【正文】 傳統(tǒng)的OADM采用多個(gè)TFF級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)上下。TFF較為簡(jiǎn)單，具有良好的溫度穩(wěn)定性，適于批量生產(chǎn)，在很多場(chǎng)合（如EDFA增益平衡）有最佳的商業(yè)優(yōu)勢(shì)。它和光纖光柵相比，不需昂貴的環(huán)行器，從而也避免了額外的插損。但TFF半功率頻寬水平有限，只適用于較寬信道間隔(200、400GHz),很難做到100 GHz。正開(kāi)發(fā)的新技術(shù)有可調(diào)TFF。AWG可實(shí)現(xiàn)窄間隔(100GHz，也有25GHz)。由石英系列平面波導(dǎo)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的AWG易于生產(chǎn)，到目前為止仍是適用于信道數(shù)多的DWDM系統(tǒng)最有效的波分復(fù)用解決方案，并且用途廣泛。%(不知小數(shù)點(diǎn)如何得到)，這一預(yù)測(cè)最終落空，原因固然主要是不景氣的市場(chǎng)，但和AWG自身不盡完善有關(guān)：溫度穩(wěn)定性差，插入損耗高，面臨其它技術(shù)（如VPG）的挑戰(zhàn)。此外，由于硅襯底和其上沉積的石英的熱膨脹系數(shù)不一樣，因而在石英波導(dǎo)上產(chǎn)生應(yīng)變，導(dǎo)致器件的偏振相關(guān)性。解決方法是采用非晶硅膜結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在也在開(kāi)發(fā)半導(dǎo)體AWG，光波導(dǎo)芯子和包層折射率差可以較大，故可制成曲率半徑很小的光回路，有利于器件的小型化，并且可以通過(guò)量產(chǎn)降低成本；采用半導(dǎo)體材料的特點(diǎn)決定了它可與其它有源器件單片集成，缺點(diǎn)是其折射率會(huì)因溫度和晶體方向的不同而改變。光纖光柵是光纖折射率沿長(zhǎng)度方向周期性改變，導(dǎo)致光波沿光纖傳輸時(shí)相位變化，分為光纖布拉格光柵（FBG）和長(zhǎng)周期光柵（LPG）兩類(lèi)。早在1978年加拿大科學(xué)家即發(fā)現(xiàn)有關(guān)光纖光柵的早期技術(shù)，當(dāng)時(shí)是用氬離子激光束照射摻鍺的光纖“刻”成光纖內(nèi)的光柵，使光纖芯子折射率周期性(按半波長(zhǎng)的整數(shù)倍)改變，從而使所選擇的某些波長(zhǎng)的光反射或耦合進(jìn)芯子。九十年代初美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在高壓室溫下將氫分子擴(kuò)散進(jìn)入普通光纖后再“寫(xiě)”（照射）光纖，其光敏性大為提高（即折射率差的變化提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)）?？磥?lái)光纖界也不都是談氫色變。從1993年開(kāi)始采用相位掩模（phase mask）技術(shù)（類(lèi)似制作IC的照相平板印刷法，將與光柵對(duì)應(yīng)的周期相位模版?zhèn)鬟f到光纖中），大大提高了批量生產(chǎn)效率，降低了成本，并且可用這種方法制作周期漸變的啁啾光纖光柵。因此現(xiàn)在制作光纖光柵不是一些人所想的無(wú)非是在普通光纖上“寫(xiě)”上幾筆，技術(shù)在發(fā)展，不是生產(chǎn)光纖的廠家都能生產(chǎn)光纖光柵。1995年光纖光柵實(shí)現(xiàn)商品化，1997年開(kāi)始成為WDM系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)配件。在此之前的1989年世界上第一支可用于光通信的實(shí)用化FBG才誕生。 國(guó)內(nèi)有學(xué)術(shù)權(quán)威稱(chēng)光纖光柵是繼EDFA后最重要的發(fā)明，這話也許有個(gè)人研究興趣的因素，但它確實(shí)是一個(gè)好東西，如與傳輸光纖相容性好（具有光纖幾何尺寸），插入損耗低、消光比高，可與其它光波導(dǎo)集成，是光子集成系統(tǒng)的關(guān)鍵元件。最重要的是，它有豐富的頻譜特性，譜線尖銳，~104，可將器件色散的影響降至最低。