛光不僅消除了信號失真,同時波長分散、相位噪聲等都會因此而消失。在傳統的光纖傳輸中,光信號通過一系列的全反射進行光傳輸,在傳輸過程中的光信號衰減、非線性效應等問題都存在,而通過相位共軛光的傳輸,則可以有效消除一系列的非線性效應。
相位共軛光的技術研究已經持續較長時間,同時,在光通信領域已有研究,然而由于傳輸過程中需要特殊的中繼器,因而實用化較低。此次貝爾實驗室制成的通信系統則無需中繼器。該系統在傳輸光信號時,可以同時傳輸普通的光信號A及其相位共軛光的信號A+。A與A+合成后,信號失真的大部分會相互抵消。