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淺談光纖通信的發(fā)展趨勢和應(yīng)用

時間:2022-07-26 05:14:24

序論:在您撰寫淺談光纖通信的發(fā)展趨勢和應(yīng)用時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的1篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。

淺談光纖通信的發(fā)展趨勢和應(yīng)用

淺談光纖通信發(fā)展趨勢應(yīng)用:光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢

【摘要】 本文以光纖通信傳輸技術(shù)的基本特性為切入點,簡要分析了該技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀以及不足之處,進而據(jù)此展望光纖通信傳輸技術(shù)的正確發(fā)展趨勢,以期提高光纖通信傳輸技術(shù)的實際應(yīng)用價值,更好地滿足社會整體對于通信傳輸方面的要求。

【關(guān)鍵詞】 光纖通信 傳輸技術(shù) 全光網(wǎng)絡(luò) 發(fā)展趨勢

上世紀(jì)六十年代,著名華人物理學(xué)家高錕先生提出“光傳輸理論”,實用化的光纖傳輸產(chǎn)品則始于1976年,經(jīng)歷了PDHSDHDWDMASONMSTP的發(fā)展歷程。本世紀(jì)初期,ASON/OADM 技術(shù)已在通信技術(shù)當(dāng)中廣泛應(yīng)用,逐漸發(fā)展成為以骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸為介質(zhì)的ROADM技術(shù)。

一、光纖通信傳輸技術(shù)的基本特性

1.1物理損耗低,中繼距離長

光纖的主要構(gòu)成材料是石英,與其他的傳輸介質(zhì)相比較,其所產(chǎn)生的損耗更低,整體低于20Db/km。由此可見,在長途傳輸線路當(dāng)中應(yīng)用光纖通信技術(shù),因為中繼站減少,所以中繼距離得以延長,降低成本。

1.2抗干擾性能較強

光纖通信材料屬于絕緣體材的范疇,基本上不會出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象,具備良好的絕緣性。在實際的應(yīng)用過程當(dāng)中,其受外界電流影響非常小,同時也不會受到電離層電流的制約,對電磁的“免疫力”比較理想。僅此而言,可實現(xiàn)和高壓線路平行架設(shè)的目的,在電信,電力,甚至是軍事方面均可廣泛應(yīng)用。

1.3不存在串音干擾

光纖四周環(huán)繞的均是不透明塑料皮,可吸收所泄露的電磁波射線。因此,即便是在同一條電纜之中存在不同的光纖電纜,亦不會出現(xiàn)串音干擾的問題,針對電纜外部而言,也難以竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔ⅲ杀WC通信信息安全。

二、光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及不足

在三網(wǎng)融合的的發(fā)展趨勢之下,光纖通信傳輸技術(shù)取得了較大的進步。但是依舊存在著部分的不足,需要向光纖到戶接入技術(shù)以及單纖雙向傳輸技術(shù)兩個方面轉(zhuǎn)變,具體如下:

2.1光纖到戶接入技術(shù)

針對現(xiàn)代寬帶業(yè)務(wù)領(lǐng)域的研究逐漸深入,基于更好地適應(yīng)用戶的通信要求,所采用的通信技術(shù)一要具備寬帶主干傳輸網(wǎng)絡(luò),還要具備光纖到戶接入技術(shù),后者是保證信息傳送得以進入千家萬戶的重要保障之一,鑒于此,大部分業(yè)內(nèi)人士均認為,信息接入網(wǎng)是信息高速公路發(fā)展的“臨門一腳”,在肯定了光纖到戶接入技術(shù)的重要性的同時,也指出了信息通信領(lǐng)域的瓶頸所在。

2.2單纖雙向傳輸技術(shù)

在應(yīng)用雙纖傳輸技術(shù)之時,信號處于分散傳輸?shù)臓顟B(tài),即是信號在兩根光纖當(dāng)中進行傳輸。而應(yīng)用單纖傳輸技術(shù),全部的信號均在一根光纖當(dāng)中完成傳輸。根據(jù)現(xiàn)代光纖傳輸理論可得知,光纖傳輸?shù)娜萘渴遣淮嬖谏舷薜模窃趥鬏斣O(shè)備的制約之下,導(dǎo)致光纖傳輸?shù)娜萘恳恢睙o法達到理想的水平。目前,我國的通信領(lǐng)域采用的基本上都是雙纖傳輸技術(shù),導(dǎo)致寶貴的光纖資源被嚴(yán)重浪費?,F(xiàn)階段,單纖雙向傳輸技術(shù)的主要應(yīng)用方向是光纖末端接入設(shè)備方面,包括PON無源光網(wǎng)絡(luò)、單纖光收發(fā)器等,應(yīng)用程度有待深化。

