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光纖通信技術的發(fā)展與展望論文

時間:2023-05-02 01:41:20 論文范文 我要投稿
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光纖通信技術的發(fā)展與展望論文

  [摘要]分析光纖通信技術的發(fā)展歷史與發(fā)展現(xiàn)狀,并對光纖通信技術的發(fā)展趨勢進行了展望。

光纖通信技術的發(fā)展與展望論文

  [關鍵詞]光纖通信技術 發(fā)展 現(xiàn)狀 趨勢 展望

  一、光纖通信技術的發(fā)展及現(xiàn)狀

  光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命。光纖從提出理論到技術實現(xiàn)和今天的高速光纖通信也不過幾十年的時間。從國外的發(fā)展歷程我們可以看出,20世紀60年代中期,所研制的最好的光纖損耗在400分貝以上,1966年英國標準電信研究所高錕及Hockham從理論上預言光纖損耗可降至20分貝/千米以下,日本于1969年研制出第一根通信用光纖損耗為100分貝/千米,1970年康寧公司(Corning)采用“粉末法”先后獲得了損耗低于20分貝/千米和4分貝/千米的低損耗石英光纖,1974年貝爾實驗室(Bell)采用改進的化學汽相沉積法制出性能優(yōu)于康寧公司的光纖產(chǎn)品。到1979年,摻鍺石英光纖在1.55千米處的損耗已經(jīng)降到0.2分貝/千米,這一數(shù)值已經(jīng)十分接近由Rayleigh散射所決定的石英光纖理論損耗極限。

  目前國內(nèi)光纖光纜的生產(chǎn)能力過剩,供大于求。特種光纖如FTTH用光纖仍需進口,但總量不大,國內(nèi)生產(chǎn)光纖光纜價格與國際市場沒有差別,成本無法再降,已經(jīng)是零利潤,在國際市場沒有太強競爭力,出口量很小。二十年來的光技術的兩個主要發(fā)展,WDM和PON,這兩個已經(jīng)相對比較成熟。多業(yè)務傳輸發(fā)展平臺兩個方面,一方面是更有效承載以太網(wǎng)業(yè)務、數(shù)據(jù)業(yè)務,另一方面是向業(yè)務方面發(fā)展。AS0N的現(xiàn)狀是目前的系統(tǒng)只是在設備中,或是在網(wǎng)絡中實現(xiàn)了一些功能,但是一些核心作用還沒有達到。

  二、光纖通信技術的趨勢及展望

  目前在光通信領域有幾個發(fā)展熱點即超高速傳輸系統(tǒng)、超大容量WDM系統(tǒng)、光傳送聯(lián)網(wǎng)技術、新一代的光纖、IPoverOptical以及光接入網(wǎng)技術。

 。ㄒ唬┫虺咚傧到y(tǒng)的發(fā)展

  目前10Gbps系統(tǒng)已開始大批量裝備網(wǎng)絡,主要在北美,在歐洲、日本和澳大利亞也已開始大量應用。但是,10Gbps系統(tǒng)對于光纜極化模色散比較敏感,而已經(jīng)鋪設的光纜并不一定都能滿足開通和使用10Gbps系統(tǒng)的要求,需要實際測試,驗證合格后才能安裝開通。它的比較現(xiàn)實的出路是轉向光的復用方式。光復用方式有很多種,但目前只有波分復用(WDM)方式進入了大規(guī)模商用階段,而其它方式尚處于試驗研究階段。

  (二)向超大容量WDM系統(tǒng)的演進

  采用電的時分復用系統(tǒng)的擴容潛力已盡,然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用率低于1%,還有99%的資源尚待發(fā)掘。如果將多個發(fā)送波長適當錯開的光源信號同時在一級光纖上傳送,則可大大增加光纖的信息傳輸容量,這就是波分復用(WDM)的基本思路;赪DM應用的巨大好處及近幾年來技術上的重大突破和市場的驅動,波分復用系統(tǒng)發(fā)展十分迅速。目前全球實際鋪設的WDM系統(tǒng)已超過3000個,而實用化系統(tǒng)的最大容量已達320Gbps(2×16×10Gbps),美國朗訊公司已宣布將推出80個波長的WDM系統(tǒng),其總容量可達200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。實驗室的最高水平則已達到2.6Tbps(13×20Gbps)。預計不久的將來,實用化系統(tǒng)的容量即可達到1Tbps的水平。

 。ㄈ⿲崿F(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)

