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淺談我國光纖通信的發(fā)展現狀及前景
[摘要]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(diǎn),備受業(yè)內人士青睞,發(fā)展非常迅速。目前,光纖光纜已經(jīng)進(jìn)入了有線(xiàn)通信的各個(gè)領(lǐng)域,包括郵電通信、廣播通信、電力通信和軍用通信等領(lǐng)域。綜述我國光纖通信研究現狀及其發(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 )
近年來(lái),光纖通信技術(shù)得到了長(cháng)足的發(fā)展,新技術(shù)不斷涌現,這大幅提高了通信能力,并使光纖通信的應用范圍不斷擴大。
一、我國光纖光纜發(fā)展的現狀
1.普通光纖
普通單模光纖是最常用的一種光纖。隨著(zhù)光通信系統的發(fā)展,光中繼距離和單一波長(cháng)信道容量增大,G..652.A光纖的性能還有可能進(jìn)一步優(yōu)化,表現在1550rim區的低衰減系數沒(méi)有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數和零色散點(diǎn)不在同一區域。符合ITUTG.654規定的截止波長(cháng)位移單模光纖和符合G..653規定的色散位移單模光纖實(shí)現了這樣的改進(jìn)。
2.核心網(wǎng)光纜
我國已在干線(xiàn)(包括國家干線(xiàn)、省內干線(xiàn)和區內干線(xiàn))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(guò),但今后不會(huì )再發(fā)展。G..654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統容量,它在我國的陸地光纜中沒(méi)有使用過(guò)。干線(xiàn)光纜中采用分立的光纖,不采用光纖帶。干線(xiàn)光纜主要用于室外,在這些光纜中,曾經(jīng)使用過(guò)的緊套層絞式和骨架式結構,目前已停止使用。
3.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。特別是在市內管道中,由于管道內徑有限,在增加光纖芯數的同時(shí)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用,目前在我國已有少量的使用。
4.室內光纜
室內光纜往往需要同時(shí)用于話(huà)音、數據和視頻信號的傳輸。并且還可能用于遙測與傳感器。國際電工委員會(huì )(IEC)在光纜分類(lèi)中所指的室內光纜,筆者認為至少應包括局內光纜和綜合布線(xiàn)用光纜兩大部分。局用光纜布放在中心局或其他電信機房?jì)?布放緊密有序和位置相對固定。結合布線(xiàn)光纜布放在用戶(hù)端的室內,主要由用戶(hù)使用,因此對其易損性應比局用光纜有更嚴格的考慮。
5.電力線(xiàn)路中的通信光纜
光纖是介電質(zhì),光纜也可作成全介質(zhì),完全無(wú)金屬。這樣的全介質(zhì)光纜將是電力系統最理想的通信線(xiàn)路。用于電力線(xiàn)桿路敷設的全介質(zhì)光纜有兩種結構:即全介質(zhì)自承式(ADSS)結構和用于架空地線(xiàn)上的纏繞式結構。ADSS光纜因其可以單獨布放,適應范圍廣,在當前我國電力輸電系統改造中得到了廣泛的應用。ADSS光纜在國內的近期需求量較大,是目前的一種熱門(mén)產(chǎn)品。
二、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(cháng)距離傳輸一直是人們追求的目標,而全光網(wǎng)絡(luò )也是人們不懈追求的夢(mèng)想。
1.超大容量、超長(cháng)距離傳輸技術(shù)波分復用技術(shù)極大地提高了光纖傳輸系統的傳輸容量,在未來(lái)跨海光傳輸系統中有廣闊的應用前景。近年來(lái)波分復用系統發(fā)展迅猛,目前1.6Tbit/的WDM系統已經(jīng)大量商用,同時(shí)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(shí)分復用(OTDM)技術(shù),與WDM通過(guò)增加單根光纖中傳輸的信道數來(lái)提高其傳輸容量不同,OTDM技術(shù)是通過(guò)提高單信道速率來(lái)提高傳輸容量,其實(shí)現的單信道最高速率達640Gbit/s。
僅靠OTDM和WDM來(lái)提高光通信系統的容量畢竟有限,可以把多個(gè)OTDM信號進(jìn)行波分復用,從而大幅提高傳輸容量。偏振復用(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(xiàn)性和偏振模色散(PMD)的適應能力較強,因此現在的超大容量WDM/ OTDM通信系統基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/ OTDM混合傳輸系統需要解決的關(guān)鍵技術(shù)基本上都包括在OTDM和WDM通信系統的關(guān)鍵技術(shù)中。
2.光孤子通信。光孤子是一種特殊的ps數量級的超短光脈沖,由于它在光纖的反常色散區,群速度色散和非線(xiàn)性效應相互平衡,因而經(jīng)過(guò)光纖長(cháng)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(shí)現長(cháng)距離無(wú)畸變的通信,在零誤碼的情況下信息傳遞可達萬(wàn)里之遙。
光孤子技術(shù)未來(lái)的前景是:在傳輸速度方面采用超長(cháng)距離的高速通信,時(shí)域和頻域的超短脈沖控制技術(shù)以及超短脈沖的產(chǎn)生和應用技術(shù)使現行速率10-20 Gbit/s提高到100 Gbit/s以上;在增大傳輸距離方面采用重定時(shí)、整形、再生技術(shù)和減少ASE,光學(xué)濾波使傳輸距離提高到100000km以上;在高性能EDFA方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。當然實(shí)際的光孤子通信仍然存在許多技術(shù)難題,但目前已取得的突破性進(jìn)展使人們相信,光孤子通信在超長(cháng)距離、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系統中,有著(zhù)光明的發(fā)展前景。
3.全光網(wǎng)絡(luò )。未來(lái)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。傳統的光網(wǎng)絡(luò )實(shí)現了節點(diǎn)間的全光化,但在網(wǎng)絡(luò )結點(diǎn)處仍采用電器件,限制了目前通信網(wǎng)干線(xiàn)總容量的進(jìn)一步提高,因此真正的全光網(wǎng)已成為一個(gè)非常重要的課題。
全光網(wǎng)絡(luò )以光節點(diǎn)代替電節點(diǎn),節點(diǎn)之間也是全光化,信息始終以光的形式進(jìn)行傳輸與交換,交換機對用戶(hù)信息的處理不再按比特進(jìn)行,而是根據其波長(cháng)來(lái)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(gè)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(lái)光通信發(fā)展的必然趨勢,更是未來(lái)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。
三、結語(yǔ)
光通信技術(shù)作為信息技術(shù)的重要支撐平臺,在未來(lái)信息社會(huì )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(chǎng)仍然將呈現上升趨勢。從現代通信的發(fā)展趨勢來(lái)看,光纖通信也將成為未來(lái)通信發(fā)展的主流。人們期望的真正的全光網(wǎng)絡(luò )的時(shí)代也會(huì )在不遠的將來(lái)到來(lái)。
參考文獻:
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