三、光纖通信傳輸技術(shù)的主要發(fā)展趨勢

光纖通信傳輸技術(shù)未來的主要發(fā)展趨勢集中體現(xiàn)在集成光器件、全光網(wǎng)絡(luò)、光網(wǎng)絡(luò)智能化、多波長通道四個方面,具體如下:

3.1集成光器件

為了全面提高光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用水平,必須要實現(xiàn)光器件的集成化目標(biāo),這也是其余的發(fā)展趨勢得以實現(xiàn)的關(guān)鍵前提之一。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的背景之下,現(xiàn)有的ADSL接入寬帶已經(jīng)難以滿足實際的信息傳輸需求了,實現(xiàn)光器件的集成化,可顯著改善光器件的工作性能,進而提高其傳輸信息的速度,推動光纖通信傳輸技術(shù)的發(fā)展進步。實現(xiàn)光器件的集成化,主要的方向是采用相對成熟的新工藝,在硅襯底之上進行光學(xué)器件的制作,包括波導(dǎo)與光纖耦合器等重要的無源器件,在一塊硅芯片之上實現(xiàn)全部光學(xué)器件模塊的集成處理。

3.2全光網(wǎng)絡(luò)

廣義上的 “全光網(wǎng)絡(luò)”指的是無論在網(wǎng)絡(luò)傳輸還是網(wǎng)絡(luò)交換的過程當(dāng)中,網(wǎng)絡(luò)信號均是以光的形式存在的,其進行電光或者是光電轉(zhuǎn)換的步驟僅限于進/出網(wǎng)絡(luò)之時。目前,我國部分的光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),雖然在各個節(jié)點之間基本上已經(jīng)實現(xiàn)了全光化的目的,但是在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的位置,其所采用的依舊是電器件,而非光器件,對光纖通信干線的總?cè)萘吭斐闪溯^大的限制。鑒于此,未來的光纖通信技術(shù)必須要實現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò),關(guān)鍵在于創(chuàng)建完善的光網(wǎng)絡(luò)層,光網(wǎng)絡(luò)層的核心技術(shù)為光轉(zhuǎn)換技術(shù)與WDM技術(shù)兩項,同時將電光瓶頸盡數(shù)消除。在4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展建設(shè)的推動之下,我國的光器件產(chǎn)業(yè)逐漸趨向完善,目前市面上無論是有源光器件,還是無源光器件均實現(xiàn)了批量生產(chǎn)與商業(yè)應(yīng)用,如華為、中興、光迅等知名電子科技企業(yè)均代表著我國光器件生產(chǎn)的最高水平。

3.3光網(wǎng)絡(luò)智能化

我國的光纖通信素以傳輸為主線,伴隨現(xiàn)代計算機技術(shù)的發(fā)展進步,其在網(wǎng)絡(luò)通信當(dāng)中所起到的作用將會越來越重要以及明顯,因此必須要實現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的智能化,提高網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的實際應(yīng)用高度。針對現(xiàn)代光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言,實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)智能化,其關(guān)鍵在于將自動連接控制技術(shù)以及自動發(fā)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用到其中,輔以通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的自我保護與恢復(fù)功能,以期全面實現(xiàn)光纖通信傳輸技術(shù)的高度智能化。實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)智能化,核心思路在于提高 固定柵格頻譜的利用率,在傳統(tǒng)的WDM網(wǎng)絡(luò)的固定柵格之下,各種速率的光通道支撐為50GHz的頻譜間隔,針對100Gb/s的通道而言,這樣的頻譜間隔是合理的,但是對于80Gb/s以下的通道而言,則會造成固定柵格頻譜的浪費。此外還要建立完善的波長通道,實現(xiàn)光信道的動態(tài)調(diào)整,開放接口,實現(xiàn)資源云化,打造靈活的彈性光路。