  上述實用化的波分復用系統(tǒng)技術盡管具有巨大的傳輸容量,但基本上是以點到點通信為基礎的系統(tǒng),其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實現(xiàn)類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話,無疑將增加新一層的威力。根據(jù)這一基本思路,光光聯(lián)網(wǎng)既可以實現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡和網(wǎng)絡擴展性、重構性、透明性,又允許網(wǎng)絡的節(jié)點數(shù)和業(yè)務量的不斷增長、互連任何系統(tǒng)和不同制式的信號。

  由于光聯(lián)網(wǎng)具有潛在的巨大優(yōu)勢,美歐日等發(fā)達國家投入了大量的人力、物力和財力進行預研,特別是美國預研局(DARPA)資助了一系列光聯(lián)網(wǎng)項目。光聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為繼SDH電聯(lián)網(wǎng)以后的又一新的光通信發(fā)展高潮。建設一個最大透明的、高度靈活的和超大容量的國家骨干光網(wǎng)絡,不僅可以為未來的國家信息基礎設施(NJJ)奠定一個堅實的物理基礎,而且也對我國下一世紀的信息產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的騰飛以及國家的安全有極其重要的戰(zhàn)略意義。

 。ㄋ模╅_發(fā)新代的光纖

  傳統(tǒng)的G.652單模光纖在適應上述超高速長距離傳送網(wǎng)絡的發(fā)展需要方面已暴露出力不從心的態(tài)勢,開發(fā)新型光纖已成為開發(fā)下一代網(wǎng)絡基礎設施的重要組成部分。目前,為了適應干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需要,已出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖,即非零色散光(G.655光纖)和無水吸收峰光纖(全波光纖)。其中,全波光纖將是以后開發(fā)的重點,也是現(xiàn)在研究的熱點。從長遠來看,BPON技術無可爭議地將是未來寬帶接入技術的發(fā)展方向,但從當前技術發(fā)展、成本及應用需求的實際狀況看,它距離實現(xiàn)廣泛應用于電信接入網(wǎng)絡這一最終目標還會有一個較長的發(fā)展過程。

 。ㄎ澹㊣PoverSDH與IpoverOptical

  以lP業(yè)務為主的數(shù)據(jù)業(yè)務是當前世界信息業(yè)發(fā)展的主要推動力,因而能否有效地支持JP業(yè)務已成為新技術能否有長遠技術壽命的標志。目前,ATM和SDH均能支持lP,分別稱為IPoverATM和IPoverSDH兩者各有千秋。但從長遠看,當IP業(yè)務量逐漸增加,需要高于2.4吉位每秒的鏈路容量時,則有可能最終會省掉中間的SDH層,IP直接在光路上跑,形成十分簡單統(tǒng)一的IP網(wǎng)結構(IPoverOptical)。三種IP傳送技術都將在電信網(wǎng)發(fā)展的不同時期和網(wǎng)絡的不同部分發(fā)揮自己應有的歷史作用。但從面向未來的視角看。IPoverOptical將是最具長遠生命力的技術。特別是隨著IP業(yè)務逐漸成為網(wǎng)絡的主導業(yè)務后,這種對JP業(yè)務最理想的傳送技術將會成為未來網(wǎng)絡特別是骨干網(wǎng)的主導傳送技術。

 。┙鉀Q全網(wǎng)瓶頸的手段一光接入網(wǎng)

  近幾年,網(wǎng)絡的核心部分發(fā)生了翻天覆地的變化,無論是交換,還是傳輸都己更新了好幾代。不久,網(wǎng)絡的這一部分將成為全數(shù)字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網(wǎng)絡,而另一方面,現(xiàn)存的接入網(wǎng)仍然是被雙絞線銅線主宰的(90%以上)、原始落后的模擬系統(tǒng)。兩者在技術上存在巨大的反差,制約全網(wǎng)的進一步發(fā)展。為了能從根本上徹底解決這一問題,必須大力發(fā)展光接入網(wǎng)技術。因為光接入網(wǎng)有以下幾個優(yōu)點:

 。1)減少維護管理費用和故障率;

  (2)配合本地網(wǎng)絡結構的調(diào)整,減少節(jié)點,擴大覆蓋;

 。3)充分利用光纖化所帶來的一系列好處;

 。4)建設透明光網(wǎng)絡,迎接多媒體時代。

  參考文獻:

  [1]趙興富,現(xiàn)代光纖通信技術的發(fā)展與趨勢.電力系統(tǒng)通信[J].2005(11):27-28.

  [2]韋樂平,光纖通信技術的發(fā)展與展望.電信技術[J].2006(11):13-17.

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