光通信技術(shù)現狀及其發(fā)展趨勢

　　光通信技術(shù)現狀及其發(fā)展趨勢

　　摘 要 光通信技術(shù)在現代電信網(wǎng)建設中發(fā)揮著(zhù)巨大作用，不斷改變著(zhù)人們的通訊生活，它是世界新技術(shù)革命的重要標志，更是未來(lái)通訊必不可少的工具。

　　本文對光通信技術(shù)現狀進(jìn)行概述，并探討了其未來(lái)的發(fā)展趨勢。

　　【關(guān)鍵詞】光通信技術(shù) 現狀 發(fā)展趨勢

　　1 光通信技術(shù)現狀

　　1.2 DWDM技術(shù)

　　寬帶城域網(wǎng)的建目前正成為電信建設的熱點(diǎn)。

　　由于DWDM技術(shù)的巨大帶寬以及傳輸數據的透明性，人們一直希望能把DWDM作為城域網(wǎng)中的傳輸平臺。

　　在長(cháng)途傳輸時(shí)，由于DWDM采用了EDFA將光信號直接放大，節省了許多的電中繼設備，從而在很大程度上節約了成本。

　　再者由于電中繼傳輸距離加長(cháng)，對激光器的色散容限以及啁啾特性也提出了較高要求。

　　這些技術(shù)的應用又提高了系統成本。

　　盡管這些高性能的器件和部件價(jià)格不菲，但是由于廣域網(wǎng)傳輸距離很長(cháng)，DWDM系統中很多波長(cháng)通道共用光纖和放大器，所以依然可大幅降低成本。

　　1.2 光纖寬帶接入技術(shù)

　　在各種寬帶接入技術(shù)中，光纖寬帶接入的技術(shù)是最有潛力發(fā)展的。

　　在光纖寬帶接入時(shí)，因為光纖所到達的位置不同，有FTTB、FTTC、FTTCab、FTTH等不同的應用(統稱(chēng)FTTx)。

　　在FTTx中，除了FTTH是光纖已經(jīng)到達最終用戶(hù)之外，另外幾種光纖離最終和用戶(hù)都還差一段距離，光信號終接后，還需要采用金屬線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)接入的技術(shù)，才能達到最終接入。

　　FTTH是光纖寬帶接入最終方式，它可以提供全光的接入，因此它能充分利用光纖的寬帶特性，為更多用戶(hù)提供所需要不受限制的帶寬，充分滿(mǎn)足了寬帶接入的需求。

　　在FTTH應用中，主要采用點(diǎn)到點(diǎn)的P2P技術(shù)和點(diǎn)到多點(diǎn)的xPON技術(shù)，也可以稱(chēng)作是光纖有源接入技術(shù)和光纖無(wú)源接入技術(shù)。

　　1.3 走進(jìn)電信基礎網(wǎng)絡(luò )的城域光以太網(wǎng)技術(shù)

　　光以太網(wǎng)技術(shù)在光城域網(wǎng)構建中最為主流技術(shù)之一，它使得以太網(wǎng)的優(yōu)越性擴展到了城域網(wǎng)范圍，并且也是具有很好的擴展性，它能非常方便地擴展用戶(hù)的數量。

　　達到提高光以太網(wǎng)的可運營(yíng)、可管理能力，該技術(shù)一直是主要發(fā)展方向。

　　為了提高以太網(wǎng)的可運營(yíng)和可管理能力，人們通過(guò)附加各種技術(shù)對傳統以太網(wǎng)進(jìn)行改造，試圖提高其智能化的程度，具體包括一下四點(diǎn)：利用MPLSoE、帶寬控制等技術(shù)實(shí)現對以太網(wǎng)的控制和分等級的QoS，利用VLAN、策略路由、Web認證等技術(shù)增強以太網(wǎng)的安全性和可管理性;利用AAA等技術(shù)實(shí)現對以太網(wǎng)接人用戶(hù)的計費和行為審計;將CDN技術(shù)、L4-L7交換技術(shù)應用于以太網(wǎng)交換設備中，提供面向用戶(hù)的個(gè)性化網(wǎng)絡(luò )服務(wù)。

　　2 光通信技術(shù)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，全光網(wǎng)絡(luò )也是人們堅持不懈追求的夢(mèng)想。

　　2.1 超大容量、超長(cháng)距離傳輸技術(shù)