3.4多波長通道

在光纖通信傳輸技術(shù)當(dāng)中,存在一種衍生技術(shù)“波分復(fù)用技術(shù)”,其核心作用在于對光波通信的信息容量實現(xiàn)有效的拓展,進而實現(xiàn)時分與空分多址復(fù)用的目的。其中,空分復(fù)用需要依靠多根光纖進行信號的傳輸,與單根光纖復(fù)用相比較,空分復(fù)用還需要借助頻分或者是碼分復(fù)用來實現(xiàn)。在現(xiàn)代商業(yè)當(dāng)中,頻分復(fù)用的應(yīng)用范圍比較廣,針對傳統(tǒng)的G.653光纖而言,采用色散調(diào)節(jié)技術(shù)確實可以提高其傳輸速度以及拓展其信息容量,但是在正常的使用過程當(dāng)中非常容易出現(xiàn)FWM(四波混合)的問題,這是光纖放大器不合理使用而直接導(dǎo)致的結(jié)果。FWM的原理可細分為三點:一是后向參量放大和振蕩、二是三個泵浦場的不規(guī)則作用情況、三是入射光中的某一個波長上的光改變了光纖的折射率。FWM所帶來的負面影響主要是衍生出新的波長,進而導(dǎo)致串音干擾,削弱傳輸信號,不利于波分復(fù)合技術(shù)的實際應(yīng)用。鑒于此,需要研發(fā)可抗御FWM影響,并且集超大容量與超快速度等優(yōu)點于一身的新型光纖,以提高波分復(fù)用技術(shù)在光纖通信傳輸?shù)膽?yīng)用水平。研究表明,采用G.652光纖可抗御FWM所帶來的負面影響,但是鑒于其存在色散的問題,因此需要加強色散補償,這是現(xiàn)階段業(yè)內(nèi)抗御FWM影響的主要技術(shù)方向。

四、結(jié)語

綜上所述,現(xiàn)階段光纖通信傳輸技術(shù)雖然取得了長足的進步,但是依舊存在著部分的不足。相關(guān)的下從業(yè)人員需要在明確其不足的基礎(chǔ)上,立足于集成光器件、全光網(wǎng)絡(luò)、光網(wǎng)絡(luò)智能化、多波長通道等方面,切實提高光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用水平。

淺談光纖通信的發(fā)展趨勢和應(yīng)用:光纖通信的優(yōu)勢及發(fā)展趨勢研究

摘 要 當(dāng)今信息時代,通信業(yè)務(wù)和信息量快速增長,通信道路越顯擁擠,光纖通信為信息高速公路的順利運行提供了保證。相比于傳統(tǒng)的電通信,光纖通信擁有傳輸容量更大、更精確、保密性更好等諸多優(yōu)點。

關(guān)鍵詞 光纖通信 優(yōu)勢 傳輸 發(fā)展趨勢

1當(dāng)前光纖通信的優(yōu)越性

1.1頻帶非常寬,傳輸容量非常大

目前,在光纖通信系統(tǒng)中,光纖的傳輸帶寬比電纜大很多,單模光纖就具有幾十GHz?km的帶寬距離積。采用多種復(fù)用技術(shù)能提升線路傳輸容量;最簡單的是采用空分復(fù)用,光纖外徑只有幾十 m,一根光纜就可以容納幾百根光纖,傳輸容量成百倍增長;對于單根光纖,可以采用光復(fù)用技術(shù),正在研究開發(fā)的光復(fù)用技術(shù)有波分復(fù)用(WDM)、光碼分復(fù)用(OCDM)和光時分復(fù)用(OTDM),而主要采用的是波分復(fù)用(WDM),目前人們采用的密集波分復(fù)用(DWDM)能增加可使用波長數(shù)量,同時利用光纖損耗譜平坦,擴大可利用的波長轉(zhuǎn)換技術(shù)和窗口技術(shù),實現(xiàn)波長再利用等使單根光纖由單波長傳輸?shù)膫鬏斔俾蕩譍bps,達到多波長傳輸幾十Tbit/s;另一方面,減小光源譜線寬度和采用外調(diào)制方式,同樣能極大提升傳輸容量。

