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1、浅谈光纤通信的发展与展望 :TN92:A:1672-3791(2012)08(a)-0015-02 光纤通信就是利用光波作为载波来传送信息,而以光纤作为传输介质实现信息传输,达到通信目的的一种最新通信技术。通信的发展过程是以不断提高载波频率来扩大通信容量的过程,光频作为载频已达通信载波的上限,因为光是一种频率极高的电磁波,因此用光作为载波进行通信容量极大,是过去通信方式的千百倍,具有极大的吸引力,光通信是人们早就追求的目标,也是通信发展的必然方向。 1光纤通信发展状况 对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标,而全光X络也
2、是人们不懈追求的梦想。超大容量、超长距离传输技术波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量,在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛,目前1.6Tbit/的系统已经大量商用,同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用(OTDM)技术,与通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同,OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量,其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。 2光孤子通信 光纤损耗和色散是限制常规线性光纤通信传输容量和距离的主要原因。随着光纤制作技术的不断发展和完善,其已经接近理论极限,
3、光纤色散就成为了光纤通信发展的瓶颈。人们花了上百年时间探讨,发现由光纤非线性效应所产生的光孤子可以抵消光纤色散的作用,利用光孤子进行通信,可以很好解决这个问题,从而形成了新一代光纤通信系统,也是21世纪最有发展前途的通信方式。光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲,由于它在光纤的反常色散区,群速度色散和非线性效应相互平衡,因而经过光纤长距离传输后,波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信,在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。 光孤子技术未来的前景是:在传输速度方面采用超长距离的高速通信,时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉
4、冲的产生和应用技术使现行速率10～20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE,光学滤波使传输距离提高到100000km以上;在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。当然实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题,但目前已取得的突破性进展使人们相信,光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系统中,有着光明的发展前景。 3全光X络发 传统的光X络实现了节点间的全光化,但在X络结点处仍用电器件,限制了通信X干线总容量的提高,因此真正的全光X络成为非常重要的课题。全光X络以光节点代替电节
5、点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机按用户信息的波长来决定路由。全光X络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性,并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率,X络结构简单,组X非常灵活,可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然全光X络的发展并不可能独立于众多通信技术,它必须要与因特X、ATMX、移动通信X等相融合。目前全光X络的发展仍处于初期阶段,但已显示出良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以技术与光交换技术为主的光X络层,建立纯粹的全光X络,消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然趋势,更是未
6、来信息X络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。未来的高速通信X将是全光X。目前,全光X络的发展仍处于初期阶段,但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以技术与光交换技术为主的光X络层,建立纯粹的全光X络,消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息X络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。 4光交换 光交换是指光纤传送的光信号直接进行交换。长期以来,实现高速全光X一直受交换问题的困扰。因为传统的交换技术需要将数据转换成电信号才能进行交换,然后再转换成光信号进行传输,这些光电转换设备体积过于庞大,并且价格昂
7、贵。而光交换完全克服了这些问题。因此,光交换技术必然是未来通信X交换技术的发展方向。它能够保证X络的可靠性,并能提供灵活的信号路由平台,还可以克服纯电子交换形成的容量瓶颈,省去光电转换的笨重庞大的设备,进而大大节省建X和X络升级的成本。若采用全光X技术,将使X络的运行费用节省70%,设备费用节省90%。所以说光交换技术代表着人们对光通信技术发展的一种希望。现在全世界各国都正在积极研究开发全光X络产品,其中关键产品便是光变换技术的产品。目前市场上的光交换机大多数是光电和光机械的,随着光交换技术的发展和成熟,基于热学、液晶、声学、
