第八期 :2004年5月
新一轮研究资助已获审批
九项研究计划获拨款2,750万
学者评审政策不时作出检讨
建立「简单」途径纾缓资讯流通瓶颈
普通镭射二极管的新用途─ 开启全光网络
新天线设计减低体积与幅射量
演算法提高通讯表现
新型滤波器成功应用于卫星定位系统终端机
无线电话线路日趋微型化


香港理工大学的研究人员正试图通过改良网路上一个重要部件的设计,从而有望将互联网推向超高速运作。
理工大学这项研究计划的首席研究员卫炳江教授指出,互联网及其他多点网络如要适应未来的需求,必须全光化。
卫教授正建立一个全光试验网络
卫教授称,限制目前互联网数据传送速度的一个关键部件是路由器,路由器近乎高速公路上的交汇处,它将电子邮件和其他数据传送到它们的目的地。
现行的路由器以电子方式运作,在互联网的光纤主干网中传输的数据流,须将其光信号转换成电信号,然后才能由路由器处理,因而造成瓶颈效应。讯息经过路由器处理后,再转换成光信号,才能重新回到光的「高速公路」。 卫教授说:「电子器件运作速度虽高,但仍不及光器件快速,如果我们采用全光网络,便可以避免瓶颈,从而大大提升速度。」

卫教授研制出一种全光交换机,这是将目前光-电-光网络提升至全光网络不可缺 少的重要部件,这类器件眼下仍无法获得。
卫教授和他的研究队伍利用现成而便宜的Fabry-Perot镭射二极管和它的一些物理特性 ,制成全光交换机。这种方法以前从未有人用过,卫教授已就此申请了专利。
卫教授解释:「数据是通过分组传送的,有点像邮务系统中的信函。」每个分组组元都有一个信头,其中载有目的地的位址,其余的就是荷载讯息,或被传送的数据(见以示意图)。信头需要由光信号转换成电信号,才能由电子路由器读取和处理。卫教授的研究表明,全光分组交换速度可达每秒100亿位元(10 Gb/s)而无须将组元的任何一部分转换成电信号。
卫教授说:「这是朝全光分组交换网的构建迈出重要的一步。」他预期年底可制成全球首个全光分组交换网络的测试版。

与此同时,他正在攻克两个相关的问题。其一是器件的稳定性 ,要设法防止镭射频率「漂移」,在实验阶段,这种「漂移」约发生在全光分组交换15至20分钟后,大大影响了全光分组交换的运作。
另一个是进入镭射二极管的光的偏振问题:「这将影响到镭射二极管的运作表现,也就是说进入镭射二极管的光可能因偏振问题,而使镭射二极管不能读取它所携带的讯息。」
卫教授说:「全光交换的困难在于信号的光记忆现在仍在开发中。」进行全光交换需要记忆信头处理器的决定,然后指示荷载内容前往何处。
卫教授补充说:「在电的范畴内,记忆讯息是轻而易举的事,但迄今仍未有等同于电记忆的光记忆。」利用镭射二极管的自然特性 ,为这个问题提供了答案,这种光记忆方法目前正申请专利。
还有一个困难是如何让不同波长的光线互相影响,这是全光交换的必要过程。
若全光网络最终获得采用,成本较低的Fabry-Perot镭射二极管具有其价格优势,其价格大致在每具800港元左右。然而,若转用全光网络,意味着所有现有的电子路由器都得更换。卫教授相信全光网络是现代生活实践所必须的,以遥距医学为例,外科手术可以在某一地点进行而督导却在另外一个地方。
卫教授说:「在这情况下,每个参与手术的人共用同一资料和细节,这就要求要有极高的影像质量,仅有极大的频带宽度是不够的。」

首席研究员
卫炳江教授:
enwai@polyu.edu.hk