1.2抗電磁干擾性能強,泄露小,保密性好,無串話

由于光纖是非金屬的光導(dǎo)纖維(目前主要采用石英(SiO2)),光纖通信線路不會受普通的高、低頻電磁場的干擾和閃電雷擊等的損壞,抗電磁干擾性能好。光纖的設(shè)計獨特?zé)o比,在光纖中傳輸?shù)墓獗粐?yán)格局限于光纖的纖芯與包層鄰近進行傳輸,泄露極其微弱;即使在彎曲半徑十分小的地方,光泄漏的可能性也非常微弱。所以泄漏到光纜之外的光信號基本上沒有,如果沒有專用的特殊工具,光纖無法分接;以及長途光纜等通常埋在地下。由此可知:光纖通信保密性能極好,也不會產(chǎn)生電纜通信中常見的串話現(xiàn)象。這對現(xiàn)代政治、軍事和經(jīng)濟均有重要意義。

1.3光纖重量輕、纖芯細,鋪設(shè)簡單,資源豐富

光纖一般直徑只有幾微米至幾十微米之間,相同容量話路光纜,要比電纜輕90%~95%(光纜的質(zhì)量僅為電纜的1/10~1/20),直徑小于電纜的1/5;光纖柔軟性十足,鋪設(shè)簡單;這順利解決通信傳輸系統(tǒng)占用較大的空間致地下管道擁擠等難題,同時極大的節(jié)省了通信地下管道的投資成本;光纖通信應(yīng)用于航天領(lǐng)域,能夠有效減輕衛(wèi)星、飛船與飛機等的重量,提升通信質(zhì)量的同時降低制造成本。制造光纖的原料石英(SiO2),更是資源豐富且價格便宜,因此光纖通信的發(fā)展及全面普及具有巨大前景。

2光纖通信發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

2.1超高速、超大容量、超長距離系統(tǒng)發(fā)展

光纖通信經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,目前商用系統(tǒng)傳輸速率已能達到10Gbps以上;隨著傳輸需求不斷提升,超高速、超大容量、超長距離的光纖通信系統(tǒng)發(fā)展成為必然。單一的采用光時分復(fù)用(OTDM)或波分復(fù)用(WDM)對信道傳輸速率的提升是有限的;因此,可以采用將多個光時分復(fù)用(OTDM)信號集中進行波分復(fù)用(WDM)的辦法來實現(xiàn)信道傳輸能力最大化。

2.2新型光纖不斷發(fā)展

在傳統(tǒng)的G.652光纖已無法滿足超高速長距離傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求的狀況下,新型光纖的開發(fā)成為下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施工作的重要部分。光纖通信傳輸速率的提高主要通過:(1)提高傳輸速率;(2)增加傳輸?shù)墓獠〝?shù)量。因此,開發(fā)盡可能寬的可用波段的全波光纖成為關(guān)鍵。目前全國光纖通信運用在C(1530~1565nm)與L(1565~1625nm)波段,而全波光纖能將波長擴展至1260~1675nm;若按波長間隔為50HZ(0.4nm)開通DWDM系統(tǒng),以目前單信道傳輸速率80 Gbps計算,單纖通信容量高達1000X80 Gbps以上。其它諸如非零色散光纖,空心光纖等新型光纖也陸續(xù)出現(xiàn)。

2.3光纖孤子通信發(fā)展

光纖孤子通信是一種全光非線性通信方案,主要利用光纖折射率的非線性效應(yīng)對光脈沖壓縮,使其與群速色散激發(fā)的光脈沖展寬平衡,光孤子能在光纖的反常色散區(qū)與脈沖光功率密度足夠大前提下進行長距離不變形傳輸。這種傳輸方式在大幅度提升傳輸距離的同時保證了傳輸質(zhì)量。理論上,光孤子通信容量沒有限制,可高達1000Gbps;近些年隨著色散補償和色散管理的實施及相關(guān)技術(shù)的深入研究,光孤子運行速率已能從10~20 Gbps提高至100 Gbps;并采用再生、重新定時等降低自發(fā)發(fā)射,使傳輸距離高達100000km以上。

3結(jié)語

自從1966年英籍華人高錕博士提出光纖作為傳輸介質(zhì)的概念,1970年美國康寧公司根據(jù)高錕論文的設(shè)想,使用改進型化學(xué)汽相沉淀法,制造出世界上第一根超低損耗光纖,其在1 m附件波長區(qū)將光纖損耗降低到20dB/km。由于光波通信技術(shù)的巨大發(fā)展,現(xiàn)在世界通信傳輸業(yè)務(wù)的90%需經(jīng)過光纖傳輸,并且目前業(yè)務(wù)量還在不斷快速增長;隨著光纖通信技術(shù)的不斷發(fā)展,光纖通信應(yīng)用的范圍將越來越廣。

