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光通信技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)
光通信技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)
摘 要 光通信技術(shù)在現(xiàn)代電信網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮著巨大作用，不斷改變著人們的通訊生活，它是世界新技術(shù)革命的重要標(biāo)志，更是未來通訊必不可少的工具。
本文對(duì)光通信技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行概述，并探討了其未來的發(fā)展趨勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】光通信技術(shù) 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)
1 光通信技術(shù)現(xiàn)狀
1.2 DWDM技術(shù)
寬帶城域網(wǎng)的建目前正成為電信建設(shè)的熱點(diǎn)。
由于DWDM技術(shù)的巨大帶寬以及傳輸數(shù)據(jù)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(tái)。
在長(zhǎng)途傳輸時(shí)，由于DWDM采用了EDFA將光信號(hào)直接放大，節(jié)省了許多的電中繼設(shè)備，從而在很大程度上節(jié)約了成本。
再者由于電中繼傳輸距離加長(zhǎng)，對(duì)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(yīng)用又提高了系統(tǒng)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(zhǎng)，DWDM系統(tǒng)中很多波長(zhǎng)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?yàn)楣饫w所到達(dá)的位置不同，有FTTB、FTTC、FTTCab、FTTH等不同的應(yīng)用(統(tǒng)稱FTTx)。
在FTTx中，除了FTTH是光纖已經(jīng)到達(dá)最終用戶之外，另外幾種光纖離最終和用戶都還差一段距離，光信號(hào)終接后，還需要采用金屬線或者無線接入的技術(shù)，才能達(dá)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，為更多用戶提供所需要不受限制的帶寬，充分滿足了寬帶接入的需求。
在FTTH應(yīng)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)，也可以稱作是光纖有源接入技術(shù)和光纖無源接入技術(shù)。
1.3 走進(jìn)電信基礎(chǔ)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(gòu)建中最為主流技術(shù)之一，它使得以太網(wǎng)的優(yōu)越性擴(kuò)展到了城域網(wǎng)范圍，并且也是具有很好的擴(kuò)展性，它能非常方便地?cái)U(kuò)展用戶的數(shù)量。
達(dá)到提高光以太網(wǎng)的可運(yùn)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(yùn)營(yíng)和可管理能力，人們通過附加各種技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)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(xiàn)對(duì)以太網(wǎng)的控制和分等級(jí)的QoS，利用VLAN、策略路由、Web認(rèn)證等技術(shù)增強(qiáng)以太網(wǎng)的安全性和可管理性;利用AAA等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)以太網(wǎng)接人用戶的計(jì)費(fèi)和行為審計(jì);將CDN技術(shù)、L4-L7交換技術(shù)應(yīng)用于以太網(wǎng)交換設(shè)備中，提供面向用戶的個(gè)性化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
2 光通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
對(duì)光纖通信而言，超高速度、超大容量和超長(zhǎng)距離傳輸一直是人們追求的目標(biāo)，全光網(wǎng)絡(luò)也是人們堅(jiān)持不懈追求的夢(mèng)想。
2.1 超大容量、超長(zhǎng)距離傳輸技術(shù)
波分復(fù)用技術(shù)在很大程度上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)中有廣闊的前景應(yīng)用。
近年來波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展也很迅速，目前1.6Tbit/的WDM系統(tǒng)已經(jīng)大量商用，同時(shí)全光傳輸距離也在很快擴(kuò)展。
提高傳輸容量的另一種方法是采用 OTDM技術(shù)，與WDM通過增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)來提高其傳輸容量不同，OTDM技術(shù)是通過提高單信道速率來達(dá)到提高傳輸容量的，它實(shí)現(xiàn)的單信道最高速率達(dá)640Gbit/s。
提高光通信系統(tǒng)的容量?jī)H靠OTDM和WDM畢竟有限，所以能把多個(gè)OTDM信號(hào)進(jìn)行波分復(fù)用， 傳輸容量也能大幅提高。
偏振復(fù)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(hào)在超高速通信系統(tǒng)中占空很小，對(duì)色散管理分布的要求也會(huì)降低，且RZ編碼方式對(duì)光纖非線性和偏振模色散(PMD)的適應(yīng)能力較強(qiáng)，因此現(xiàn)在的超大容量WDM/OTDM通信系統(tǒng)大都采用了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。
2.2 光孤子通信
光孤子是一種特殊的ps數(shù)量級(jí)的超短光脈沖， 由于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，經(jīng)過光纖長(zhǎng)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(xiàn)長(zhǎng)距離無畸變的通信這就是光孤子通信，在零錯(cuò)誤碼的情況下信息的傳遞可以達(dá)到萬里之遙。
光孤子技術(shù)的發(fā)展前景：在傳輸速度上是采用超長(zhǎng)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(yīng)用技術(shù)使現(xiàn)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)成為未來的高速通信網(wǎng)。
全光網(wǎng)是指網(wǎng)絡(luò)中端到端用戶節(jié)點(diǎn)之間的信號(hào)通道保持著光的形式，信號(hào)傳輸與交換也是全部采用光波技術(shù)，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中不用光電轉(zhuǎn)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(fù)用/去復(fù)用技術(shù)、無源光網(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(zhàn)
(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(yīng)包括光層波長(zhǎng)路由管理、端到端性能監(jiān)控、保護(hù)與恢復(fù)、疏導(dǎo)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的研究集中在開發(fā)光層內(nèi)實(shí)現(xiàn)互操作的標(biāo)準(zhǔn)。
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)行客戶層和光層之間接口定義的開發(fā)。
(3)光性能監(jiān)視和測(cè)試。
目前光層的性能監(jiān)視和性能管理大部分還沒有標(biāo)準(zhǔn)定義，但正在開發(fā)之中。
2.3.2 發(fā)展前景
通信網(wǎng)發(fā)展的目標(biāo)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(duì)點(diǎn)光纖傳輸系統(tǒng)中，全程不需要任何光電的轉(zhuǎn)換。
長(zhǎng)距離傳輸完全靠光波沿光纖傳播，稱為發(fā)端與收端間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)全光傳輸。
完整的全光網(wǎng)為第二個(gè)階段。
在完成上述用戶間全程光傳送網(wǎng)以后，還有不少的信號(hào)處理、儲(chǔ)存、交換以及多路復(fù)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(xiàn)
[1]劉金海.淺議光通信技術(shù)在用戶接入網(wǎng)中的應(yīng)用[j].中國(guó)信息化，2013(14).
[2]曾玉怡.光通信技術(shù)在寬帶通信中的應(yīng)用[j].城市建設(shè)理論研究(電子版)， 2013(19).
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