當(dāng)DWDM信道間隔窄至25GHz或更低、傳輸速率超過(guò)10Gb/s，只能考慮使用光纖光柵。一些具體用途有：作為傳輸濾光器，插入多級(jí)EDFA中起增益平坦作用；作為反射濾光器，例如用來(lái)制作光的插分復(fù)用器（OADM），從一組緊密相間的波長(zhǎng)中將一個(gè)特定的光波反射出來(lái)，光波譜線可以很窄，用環(huán)行器將其重新定向，目前光纖光柵在此找到最廣的用武之地。另一個(gè)應(yīng)用是啁啾光纖光柵可作為色散補(bǔ)償光柵（DCG），占用空間少,不會(huì)有色散補(bǔ)償光纖因高功率引起的非線性煩惱,未來(lái)出彩點(diǎn)是作為一種連續(xù)可調(diào)的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償元件，優(yōu)化高速信號(hào)的色散特性。其不利之處在于它是一種窄帶補(bǔ)償技術(shù)，光柵長(zhǎng)度與所補(bǔ)償?shù)膸挸烧?；更大的困難則是光柵色散特性有輕微的相位畸變，因而限制了DCG在DWDM上取得商業(yè)成功。然而技術(shù)在進(jìn)步，在OFC2002上一加拿大公司介紹了多信道DCG，可同時(shí)對(duì)多個(gè)信道進(jìn)行補(bǔ)償。 上述器件在長(zhǎng)途網(wǎng)中已使用，并不新鮮，特別之處是城域網(wǎng)面臨著成本壓力，其發(fā)展的關(guān)鍵是價(jià)格——離用戶(hù)越近，價(jià)格應(yīng)當(dāng)越低。大量使用的器件可占到系統(tǒng)成本的50%甚至60%以上，能否因量產(chǎn)而導(dǎo)致成本大幅度下降，答案并不簡(jiǎn)單。 城域光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)何時(shí)“火起來(lái)”無(wú)疑，城域網(wǎng)將成為下一輪電信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的主戰(zhàn)場(chǎng)。然而光通信產(chǎn)業(yè)不要指望城域光網(wǎng)建設(shè)短時(shí)期內(nèi)就升溫，當(dāng)前電信業(yè)的衰弱、企業(yè)大用戶(hù)不景氣等因素都使得城域網(wǎng)建設(shè)乏力，現(xiàn)實(shí)的方案是充分利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施，因地制宜，逐步升級(jí)，這將是一個(gè)較長(zhǎng)的演進(jìn)過(guò)程。7 全面衰退的2001及2002年 北美光通信業(yè)回顧近年北美光通信業(yè)的發(fā)展,可概括為：1999是瘋狂追光年。始于1996年2月美國(guó)通過(guò)電信改革法案放寬電信管制后，恰遇互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)飛漲，兩大因素風(fēng)云際會(huì)，使投資光通信幾成瘋狂,一時(shí)投資者、運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備廠商飄飄乎如置身云端，大家爭(zhēng)先鋪光纜。在美國(guó)，1996年累計(jì)鋪設(shè)光纖600萬(wàn)芯公里，75%屬三大運(yùn)營(yíng)商；到2000年則達(dá)2800萬(wàn)芯公里，三大運(yùn)營(yíng)商只控制了30%的光纖。 2000年人們目光開(kāi)始暗淡。經(jīng)濟(jì)放緩，但通信業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)投資依慣性在該年達(dá)到高峰。風(fēng)險(xiǎn)資本家在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和業(yè)務(wù)上投資＄528億，占全部工業(yè)風(fēng)險(xiǎn)資本的3/4，1999年則為＄280億。RHK公司研究指出，1998至2000年間北美通信服務(wù)業(yè)泡沫部分高達(dá)＄490億，主流觀點(diǎn)承認(rèn)光傳送網(wǎng)已超前建設(shè)。 到了2001年，全球電信業(yè)全面衰退。2002：復(fù)蘇年？這個(gè)問(wèn)號(hào)是2002年1月準(zhǔn)備這份報(bào)告時(shí)打上的。