淺談光纖通信的發(fā)展趨勢和應(yīng)用:光纖通信的發(fā)展趨勢及應(yīng)用

【摘要】現(xiàn)如今,生活水平不斷的提高,人們追求生活質(zhì)量時的要求也在不斷的變化,這主要強調(diào)了對生活的舒適性以及盡可能的便捷,才可以更好的進行生活。由于光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中得到了一定的發(fā)展,它也是信息載體,所以在原有的通信方式上也做了很大的改變,并且把光纖作為一種基礎(chǔ)的傳輸通信,而它的特點卻很突出,具有耗損小、大容量以及帶寬等一些優(yōu)勢,很大程度上推動了通信更高層次的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】光纖通信;發(fā)展趨勢;應(yīng)用;

光纖通信實質(zhì)上是傳輸方式的一種,就是通過光纖當(dāng)作信息的載體,將光當(dāng)成信息。因為光纖采用的是玻璃材質(zhì)進行傳導(dǎo)的,同時其不具有導(dǎo)電的特性,如此就不必顧及光纖的傳導(dǎo)會接地回路,光纖和光纖之中的干擾較小,光波是光纖通信的主要載體,和導(dǎo)波管及同軸電纜比較,相對而言光纖的耗能不高,這就導(dǎo)致其它電波與光纖通信的頻率比較,要低了不少。

一、光纖通信的特點

1.光纖通信系統(tǒng)通信效果好。由于光纖在頻譜、帶寬、容量上有著極大的資源優(yōu)勢,這使得光纖為基礎(chǔ)的通信系統(tǒng)在功能上有著巨大的潛力可以挖掘。根據(jù)測算光纖通信系統(tǒng)損耗非常低,可以通過中繼機實現(xiàn)長距離傳輸,并可以在一條光纖上實現(xiàn)多路信息交換。

2.光纖通信系統(tǒng)抗干擾能力強。光纖的主要材料是絕緣物質(zhì)二氧化硅、光纖經(jīng)過特殊工藝被制作成全反射的透明晶體,這使得光纖通信系統(tǒng)對各類干擾有著獨特的抵抗能力。

二、光纖技術(shù)的未來趨勢

1.向超大容量WDM 系統(tǒng)的演進。采取電的時分復(fù)用系統(tǒng)的擴容技術(shù),已經(jīng)沒有了發(fā)展的空間,但是在光纖的200nm 可用帶寬資源中,當(dāng)前的利用比率地域 1%,其有待開發(fā)的帶寬資源高達99%以上。加入把多個發(fā)送的波長適度的錯開,光纖傳播的信息量就會得到極大的擴充,這即是波分復(fù)用 (WDM) 的基本思路?;?WDM 應(yīng)用的獲得了很大的收益,同時由于這些年來技術(shù)上的重大突破與市場經(jīng)濟的推動,波分復(fù)用系統(tǒng)的發(fā)展極為迅速。

2.實現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)。前文中,實用化的波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)雖然有著很大的傳輸空間,但傳播系統(tǒng)的方式一般是由點到點進行傳播的,信息的傳播方式缺乏靈活性與可靠性。依照這一根本思路,光聯(lián)網(wǎng)不但可以實現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)性、擴展性、透明性,還可以讓網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量與節(jié)點數(shù)的不斷增長、任何系統(tǒng)互連與不同制式的信號。

3.開發(fā)新代的光纖。全波光纖為廣大高校及研究機構(gòu)關(guān)注的熱點,也是未來發(fā)展的方向。以光纖未來發(fā)展的需求來看,BPON 技術(shù)毋庸置疑地肯定是將來寬帶接入技術(shù)延伸的方向。雖然從當(dāng)前成本、應(yīng)用需求及技術(shù)發(fā)展的實際狀況來說,它距離廣泛的應(yīng)用在光纖通信的技術(shù)領(lǐng)域中,還存在著不少距離。然而就光纖通信的特性來說,極速的傳輸、巨額的容積、遠距離的無損傳輸一直都是用戶追求的目標(biāo),光纖到戶和全光網(wǎng)絡(luò)也是未來的主要目標(biāo)。

