第八期 :2004年5月
新一輪研究資助已獲審批
九項研究計劃獲撥款2,750萬
學者評審政策不時作出檢討
建立「簡單」途徑紓緩資訊流通瓶頸
普通鐳射二極管的新用途─ 開啟全光網絡
新天線設計減低體積與幅射量
演算法提高通訊表現
新型濾波器成功應用於衛星定位系統終端機
無線電話線路日趨微型化


香港理工大學的研究人員正試圖通過改良網路上一個重要部件的設計,從而有望將互聯網推向超高速運作。
理工大學這項研究計劃的首席研究員衛炳江教授指出,互聯網及其他多點網絡如要適應未來的需求,必須全光化。
衛教授正建立一個全光試驗網絡
衛教授稱,限制目前互聯網數據傳送速度的一個關鍵部件是路由器,路由器近乎高速公路上的交匯處,它將電子郵件和其他數據傳送到它們的目的地。
現行的路由器以電子方式運作,在互聯網的光纖主幹網中傳輸的數據流,須將其光信號轉換成電信號,然後才能由路由器處理,因而造成瓶頸效應。訊息經過路由器處理後,再轉換成光信號,才能重新回到光的「高速公路」。 衛教授說:「電子器件運作速度雖高,但仍不及光器件快速,如果我們採用全光網絡,便可以避免瓶頸,從而大大提升速度。」

衛教授研製出一種全光交換機,這是將目前光-電-光網絡提升至全光網絡不可缺 少的重要部件,這類器件眼下仍無法獲得。
衛教授和他的研究隊伍利用現成而便宜的Fabry-Perot鐳射二極管和它的一些物理特性 ,製成全光交換機。這種方法以前從未有人用過,衛教授已就此申請了專利。
衛教授解釋:「數據是通過分組傳送的,有點像郵務系統中的信函。」每個分組組元都有一個信頭,其中載有目的地的位址,其餘的就是荷載訊息,或被傳送的數據(見以示意圖)。信頭需要由光信號轉換成電信號,才能由電子路由器讀取和處理。衛教授的研究表明,全光分組交換速度可達每秒100億位元(10 Gb/s)而無須將組元的任何一部分轉換成電信號。
衛教授說:「這是朝全光分組交換網的構建邁出重要的一步。」他預期年底可製成全球首個全光分組交換網絡的測試版。

與此同時,他正在攻克兩個相關的問題。其一是器件的穩定性 ,要設法防止鐳射頻率「漂移」,在實驗階段,這種「漂移」約發生在全光分組交換15至20分鐘後,大大影響了全光分組交換的運作。
另一個是進入鐳射二極管的光的偏振問題:「這將影響到鐳射二極管的運作表現,也就是說進入鐳射二極管的光可能因偏振問題,而使鐳射二極管不能讀取它所攜帶的訊息。」
衛教授說:「全光交換的困難在於信號的光記憶現在仍在開發中。」進行全光交換需要記憶信頭處理器的決定,然後指示荷載內容前往何處。
衛教授補充說:「在電的範疇內,記憶訊息是輕而易舉的事,但迄今仍未有等同於電記憶的光記憶。」利用鐳射二極管的自然特性 ,為這個問題提供了答案,這種光記憶方法目前正申請專利。
還有一個困難是如何讓不同波長的光線互相影響,這是全光交換的必要過程。
若全光網絡最終獲得採用,成本較低的Fabry-Perot鐳射二極管具有其價格優勢,其價格大致在每具800港元左右。然而,若轉用全光網絡,意味著所有現有的電子路由器都得更換。衛教授相信全光網絡是現代生活實踐所必須的,以遙距醫學為例,外科手術可以在某一地點進行而督導卻在另外一個地方。
衛教授說:「在這情況下,每個參與手術的人共用同一資料和細節,這就要求要有極高的影像質量,僅有極大的頻帶寬度是不夠的。」

首席研究員
衛炳江教授:
enwai@polyu.edu.hk