2002年終盤(pán)點(diǎn)，復(fù)蘇跡象杳如黃鶴，全球通信業(yè)仍然一片愁云慘淡。從兩方面來(lái)看：——裁員。下面專(zhuān)撿名氣大、有行業(yè)代表性的廠商來(lái)反映遍地哀鴻的慘象。多數(shù)數(shù)據(jù)是在2002年年中收集的，到現(xiàn)在又有很多變化。 Lucent：2000年年底時(shí)有10萬(wàn)雇員，公司管理層希望到2003財(cái)年結(jié)束時(shí)降到3萬(wàn)5千人，好幾萬(wàn)人已經(jīng)離開(kāi)，“幸存者”憂心忡忡。 Alcatel：2002年年初宣布計(jì)劃到2003年年底將全球雇員人數(shù)減至6萬(wàn)。 JDS 單相：2002年底有員工8000人，2001年中期曾達(dá)兩萬(wàn)人。 Corning：11500，達(dá)30%。2002年4月底的董事會(huì)上，45歲的總裁兼首席執(zhí)行官（CEO）黯然離去，已從CEO職位上退休六年的董事會(huì)主席不得不重返江湖，接掌總裁兼CEO的重任。 ADC電信：9000人。 Cisco: 2002年繼續(xù)瘦身，裁掉3000人，現(xiàn)仍有3萬(wàn)5千人左右。裁員已不是新聞，業(yè)界關(guān)注的是其高層管理人員陸續(xù)離開(kāi)公司。 New Focus：達(dá)43%。 Agere(原Lucent微電子部)：現(xiàn)在已不必說(shuō)裁員。2002年晴天一聲霹靂，Agere宣布退出光電子業(yè)，這塊業(yè)務(wù)只售出區(qū)區(qū)4000萬(wàn)美元，但這總比關(guān)門(mén)強(qiáng)。Nortel：就在2001年1月Nortel還拒絕證實(shí)首批裁員4000人，7月其CEO還聲稱(chēng)裁員已達(dá)極限。話音甫落即舉板斧，裁員2萬(wàn)。，而在兩年前（2000年年底）。 ——股票。勝景不常，盛宴難再,股票價(jià)值一瀉千丈。不論是巨無(wú)霸型的通信設(shè)備制造廠還是元件廠，抑或是最有價(jià)值的上市公司，表現(xiàn)都令投資者心寒。2002年初預(yù)計(jì)電信股指恢復(fù)可能滯后于整體經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇。雪上加霜的是, 安然事件引發(fā)對(duì)電信業(yè)誠(chéng)信的調(diào)查，環(huán)球電訊申請(qǐng)破產(chǎn)。2002年部分結(jié)果已可見(jiàn)到。有公司11月統(tǒng)計(jì)世界長(zhǎng)途光通信設(shè)備市場(chǎng)下降50%，僅有＄50億，同時(shí)還“忍不住”預(yù)計(jì)2004年才會(huì)復(fù)蘇，達(dá)＄61億，遠(yuǎn)不及2001年的＄103億。電信業(yè)的冬天會(huì)持續(xù)多久？說(shuō)“大地微微暖氣吹”可能只是個(gè)別人的感受，還是不開(kāi)腔為好。2002年2月美國(guó)一家很有權(quán)威的咨詢(xún)公司曾預(yù)測(cè)今后六個(gè)月內(nèi)電信業(yè)會(huì)回升，結(jié)果貽笑大方。同樣是這家公司，在近期預(yù)測(cè)光通信元件業(yè)已經(jīng)觸底，2003年將回升30%，達(dá)＄21億，遠(yuǎn)低于2000年的91億規(guī)模。作為光纖光纜廠家不得不關(guān)心光通信行業(yè)大勢(shì)走向，國(guó)外采用的一個(gè)方法是看上游，通過(guò)密切觀察運(yùn)營(yíng)商的投資回報(bào)率推斷運(yùn)營(yíng)商可用于購(gòu)買(mǎi)設(shè)備的費(fèi)用。 2001年全球光纖市場(chǎng) （1）全球光纖市場(chǎng)份額可反映光通信市場(chǎng)格局（表4）:表4地區(qū)市場(chǎng)份額2001年增長(zhǎng)率北美35%30%西歐25%10%日本15%90%亞洲其它地區(qū)20%40%拉美及世界其它地區(qū)5%5%總需求為1億1千萬(wàn)芯公里，市場(chǎng)較2000年下降5%。日本光纖市場(chǎng)猛然上升，這與日本政府大力推進(jìn)光纖到戶(hù)(FTTH)、欲以此刺激經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇有關(guān)。