三、光纖技術(shù)的應(yīng)用

1.特種光纜。特種光纜根據(jù)其結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點按表1 進行分類:特種光纜由于其自身結(jié)構(gòu)以及安裝形式比較特殊,所以遭到外力破壞的可能性相對來說比較小。目前,應(yīng)用最為廣泛的是OPGW 和ADSS 這兩種光纜。OPGW 有以下幾個方面的優(yōu)點:光纜同時與地線相復(fù)合,從而節(jié)省了重復(fù)建設(shè)的巨大費用;傳輸信號損耗小,且有著較高的通信質(zhì)量;具有較好的安全性,不容易被偷盜。其缺點是在應(yīng)用中有雷擊損傷的問題。ADSS光纜在實際使用中最大的問題是電腐蝕。根據(jù)其各自的特點,通常在新建線路時,會采用OPGW光纜;在老線路加掛光纜時,會使用ADSS光纜。與ADSS和OPGW等常用光纜比較,OPPC具有一系列優(yōu)點,包括與相導(dǎo)線復(fù)合,基本不存在OPGW雷擊斷纜問題;不存在ADSS電腐蝕斷纜問題;處于高電壓狀態(tài),具有防盜功能。當(dāng)無法找到合適的ADSS和OPGW的敷設(shè)空間時,OPPC是適當(dāng)?shù)倪x擇。

2.通信網(wǎng)傳輸容量不斷的增加,對此,在光纖通信發(fā)展方面也達到了一個全新的層次。所謂全光網(wǎng)指的就是在各個用戶之間進行傳輸?shù)男盘枺簿褪墙粨Q了一定的光波技術(shù),在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)傳輸當(dāng)中從源節(jié)點一直傳送到目的節(jié)點的全部過程,如果是在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點當(dāng)中進行交換時,就必須要應(yīng)用更大容易以及可靠性能更高,具有較高靈活度的設(shè)備進行連接。一般使用全光網(wǎng)時,是不具備電處理的,因此,就會存在不太一樣的編碼形式,更加透明化。由于全光網(wǎng)一般通信當(dāng)中是具有光交換與光復(fù)用等一些處理技術(shù),所以也就實現(xiàn)了傳輸?shù)忍攸c。

3.所謂弧子就是作為比較特殊的一種超短脈沖,也可以作為在傳播當(dāng)中的一種幅度與形狀以及速度的壯行波。這種脈沖可以保持在光纖當(dāng)中進行不變的傳輸,但在進行傳輸時也會存在一定的影響作用,一種作用叫光纖色散,他會促使光脈沖發(fā)生展寬的現(xiàn)象,并且達到一定程度以后會把脈沖進行疊加,也就出現(xiàn)了誤碼。還有一種作用就是光纖非線性,他主要會此發(fā)光脈沖的展寬現(xiàn)象,并且進行壓縮,從而也就影響了通信效率。由于光弧子具有一定的雙曲正割形狀,所以在進行傳輸?shù)倪^程當(dāng)中也主要是利用了速度色散以及非線性等特點,最終實現(xiàn)一個平衡的效果,也可以保持不變初始傳輸形狀。一般應(yīng)用這種特性,主要是為了可以實現(xiàn)大容量以及長距離的光通信,這是它最大的優(yōu)點。在此期間,摻鉺光纖放大器的應(yīng)用,在很大程度上已經(jīng)解決了損耗的問題,而弧子脈沖源會隨著具有變窄的可能性,所以色散作用也就會越影響他的傳輸,對此,色散技術(shù)是急需解決的一個問題。當(dāng)前,對這個缺陷有兩種技術(shù)可以作為補救,一種就是局部色散技術(shù)以及弱色散技術(shù),而另外一種就是強色散的技術(shù)應(yīng)用。由于光弧子的通信性能不會好過常規(guī)的系統(tǒng),所以在工作的過程當(dāng)中更易受到一定的影響,這也就會限制傳輸速率,應(yīng)用在多信道過程中時,也會影響到他的傳輸容量。但在應(yīng)用光弧子系統(tǒng)時,它會把各種波長的多信道進行復(fù)用并快速傳輸,由此可見,應(yīng)用多信道光弧子會具有很大的發(fā)展。

