時間：2023-03-16 16:30:00
序論：在您撰寫激光通信技術(shù)論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
1.1光傳播通信技術(shù)的優(yōu)勢隨著4G時代的到來，光傳輸通信技術(shù)也得到了迅猛發(fā)展，在電力通信行業(yè)中也具有舉足輕重的的地位。OTN，PTN，ASON，PON等光傳播通信技術(shù)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，突破了傳統(tǒng)的SDH技術(shù)單一的傳輸方式，為光傳輸網(wǎng)絡(luò)帶來了新鮮的血液。光傳輸通信具有衰減小、信息容量大、安全性能能好、頻帶寬、體積小等優(yōu)勢，在穿距離的傳輸和特殊環(huán)境中不僅能夠降低對于已建成的網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)成本、提高寬帶服務(wù)質(zhì)量，更能實(shí)現(xiàn)移動通信行業(yè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的健康穩(wěn)步發(fā)展。[1]
1.2光傳播通信技術(shù)存在的問題縱觀光傳播技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展史，從世界上第一條光纖通信系統(tǒng)投入運(yùn)營到如今突飛猛進(jìn)的發(fā)展趨勢，整個過程中信息傳輸規(guī)模和安全可靠運(yùn)行也一直是電力通信部門關(guān)注的重點(diǎn)。光設(shè)備的傳輸雖然具有維護(hù)簡單、擴(kuò)容性較高,以及組網(wǎng)靈活等特點(diǎn),并且隨著科技的發(fā)展光端機(jī)也不斷提升出槽位寬度均勻、增加擴(kuò)容量等能力。但是,在社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的同時,這些光傳輸設(shè)備的老化程度也越來越嚴(yán)重,有大部分設(shè)備的性能甚至已經(jīng)很難滿足電力通信在傳輸方面的要求，當(dāng)緩慢的衰變積累到一定程度時將會產(chǎn)生系統(tǒng)的最終的失效。
2.光傳輸通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展研究
2.1光傳輸通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用近幾年我國在高速寬帶光傳輸技術(shù)方面取得了飛躍性的發(fā)展，我國在移動通信技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用方面也逐漸于國際接軌，成為全球高速寬帶光傳輸通信技術(shù)發(fā)展的重要推動力。高速帶寬光傳輸技術(shù)的核心是密集波分復(fù)用技術(shù)，隨著市場需求的消費(fèi)增長，在短短的時間內(nèi)就成為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重心。[2]OTN和PTN系統(tǒng)作為光傳輸通信技術(shù)的重要組成部分，在實(shí)際的核心層部署中得到了廣泛應(yīng)用，其兩者相聯(lián)合的組網(wǎng)模式，為運(yùn)營商帶來了強(qiáng)大的IP業(yè)務(wù)接入能力和靈活調(diào)度能力。
2.2光傳輸通信技術(shù)的發(fā)展在可預(yù)見的未來光傳輸通信技術(shù)將給人們的生活帶來重大變化，在無線網(wǎng)的環(huán)境中人們的工作、學(xué)習(xí)、出行等可以通過網(wǎng)絡(luò)獲得及時地、豐富地信息，變得更加便捷和簡單。有理由相信，隨著光傳輸通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以及配套技術(shù)的進(jìn)一步完善，并且積極整合各方面的通信技術(shù)的優(yōu)勢，光傳輸通信技術(shù)在4G移動通信新時代的潛力將是無限的。光傳輸通信技術(shù)的發(fā)展推動著城域傳輸網(wǎng)不斷統(tǒng)一和融合，是運(yùn)營商共同組建扁平化網(wǎng)絡(luò)的最佳選擇。光傳輸通信技術(shù)不斷的發(fā)展使得其生命周期大大延長。光傳輸技術(shù)100Gb/s的發(fā)展也突破了一定范圍下數(shù)字信號中光載波攜帶信息量無法提高的問題，并且將光載波能夠攜帶的信息量提高了一倍。
2.3光傳輸通信技術(shù)前景分析隨著社會需求的不斷增長，4G新時代下光傳輸通信技術(shù)的研究為綜合業(yè)務(wù)數(shù)字的發(fā)展帶來了迅猛的發(fā)展。在未來的光傳輸通信技術(shù)的發(fā)展中，源節(jié)點(diǎn)至目的節(jié)點(diǎn)之間的信號傳輸與交換過程中將會采用以光交換技術(shù)和波分復(fù)用傳輸技術(shù)作為核心基礎(chǔ)技術(shù)。隨著科技人員的不斷研發(fā)，以WDM技術(shù)為主導(dǎo)結(jié)OTN、PTN系統(tǒng)的應(yīng)用必定會逐漸取代取代DWDM和MST的地位成為光傳輸通信技術(shù)的主流技術(shù)。其自身所具有的優(yōu)勢順應(yīng)了業(yè)務(wù)IP化和網(wǎng)絡(luò)扁平化的趨勢，因此受到越來越多的運(yùn)營商的重視，到目前為止，中國通訊運(yùn)營商三大巨頭移動、電信、聯(lián)通已經(jīng)積極的投入設(shè)計制造。
3.結(jié)語
光通信在最近幾十年的發(fā)展