　　波分復用技術(shù)在很大程度上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前景應用。

　　近年來(lái)波分復用系統發(fā)展也很迅速，目前1.6Tbit/的WDM系統已經(jīng)大量商用，同時(shí)全光傳輸距離也在很快擴展。

　　提高傳輸容量的另一種方法是采用 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)達到提高傳輸容量的，它實(shí)現的單信道最高速率達640Gbit/s。

　　提高光通信系統的容量?jì)H靠OTDM和WDM畢竟有限，所以能把多個(gè)OTDM信號進(jìn)行波分復用， 傳輸容量也能大幅提高。

　　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很小，對色散管理分布的要求也會(huì )降低，且RZ編碼方式對光纖非線(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通信系統大都采用了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。

　　2.2 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，經(jīng)過(guò)光纖長(cháng)距離傳輸后，速度和波形都保持不變。

　　利用光孤子作為載體實(shí)現長(cháng)距離無(wú)畸變的通信這就是光孤子通信，在零錯誤碼的情況下信息的傳遞可以達到萬(wàn)里之遙。

　　光孤子技術(shù)的發(fā)展前景：在傳輸速度上是采用超長(cháng)距離的高速通信，頻域和時(shí)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)使現在行速率10～20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大傳輸距離方面采用減少ASE、再生技術(shù)、重定時(shí)和整形等，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。

　　2.3 全光網(wǎng)絡(luò )

　　全光網(wǎng)將會(huì )成為未來(lái)的高速通信網(wǎng)。

　　全光網(wǎng)是指網(wǎng)絡(luò )中端到端用戶(hù)節點(diǎn)之間的信號通道保持著(zhù)光的形式，信號傳輸與交換也是全部采用光波技術(shù)，因為網(wǎng)絡(luò )中不用光電轉換器，也就允許存在各種不同的協(xié)議和編碼形式，信息傳輸也就具有透明性。

　　全光網(wǎng)的主要技術(shù)有光纖技術(shù)、SDH、光交換技術(shù)、OXC、光復用/去復用技術(shù)、無(wú)源光網(wǎng)技術(shù)、光纖放大器技術(shù)等。

　　2.3.1 全光網(wǎng)面臨的挑戰

　　(1)網(wǎng)絡(luò )管理 。

　　除了基本的功能之外，核心光網(wǎng)絡(luò )的網(wǎng)絡(luò )管理應包括光層波長(cháng)路由管理、端到端性能監控、保護與恢復、疏導和資源分配策略管理。

　　(2)互連和互操作。

　　目前ITU和光互連網(wǎng)論壇(OIF)正致力于互操作和互連的研究并且已取得一些進(jìn)展。

　　ITU的研究集中在開(kāi)發(fā)光層內實(shí)現互操作的標準。

　　然而OIF更多的是關(guān)注光層和網(wǎng)絡(luò )其他層之間的互操作性，并能集中進(jìn)行客戶(hù)層和光層之間接口定義的開(kāi)發(fā)。

　　(3)光性能監視和測試。

　　目前光層的性能監視和性能管理大部分還沒(méi)有標準定義，但正在開(kāi)發(fā)之中。

　　2.3.2 發(fā)展前景

　　通信網(wǎng)發(fā)展的目標是全光網(wǎng)，是由兩個(gè)階段完成。

　　全光傳送網(wǎng)為第一個(gè)階段，即在點(diǎn)對點(diǎn)光纖傳輸系統中，全程不需要任何光電的轉換。

　　長(cháng)距離傳輸完全靠光波沿光纖傳播，稱(chēng)為發(fā)端與收端間點(diǎn)對點(diǎn)全光傳輸。

　　完整的全光網(wǎng)為第二個(gè)階段。

　　在完成上述用戶(hù)間全程光傳送網(wǎng)以后，還有不少的信號處理、儲存、交換以及多路復用/分用、進(jìn)網(wǎng)/出網(wǎng)等功能都要由光子技術(shù)完成。

　　完成端到瑞的光傳輸、交換和處理等功能，這是全光網(wǎng)發(fā)展的第二階段，即完整的全光網(wǎng)。

　　參考文獻

　　[1]劉金海.淺議光通信技術(shù)在用戶(hù)接入網(wǎng)中的應用[j].中國信息化，2013(14).

　　[2]曾玉怡.光通信技術(shù)在寬帶通信中的應用[j].城市建設理論研究(電子版)， 2013(19).

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