2002年日本官方統(tǒng)計(jì)全國(guó)已有10萬(wàn)個(gè)FTTH用戶(hù)，是全球最多的國(guó)家；，占第四位，CIR預(yù)計(jì)到2006年會(huì)增至47萬(wàn)。然而FTTH的普及速度可能超過(guò)人們的預(yù)測(cè)，類(lèi)似的例子是2001年日本才有1萬(wàn)個(gè)DSL用戶(hù)，當(dāng)時(shí)很難想象目前(2002年8月報(bào)道)每月新增30萬(wàn)個(gè)ADSL用戶(hù)。附帶指出，2002年全球光纖總需求為5千5百萬(wàn)芯公里，較上年下降50%。KMI稱(chēng)2002年全球光纜市場(chǎng)為＄35億，2001年則為＄87億。價(jià)格下降是意料中事，但光纖廠家的憂慮則來(lái)自于全球光纖產(chǎn)能過(guò)剩：~，預(yù)測(cè)2005年需求都不會(huì)這么大。 (2) 光纖應(yīng)用：見(jiàn)表5。表5應(yīng)用所占份額增長(zhǎng)率長(zhǎng)途和海纜20%40%城域40%20%本地接入35%10%室內(nèi)5%0%室內(nèi)光纜市場(chǎng)已開(kāi)始成長(zhǎng)起來(lái)。對(duì)只想初步了解這塊市場(chǎng)大小的人來(lái)說(shuō)，5%這一數(shù)據(jù)已足夠；專(zhuān)業(yè)廠家自會(huì)細(xì)分市場(chǎng)，以準(zhǔn)確把握產(chǎn)品型式。(3) 陸地DWDM系統(tǒng)市場(chǎng)：見(jiàn)表6。表6長(zhǎng)途城域合計(jì)1999年＄44億＄1億＄45億2000年＄87億＄7億＄94億2001年＄55億＄12億＄67億 可見(jiàn)，2001年長(zhǎng)途下降35%，而城域上升65%。 2000年陸地DWDM元件市場(chǎng)為＄46億，2001年則為26億，下降40%，超過(guò)系統(tǒng)下降幅度。 中國(guó)光纖市場(chǎng)2001年中國(guó)光纖市場(chǎng)總共有1400萬(wàn)芯公里，其中G652光纖1100萬(wàn)芯公里，G655光纖300萬(wàn)芯公里。截止2002年3月，我國(guó)光纜總的敷設(shè)長(zhǎng)度180萬(wàn)公里，平均芯數(shù)36芯，,。2002年是中國(guó)光纖光纜業(yè)喜極而悲的一年，有人悲嘆“賣(mài)光纖還不如賣(mài)草繩”,實(shí)在是令人欲說(shuō)還休。 未來(lái)展望 基本驅(qū)動(dòng)力仍一如既往：近年來(lái)IP業(yè)務(wù)量按25%~30%的年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，帶寬需求增長(zhǎng)不會(huì)停頓，但光通信產(chǎn)業(yè)將告別厚利時(shí)代。帶寬也會(huì)如此，將由稀缺變?yōu)樨S富，或許今后會(huì)進(jìn)入免費(fèi)帶寬、而僅按提供內(nèi)容收費(fèi)的時(shí)代，但光通信業(yè)卻會(huì)越來(lái)越強(qiáng)大。光通信行業(yè)走出蕭條、走出黑暗隧道的希望之光將是寬帶應(yīng)用。我們正處在從窄帶到寬帶的過(guò)渡時(shí)期，Intel公司認(rèn)為這一過(guò)程將持續(xù)五至十年，最引人注目的將是無(wú)線局域網(wǎng)（IEEE ）應(yīng)用刺激帶寬需求上升。8 “甚短距離”與局用光纜最后站在線纜業(yè)的立場(chǎng)來(lái)觀察一個(gè)具體應(yīng)用。隨著光通信網(wǎng)的發(fā)展，電信局內(nèi)網(wǎng)元（如路由器、DWDM終端、SDH插分復(fù)用器）越來(lái)越多樣化，這些設(shè)備間的光連接通常依靠光收發(fā)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如在波分復(fù)用器前加上光轉(zhuǎn)發(fā)單元，將來(lái)自個(gè)各廠家的非規(guī)范的SDH（ITU ）信號(hào)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為ITU 。但隨著光連接越來(lái)越多，這種方式因昂貴的光收發(fā)模塊而導(dǎo)致成本居高不下，架間互連差。 