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        論光纖通信的現(xiàn)狀及趨勢

        2016-12-31 11:32:29潘偉新方林之
        移動信息 2016年5期
        關(guān)鍵詞:全光波分孤子

        潘偉新 方林之

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        論光纖通信的現(xiàn)狀及趨勢

        潘偉新1方林之2

        1.西安通信學(xué)院,陜西 西安 710000 2.南京理工大學(xué),江蘇 南京 210000

        光纜通信在我國已有20多年的使用歷史,這也就是光通信技術(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。主要綜述我國光纖通信研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢。

        光纖通信技術(shù);發(fā)展歷史;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

        在當(dāng)下,光纖通信技術(shù)是通信技術(shù)中在實際運用中是非常有前途和發(fā)展的,即光纖通信技術(shù)已在現(xiàn)代化通訊中占據(jù)了極大的作用,可以說是非常重要的支柱。光纖通信技術(shù)作為全世界新一代信息技術(shù)革命的重要標(biāo)志之一,它已經(jīng)變?yōu)楝F(xiàn)在全面信息化社會中多元且復(fù)雜的信息的相當(dāng)主要傳輸媒介,并且將信息網(wǎng)架構(gòu)的整體面貌改變地更加深刻和具有廣泛性,人們在它身上(作為現(xiàn)代化信息社會最堅實的通信基礎(chǔ)身份)看到了大好的未來發(fā)展趨勢。

        1 光纖通信的概況

        1966年,美籍華人高錕(C·K·Kao)和霍克哈姆(C·A·Hockham)發(fā)表論文,他們通過反復(fù)的相對研究和實驗大膽地提出他們的觀點,低損耗的光纖是可以用于通信的,就這樣光纖通信的面紗從此就顯現(xiàn)了,是如此的神奇和便捷與快速,不得不使全世界的眼光駐足于此。1970年,美國康寧公司首次研制成功損耗為20dB/km的光纖,這一重要事件使光纖通信時代由此開始。光纖通信是以很高頻率(1014Hz數(shù)量級)的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質(zhì)的通信[1]。

        由于光纖通信具有損耗低、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。光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量從1980年到2000年增加了近一萬倍,傳輸速度在過去的10年中大幅提高約提高了100倍[2]。

        目前,光纖通信技術(shù)已有相當(dāng)長遠(yuǎn)的腳步,不斷出現(xiàn)出新技術(shù),從而通信能力也隨之大幅提升,同時其應(yīng)用范圍也隨之不斷多面化發(fā)展。

        2 光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀

        2.1 波分復(fù)用技術(shù)

        波分復(fù)用技術(shù)可以將單模光纖低損耗區(qū)帶來的巨大帶寬資源重新充分利用。根據(jù)每一信道光波的頻率(或波長)不同,將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道,將光波作為信號的載波,把波分復(fù)用器(合波器)作為發(fā)送端,將不同規(guī)定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端,再由一波分復(fù)用器(分波器)將這些不同波長承載不同信號的光載波分開。由于不同波長的光載波信號可以看作互相獨立(不考慮光纖非線性時),從而在一根光纖中可實現(xiàn)多路光信號的復(fù)用傳輸。

        2.2 光纖接入技術(shù)

        光纖接入網(wǎng)是信息高速公路的“最后一公里”。將信息傳輸?shù)母咚倩瘜崿F(xiàn),使大眾得以滿足,單有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)還不行,更為關(guān)鍵的是用戶接入部分,高速信息流進千家萬戶的關(guān)鍵技術(shù)是光纖接入網(wǎng)。

        在光纖寬帶接入中,由于不同的位置光纖所能到達(dá)的位置有所不同,有了不同的應(yīng)用如FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH,統(tǒng)稱FTTx。FTTH(光纖到戶)是光纖寬帶接入的最終方式,它提供全光的接入,所以,人們充分利用了光纖的寬帶特性,為用戶提供了所需要的不受限制的帶寬,使其需求得以最大化滿足。目前,以國內(nèi)的光纖接入技術(shù)可以為用戶提供FE或GE的帶寬,針對大中型企業(yè)用戶來說,是FE或GE比較理想的接入方式。

