现代通信网之光纤通信论文
现代通信网论文
—论光纤通信技术
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光纤通信技术的发展及未来
摘要:
光导纤维通信简称光纤通信,原理是利用光波作为载波,以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式。实际应用中的光纤通信系统使用的不是单根的光纤,而是许多光纤聚集在一起而组成的光缆。光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命,光纤通信传输具有频带宽、损耗低、抗干扰能力强等诸多优点。
关键词: 光纤通信、光波、接入技术
随着技术的进步和电信管理体制的改革,通信技术正向着大容量、长距离、高速度迅猛的发展着。由于光波具有极高的频率(大约3亿兆赫兹),也就是说具有很高的带宽,可以容纳巨大的通信信息,所以用光波作为载体进行通信也随着发展起来。
一、光纤通信技术的现状
为了适应网络发展和传输流量提高的需求,传输系统供应商都在技术开发上不懈努力。目前,以日本为代表的发达国家,在光纤传输方面实现了10.96Thit/s(274xGbit/s)的实验系统,对超长距离的传输也已达到了4000km无电中继的技术水平。在光网络方面,光网技术合作计划(ONTC)、多波长光网络(MONET)、泛欧光子传送重叠网(PHOTON)、泛欧光网络(OPEN)、光通信网管理(MOON)、光城域通信网(MTON)、波长捷变光传送和接入网(WOTAN)等一系列研究项目的相继启动、实施与完成,为下一代宽带信息网络,尤其为承载未来IP业务的下一代光通信网络奠定了良好的基础。
(1)复用技术
光传输系统中,要提高光纤带宽的利用率,必须依靠多信道系统。常用的复用方式有:时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、频分复用(FDM)、空分复用(SDM)和码分复用(CDM)。目前的光通信领域中,WDM技术比较成熟,它能几十倍上百倍地提高传输容量。
(2)宽带放大器技术
掺饵光纤放大器(EDFA)是WDM技术实用化的关键,它具有对偏振不敏感、无串扰、噪声接近量子噪声极限等优点。但是普通的EDFA放大带宽较窄,约有35nm(1530~1565nm),这就限制了能容纳的波长信道数。进一步提高传输容量、增大光放大器带宽的方法有:(1)掺饵氟化物光纤放大器(EDFFA),它可实现75nm的放大带宽;(2)碲化物光纤放大器,它可实现76nm的放大带宽;(3)控制掺饵光纤放大器与普通的EDFA组合起来,可放大带宽约80nm;
(4)拉曼光纤放大器(RFA),它可在任何波长处提供增益,将拉曼放大器与EDFA结合起来,可放大带宽大于100nm。
(3)光纤接入技术
随着通信业务量的增加,业务种类更加丰富。人们不仅需要语音业务,而且高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已得到用户青睐。这些业务不仅要有宽带的主干传输网络,用户接人部分更是关键。只有带宽能力强的光纤接人,其核心网和城域网的容量潜力才能真正发挥出来。光纤接入中极有优势的PON技术早就出现了,它可与多种技术相结合,例如ATM、SDH、以太网等。现今95%的局域网都使用以太网,所以选择以太网技术应用于对IP数据最佳的接入网是最佳选择。
二、光纤通信技术的未来
光纤通信对人类而言,其超高速度、超大容量、超长距离一直都是人们追求的目标,光纤到户及全光网络更是人们追求的梦想。
(1)全光网络
全光网络是以光节点代替电节点,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,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、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,网络结构简单,组网非常灵活,可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术,它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。目前全光网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WDM技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然方向。
(2)光纤到户
现在移动通信发展速度惊人,因其带宽有限,终端体积不可能太大,显示屏幕受限等因素,人们依然追求陸能相对占优的固定终端,希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它有极大的带宽,它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。随着技术的更新换代,光纤到户的成本大大降低,不久可降到与DSL和HFC网相当,这使FITH的实用化成为可能。美国在2002年前后的12个月中,FTTH的安装数量增加了200%以上。在我国,光纤到户也是势在必行,光纤到户的实验网已在武汉、成都等市开展,预计2012年前后,我国从沿海到内地将兴起光纤到户建设高潮。可以说光纤到户是光纤通信的一个亮点,伴随着相应技术的成熟与实用化,成本降低到能承受的水平时,FTTH的大趋势是不可阻挡的。
(3)光孤子通信
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应平衡,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的无畸变通信,在零误码率的情况下信息传递可以达到数万里。
三、结束语
光纤通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到至关重要的作用。在国内各研发机构、科研院所、大学的科研人员的共同努力下,我国也已研制开发了一些具有自主知识产权的光通信高技术产品,取得了一批重要的研究与应用成果。光纤通信在未来的通信领域中将大放光彩。
参考资料:
1、孙学康、张金菊 光纤通信技术 人民邮电出版社
2、杨淑雯 全光光纤通信网 科学出版社
3、陈才和 光纤通信 电子工业出版社
4、张宝富等 全光网络 人民邮电出版社
5、孙青华 现代通信技术 人民邮电出版社