因此，國(guó)際電聯(lián)已于2001年10月通過(guò)ITUT 建議，也就是局內(nèi)互連用光接口（Optical interfaces for intraoffice systems）標(biāo)準(zhǔn)，推介該標(biāo)準(zhǔn)的口號(hào)是“ITU之光照亮電信局”（ITU shines the light across theoffice）。但在這一研究領(lǐng)域有名者當(dāng)數(shù)走前一步的光互聯(lián)論壇（OIF）制訂的4個(gè)VSR光互連實(shí)施協(xié)議(IA)。由設(shè)備廠商和運(yùn)營(yíng)商組成的OIF成立目的是開(kāi)發(fā)和加速實(shí)現(xiàn)可互連互通的、可靠的和低成本的光互連網(wǎng)和相關(guān)技術(shù)。所謂的光互連網(wǎng)由路由器和交換機(jī)組成。OIF制訂了有關(guān)電接口、VSR光互連實(shí)施協(xié)議、可調(diào)激光器、用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）和網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口（NNI）的協(xié)議，其中VSR光互連實(shí)施協(xié)議針對(duì)數(shù)據(jù)交換和路由選擇，促進(jìn)用光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)不同廠商產(chǎn)品和業(yè)務(wù)的互操作（interoperable）。所謂的甚短距離（very short reach，VSR）是指在電信局內(nèi)最大連接長(zhǎng)度不超過(guò)600米（一般稱(chēng)不超過(guò)300米），是局內(nèi)路由器之間、通信設(shè)備機(jī)架背板之間的連接距離。有關(guān)內(nèi)容很多，對(duì)光纜廠和連接器廠來(lái)說(shuō)，至少需關(guān)注VSR協(xié)議中的下述內(nèi)容。(1)VSR1 最大傳輸距離：300m； MMF,；光纖根數(shù)：12根，8根光纖并行方式傳輸數(shù)據(jù)；2根12芯光纜，半雙工方式一收一發(fā)；光源：850nm VCSEL；連接器：MPO/MTP。 (2)VSR2 最大傳輸距離：600m；1根單模光纖；光源為1310nm FP激光器。 (3)VSR3 最大傳輸距離：300m；光纖：50μm芯徑MMF，；光纜根數(shù)：1根12芯光纜，全雙工，余4根備用；MPO/MTP 連接器。(4)VSR4 這是極富競(jìng)爭(zhēng)力的方案。主要是因?yàn)椴捎昧薞CSEL和為VCSEL激光器而優(yōu)化的50μm芯徑的多模光纖（前文已介紹），；單根光纖傳輸速率10Gb/s，雙芯光纜全雙工傳輸。從上面的簡(jiǎn)介基本可推斷出每種協(xié)議對(duì)應(yīng)的光纖類(lèi)型和光纜結(jié)構(gòu)（如是否為帶狀光纜）。連接器類(lèi)型則與光纜所用的緊套光纖的外徑有關(guān)，這符合節(jié)省空間的考慮。OIF開(kāi)展的工作和其它標(biāo)準(zhǔn)化和準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化組織開(kāi)展的工作是相通的。如VSR4支持以太網(wǎng)從10/100Mb/s升級(jí)到萬(wàn)兆（10Gb/s），只需換用850nm VCSEL激光器和為此而優(yōu)化的50μm芯徑的MMF，其它硬件可以不換OIF正在制訂支持OC768(40Gb/s)的協(xié)議，基本上與IEEE 。9 后記本文根據(jù)近年來(lái)光通信發(fā)展的熱點(diǎn)、個(gè)人認(rèn)為應(yīng)當(dāng)有所了解的一些基本概念、未來(lái)對(duì)銅導(dǎo)體傳輸線的沖擊和個(gè)人興趣，浮光掠影地介紹了這一產(chǎn)業(yè)的概貌及其發(fā)展趨勢(shì)，也可看作是一份鏈接若干關(guān)鍵詞的讀書(shū)筆記。光通信技術(shù)內(nèi)容是如此寬廣，文中隨便找出一類(lèi)產(chǎn)品背后都會(huì)有煌煌巨著；光通信技術(shù)發(fā)展又是如此迅速，今日“靚女”將成明日黃花，昨日之管見(jiàn)已成為今日笑談，還請(qǐng)方家指正文中硬傷。2003年2月12日