4.高速光纖計算機網(wǎng)應(yīng)用。光纖分布式數(shù)據(jù)接口環(huán)網(wǎng)(FDDI),是高速光纖計算機網(wǎng)絡(luò)的重要領(lǐng)域。FDDI 是光纖傳輸媒介及通用的令牌環(huán)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),所以,在局域網(wǎng)內(nèi),光纖分布式數(shù)據(jù)接口環(huán)網(wǎng),具有較好的實用性,尤其是對于校園網(wǎng)建設(shè)而言,更具有實用性。相比較于一般的計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,校園網(wǎng)的應(yīng)用呈現(xiàn)出一些新的特點:一是校園網(wǎng)規(guī)模大,就其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點而言,就具有數(shù)千個之多;二是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的環(huán)境呈現(xiàn)多元化、復(fù)雜化的趨勢,特別是用戶端的需求日益多樣化,需要提供不同類型的終端服務(wù);三是物理位置分散,尤其是在校園的各教學(xué)樓上分布著各子網(wǎng);四是設(shè)備相對比較復(fù)雜,在組網(wǎng)方面比較困難;五是存在子網(wǎng)分割繁多,致使網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用呈現(xiàn)分散的狀態(tài);六是系統(tǒng)開發(fā)性強,相關(guān)處于不斷創(chuàng)新與發(fā)展的狀態(tài)。

當(dāng)前,科學(xué)技術(shù)不斷的進步,由此也帶動了光纖通信在各個領(lǐng)域的技術(shù)突破,從而也強調(diào)了通訊技術(shù)需要不斷的進行提升,才能更好的確保通信質(zhì)量。而光纖通信技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)有了一定的研究發(fā)展,并且也取得了一定的成效,所以這種技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)當(dāng)中是不可或缺的系統(tǒng)了,在很大程度上可以滿足社會服務(wù)的需要,并且在未來的發(fā)展當(dāng)中也具有重要地位。

淺談光纖通信的發(fā)展趨勢和應(yīng)用:試論光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

摘 要:光纜通信在我國已有20多年的使用歷史,這段歷史也就是光通信技術(shù)的發(fā)展史和光纖光纜的發(fā)展史。光纖通信因其具有的損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優(yōu)點,備受業(yè)內(nèi)人士青睞,發(fā)展非常迅速。目前,光纖光纜已經(jīng)進入了有線通信的各個領(lǐng)域,包括郵電通信、廣播通信、電力通信、石油通信和軍用通信等領(lǐng)域。本文主要綜述我國光纖通信研究現(xiàn)狀及其發(fā)展。

關(guān)鍵詞:光纖通信;核心網(wǎng);接入網(wǎng);光孤子通信;全光網(wǎng)絡(luò)

1 我國光纖光纜發(fā)展的現(xiàn)狀

⑴普通光纖。普通單模光纖是最常用的一種光纖。隨著光通信系統(tǒng)的發(fā)展,光中繼距離和單一波長信道容量增大,G.652.A光纖的性能還有可能進一步優(yōu)化,表現(xiàn)在1550nm區(qū)的低衰減系數(shù)沒有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數(shù)和零色散點不在同一區(qū)域。符合ITUTG.654規(guī)定的截止波長位移單模光纖和符合G.653規(guī)定的色散位移單模光纖實現(xiàn)了這樣的改進。

⑵核心網(wǎng)光纜。我國已在干線(包括國家干線、省內(nèi)干線和區(qū)內(nèi)干線)上全面采用光纜,其中多模光纖已被淘汰,全部采用單模光纖,包括G.652光纖和G.655光纖。G.653光纖雖然在我國曾經(jīng)采用過,但今后不會再發(fā)展。G.654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統(tǒng)容量,它在我國的陸地光纜中沒有使用過。干線光纜中采用分立的光纖,不采用光纖帶。干線光纜主要用于室外,在這些光纜中,曾經(jīng)使用過的緊套層絞式和骨架式結(jié)構(gòu),目前已停止使用。

