淺談光纖通信技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

漆曉靜

【摘要】 光纖通信是指利用光纖光纜高速的傳送光信號(hào)的通信方式。隨著IP業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，光纖通信以及應(yīng)用到了鐵路運(yùn)輸通信、廣播通信、電力通信、郵電通信、石油通信、軍事通信等領(lǐng)域。本文主要介紹光纖通信現(xiàn)有的幾種關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵字】 光纖通信 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

【引言】光纖通信是以光波作為載波信號(hào)，在光纖里面進(jìn)行高速率的傳輸。光纖通信之所以能替代原有的電纜通信并且得到快速發(fā)展，其原因還是歸功于它自己的優(yōu)勢(shì)。光單纖上面的傳輸速率就可以達(dá)到40Gbps以上，在理論上來講它的帶寬可以達(dá)到30億兆赫茲，這是電纜傳輸很難企及的高度，這也是光纖通信的一大優(yōu)勢(shì)。除了可以高速率大容量傳輸這兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)以外，它還具備傳輸距離遠(yuǎn)、抗電磁干擾能力強(qiáng)、便于鋪設(shè)和運(yùn)輸、原材料資源豐富、安全性能高、適應(yīng)性強(qiáng)、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

一、現(xiàn)在的關(guān)鍵技術(shù)

光纖通信在原理上來說，光信號(hào)在光纖里面是進(jìn)行全反射，經(jīng)過了幾代變化，現(xiàn)在的光纖基本上可以達(dá)到零色散以及極限值上的零損耗。一個(gè)光纖通信系統(tǒng)通常是由發(fā)射電端機(jī)、發(fā)射光端機(jī)、接收光端機(jī)、接收電端機(jī)以及連接發(fā)射和接收光端機(jī)的光纖線路組成的?，F(xiàn)在的電信號(hào)芯片能夠做到的速率還不太高。雖然目前實(shí)驗(yàn)室情況下完全可以達(dá)到40Gbps的傳輸速率，但是以為成本的問題，40G商用的解決方案，有4*10G和2.5*16這兩種方式，里面使用4路驅(qū)動(dòng)和4路接收，在加MUX/DEMUX的合分復(fù)用，使用一個(gè)激光器和一個(gè)光接收器來完成。從中我們可以看出，影響光纖傳輸速率的很大一個(gè)因素是光通信網(wǎng)絡(luò)中所使用到的光電子器件、光纖技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。

1.1光電子器件的關(guān)鍵技術(shù)

為了補(bǔ)償長(zhǎng)距離的傳輸?shù)膿p耗，在光纖線路上還配置了光放大器。為了在單根光纖上實(shí)現(xiàn)大容量傳輸，還配置了波分復(fù)用器（WDW）、解復(fù)用器（DE-MUX）、1*N星型耦合器和矩陣光開關(guān)等。其中發(fā)射二極管（LD）和接收二極管（PD）研發(fā)和生產(chǎn)是光通信產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)。光源部分主要采用光纖激光器，光纖激光器（Fiber Laser）是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質(zhì)的激光器，光纖激光器可在光纖放大器的基礎(chǔ)上開發(fā)出來。在泵浦光的作用下光纖內(nèi)極易形成高功率密度，造成激光工作物質(zhì)的激光能級(jí)“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”，當(dāng)適當(dāng)加入正反饋回路（構(gòu)成諧振腔）便可形成激光振蕩輸出。按照光纖材料的種類，光纖激光器可分為晶體光纖激光器、非線性光學(xué)型光纖激光器、稀土類摻雜光纖激光器、塑料光纖激光器。

1.2光纖技術(shù)

隨著新技術(shù)的日新月異，g655光纜的投入運(yùn)用、摻餌光纖放大器（EDFA）的研制成功，打破了光纖通信傳輸距離受光纖損耗的限制，使全光通信距離延長(zhǎng)至幾千公里，給光纖通信帶來了革命性的變化。

1.3網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

現(xiàn)在最為先進(jìn)的是ASON，即以光傳送網(wǎng)（OTN）為基礎(chǔ)的自動(dòng)交換傳送網(wǎng)?；驹O(shè)想是在光傳送網(wǎng)中引入控制平面，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的按需分配從而實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的智能化。使未來的光傳送網(wǎng)能發(fā)展為向任何地點(diǎn)和任何用戶提供連接的網(wǎng)，成為一個(gè)由成千上萬個(gè)交換接點(diǎn)和千萬個(gè)終端構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，并且是一個(gè)智能化的全自動(dòng)交換的光網(wǎng)絡(luò)。

二、光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)在的光纖通信得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但是隨著用戶數(shù)量的增加、用戶對(duì)體驗(yàn)效果的要求增多以及想要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化、安全化，光纖通信還是有很多不足的地方。光纖通信未來的發(fā)展趨勢(shì)肯定是超高速、超大容量的智能化控制的安全通信方式。現(xiàn)在先進(jìn)的ASON技術(shù)雖然可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化控制，但是它對(duì)交換設(shè)備的要求很高，故設(shè)備成本就高。比較經(jīng)濟(jì)的組網(wǎng)方式有兩種：

1、ASON+DWDM組網(wǎng)方案。利用DWDM系統(tǒng)的大容量和長(zhǎng)途傳輸能力以及ASON節(jié)點(diǎn)的寬帶容量和靈活調(diào)度能力，可以組建一個(gè)功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)。在這樣的網(wǎng)絡(luò)中，尤其在骨干和匯聚層網(wǎng)絡(luò)，ASON節(jié)點(diǎn)可以完成傳統(tǒng)SDH設(shè)備所能完成的所有功能，并提供更大的節(jié)點(diǎn)寬帶容量，更靈活和更快捷的電路調(diào)度能力 ，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運(yùn)營費(fèi)用也比較低。ASON節(jié)點(diǎn)所能提供的單節(jié)點(diǎn)交叉容量可以大大緩解網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的“瓶頸”問題。

2、ASON和SDH混合組網(wǎng)方案。ASON可以基于G.803規(guī)范的SDH傳送網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，也可以基于G.872規(guī)范的光傳送網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，因此，ASON可與現(xiàn)有SDH傳送網(wǎng)絡(luò)混合組網(wǎng)。ASON與現(xiàn)有電信網(wǎng)絡(luò)的融合是一個(gè)漸進(jìn)的過程，先在現(xiàn)有的SDH網(wǎng)絡(luò)形成一個(gè)個(gè)ASON，然后逐步形成整個(gè)的ASON。這一發(fā)展過程與PDH向SDH設(shè)備的過渡非常相似。

參 考 文 獻(xiàn)

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