        3 光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

        人們就光纖通信而言,超高速,超大容,超長距傳輸是其不斷追求的,而全光網(wǎng)絡(luò)也是人們不懈追求的夢想。

        (1)超大容、超長距傳輸技術(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。波分復(fù)用技術(shù)在近些年來發(fā)展相當(dāng)迅速,目前1.6Tbit/的WDM系統(tǒng)已經(jīng)大量商用,并且全光傳輸距離也在大幅擴展。(2)如若單單靠OTDM和WDM來提高光通信系統(tǒng)的容量是有限,可以通過把多個OTDM信號進行波分復(fù)用,進而達(dá)到了大幅提高傳輸容量的目的。偏振復(fù)用(PDM)技術(shù)可以將相鄰信道的互相作用明顯減弱。在超高速通信系統(tǒng)中由于歸零(RZ)編碼信號所占空間較小,降低了對色散管理分布的要求,并且其編碼的方式的適應(yīng)能力較強對于光線的非線性和偏振模色散(PMD),因此現(xiàn)在的超大容WDM/OTDM通信系統(tǒng)基本上大都采用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。(3)光孤子通信。光孤子在超短光脈沖中是一種特殊的ps數(shù)量級脈沖,它的特點是可以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,所以經(jīng)過光纖長距離的傳輸后,波形和速度都依舊保持不變。由于光孤子通信可以實現(xiàn)長距離無畸變的通信通過以光孤子作為載體,可以在零誤碼的情況下信息傳遞可達(dá)萬里之遙?,F(xiàn)在光孤子通信實際運用仍然存在許多技術(shù)難題,但目前已取得的突破性進展使人們相信,光孤子通信在超長距、超高速、超大容的全光通信中,尤其在海底光通信系統(tǒng)中,有著及其廣闊的發(fā)展前景與光明的未來。(4)全光網(wǎng)絡(luò)。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,而在網(wǎng)絡(luò)中傳輸和交換過程中始終以光的形式存在,不再按比特進行交換機對用戶信息的處理,而通過其波長來決定路由。雖然傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)將節(jié)點間的全光化實現(xiàn),但依舊采取用電器用于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處,限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M一步提高,所以現(xiàn)在非常重要的話題已是——如何真正的全光網(wǎng)。目前,雖然全光網(wǎng)的發(fā)展迅速使人可喜,可全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展依舊是起步的階段,但它已顯現(xiàn)出了其特有的廣闊發(fā)展道路。以全球?qū)θ饩W(wǎng)的發(fā)展趨勢上看,想要打造一個真正的、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),解決電光這一重大難題已成為未來光通信發(fā)展的必然趨勢所向,更是未來全球信息網(wǎng)絡(luò)的及其重要的中心,亦是通信技術(shù)發(fā)展的超級別層次

        4 結(jié)束語

        現(xiàn)代在信息技術(shù)中,光通信技術(shù)已經(jīng)的非常重要支撐平臺,可謂是舉足輕重的地位,相信其在未來的發(fā)展中必定也會影響到未來的信息社會。及時全球通信曾舉足不前,但今后光通信市場仍然將呈現(xiàn)不斷上升趨勢。以全球現(xiàn)代通信的發(fā)展的趨勢來看,未來通信的主流寶座也會被它占據(jù)其一。全網(wǎng)信息的時代就在不久將來。

        [1]振榮.通訊手段的發(fā)展前景[J].管理科學(xué)文摘,1994(02):10.

        [2]高天.LTE關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展前景[J].中國新通信,2015(04):201-202.

        TN929.11

        A

        1009-6434(2016)05-0043-01

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