⑶接入網(wǎng)光纜。接入網(wǎng)中的光纜距離短,分支多,分插頻繁,為了增加網(wǎng)的容量,通常是增加光纖芯數(shù)。特別是在市內(nèi)管道中,由于管道內(nèi)徑有限,在增加光纖芯數(shù)的同時增加光纜的光纖集裝密度、減小光纜直徑和重量,是很重要的。接入網(wǎng)使用G.652普通單模光纖和G.652.C低水峰單模光纖。低水峰單模光纖適合于密集波分復(fù)用,目前在我國已有少量的使用。

⑷室內(nèi)光纜。室內(nèi)光纜往往需要同時用于話音、數(shù)據(jù)和視頻信號的傳輸。并目還可能用于遙測與傳感器。國際電工委員會(IEC)在光纜分類中所指的室內(nèi)光纜,筆者認為至少應(yīng)包括局內(nèi)光纜和綜合布線用光纜兩大部分。局用光纜布放在中心局或其他電信機房內(nèi),布放緊密有序和位置相對固定。綜合布線光纜布放在用戶端的室內(nèi),主要由用戶使用,因此對其易損性應(yīng)比局用光纜有更嚴(yán)格的考慮。

2 光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

對光纖通信而言,超高速度、超大容量和超長距離傳輸一直是人們追求的目標(biāo),而全光網(wǎng)絡(luò)也是人們不懈追求的夢想。

⑴超大容量、超長距離傳輸技術(shù)波分復(fù)用技術(shù)極大地提高了光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量,在未來跨海光傳輸系統(tǒng)中有廣闊的應(yīng)用前景。近年來波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展迅猛,目前1.6Tbit/的WDM系統(tǒng)已經(jīng)大量商用,同時全光傳輸距離也在大幅擴展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時分復(fù)用(OTDM)技術(shù),與WDM通過增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)來提高其傳輸容量不同,OTDM技術(shù)是通過提高單信道速率來提高傳輸容量,其實現(xiàn)的單信道最高速率達640Gbit/s。

僅靠OTDM和WDM來提高光通信系統(tǒng)的容量畢竟有限,可以把多個OTDM信號進行波分復(fù)用,從而大幅提高傳輸容量。偏振復(fù)用(PDM)技術(shù)可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零(RZ)編碼信號在超高速通信系統(tǒng)中占空較小,降低了對色散管理分布的要求,且RZ編碼方式對光纖的非線性和偏振模色散(PMD)的適應(yīng)能力較強,因此現(xiàn)在的超大容量WDM/OTDM通信系統(tǒng)基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)基本上都包括在OTDM和WDM通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)中。

⑵光孤子通信。光孤子是一種特殊的ps數(shù)量級的超短光脈沖,由于它在光纖的反常色散區(qū),群速度色散和非線性效應(yīng)相互平衡,因而經(jīng)過光纖長距離傳輸后,波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實現(xiàn)長距離無畸變的通信,在零誤碼的情況下信息傳遞可達萬里之遙。 子通信在超長距離、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系統(tǒng)中,有著光明的發(fā)展前景。

⑶全光網(wǎng)絡(luò)。未來的高速通信網(wǎng)將是全光網(wǎng)。全光網(wǎng)是光纖通信技術(shù)發(fā)展的最高階段,也是理想階段。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了節(jié)點間的全光化,但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點處仍采用電器件,限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M一步提高,因此真正的全光網(wǎng)已成為一個非常重要的課題。

全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點代替電節(jié)點,節(jié)點之間也是全光化,信息始終以光的形式進行傳輸與交換,交換機對用戶信息的處理不再按比特進行,而是根據(jù)其波長來決定路由。

目前,全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展仍處于初期階段,但它已顯示出了良好的發(fā)展前景。從發(fā)展趨勢上看,形成一個真正的、以WDM技術(shù)與光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)層,建立純粹的全光網(wǎng)絡(luò),消除電光瓶頸已成為未來光通信發(fā)展的必然趨勢,更是未來信息網(wǎng)絡(luò)的核心,也是通信技術(shù)發(fā)展的最高級別,更是理想級別。

3 結(jié)語

光通信技術(shù)作為信息技術(shù)的重要支撐平臺,在未來信息社會中將起到重要作用。雖然經(jīng)歷了全球光通信的“冬天”但今后光通信市場仍然將呈現(xiàn)上升趨勢。從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢來看,光纖通信也將成為未來通信發(fā)展的主流。人們期望的真正的全光網(wǎng)絡(luò)的時代也會在不遠的將來如愿到來。