光通信技術(shù)中最有發(fā)展前景的當(dāng)屬光纖通信技術(shù)了，在最近幾十年來發(fā)展最好最快的也是光纖通信技術(shù)。光纖通信技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三代，從工作波長為0.85μm的多模光纖通信逐漸發(fā)展為工作波長為1.3μm的單模光纖通信，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展到工作波長為1.55μm的光纖通信系統(tǒng)，這些年的進(jìn)步很好的解決了光通信系統(tǒng)的色散問題。不僅如此在這些年光源也放上的很大的變化，發(fā)生了從發(fā)光二極管到半導(dǎo)體激光器的變化。半導(dǎo)體激光器的出現(xiàn)大大的提高了傳輸信息的效率，而且半導(dǎo)體激光器與二級發(fā)光體比較具有更高的功率和更長的使用壽命。光纖和光源的發(fā)展大大的緩解了信息衰減和色散的問題，加大了光纖的通信容量，提高了光纖通信的效率。另外在光網(wǎng)絡(luò)協(xié)議方面也有了很大的發(fā)展。目前的技術(shù)種為了方便用戶使用圖像、數(shù)據(jù)、語音等業(yè)務(wù)，目前的重點(diǎn)是寬帶接入網(wǎng)建設(shè)。寬帶接入包括光纖、無線、同軸電纜和xDSL這幾種方式，這些主要是基于分組交換方式的接入，其中以光纖接入為主。光纖接入分為有源方式接入和無源方式接入兩種，即利用SDH或PDH為傳輸通道和無源光網(wǎng)絡(luò)方式，光纖的非線性問題隨著光纖放大器的廣泛應(yīng)用而逐漸顯現(xiàn)出來。光纖的非線性主要指四波混頻效應(yīng)、自相位調(diào)制效應(yīng)、交叉相位調(diào)制效應(yīng)、受激喇曼效應(yīng)、受激布里淵效應(yīng)等。其中一些效應(yīng)會使得系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)惡化，使得信號脈沖展寬、波型畸變、信號之間串?dāng)_。通過合理的使用某些非線性效應(yīng)，我們可以研制出新型的光器件。
光通信技術(shù)的發(fā)展前景
1光纖通信技術(shù)的發(fā)展前景
為了更好的建設(shè)下一代網(wǎng)絡(luò)就必須得構(gòu)建一個擁有巨大傳輸容量的光纖基礎(chǔ)設(shè)施，而由于光纜高達(dá)20年的壽命以及過高的造價，光纖基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計和構(gòu)建必須具有前瞻性，應(yīng)該結(jié)合設(shè)備和系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展趨勢來設(shè)計。同時由于下一代電信網(wǎng)對容量的高要求以及頻率的高寬度，這一代的光纖性能已經(jīng)無法滿足需求，必將被淘汰，那么開發(fā)新一代的光纖將勢在必行。在G.652.A光纖的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)并取得一定成果的G.652C/D光纖很好的解決了色散斜率的問題，減低系統(tǒng)成本，而且能實(shí)現(xiàn)更長距離和更大容量的傳輸?；谶@些原因，具有更長使用壽命的新一代光纖必將得到更好的發(fā)展。
2波分復(fù)用系統(tǒng)的發(fā)展前景
隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，大量的信息進(jìn)行發(fā)送、傳輸、接收使信息傳輸操作面臨嚴(yán)峻的形勢。我國正在建設(shè)信息高速公路，綜合考慮傳輸速度快、信息量大、出錯率小等因素，光纖傳輸最為適合。光纖全稱光導(dǎo)纖維，由玻璃或者塑料制成的纖維，由包層、內(nèi)芯和樹脂涂層三部分組成，每根光纖內(nèi)芯很細(xì)，由包層保護(hù)，光纖聚集在一起形成光纜。光纖又分為單模光纖和多模光纖。光纖通信采用光波傳輸，通信帶寬大、抗干擾性好和信號衰減小等優(yōu)點(diǎn)，成為了現(xiàn)在主流傳輸方式，它是一個龐大的系統(tǒng)，由每一部分協(xié)調(diào)運(yùn)行。
2 光纖通信技術(shù)的發(fā)展史
近幾十年來，通信技術(shù)發(fā)展迅速，隨著通信技術(shù)要求越來越高，光纖通信具有帶寬高、出錯率小、傳輸快速等特點(diǎn)，使其逐漸走進(jìn)人們視野，成為應(yīng)用最廣泛的通信技術(shù)。目前，我國主干網(wǎng)基本上也都是光纖通信，但仍存在一些不足。為了更好、更安全的通信，我們需了解光纖通信技術(shù)的發(fā)展史。光纖通信技術(shù)起源于國外，20世紀(jì)五六十年代，開始研制出光纖，但那個時候光纖的損耗高達(dá)每千米358分貝。后又經(jīng)過英國科學(xué)家?guī)啄甑难芯浚芯砍隼碚摀p耗可以減少到每千米19分貝的新型光纖。接著日本也開始研究光纖，但還是沒能達(dá)到最低損耗。最后，康寧公司采用粉末法研制出了每千米損耗20分貝的石英光纖。最近，摻鍺石英光纖損耗降到了每千米0.2分貝，已經(jīng)達(dá)到了石英光纖理論上提出的最低損耗極限。
3 光纖通信技術(shù)
3.1 光纖通信技術(shù)概述
光纖采用光波通信，光纖是一種由玻璃或塑料制成的纖維,利用全反射原理來傳輸信息的材料。光纖的發(fā)射裝置的一端采用發(fā)光二極管或者一束激光將光脈沖傳輸至光纖，另一端接收裝置采用光敏元件檢測脈沖信號。光纖又分單模光纖和多模光纖，單模光纖的直徑在8um-10um之間，多模光纖的直徑有50um和62.5um兩種。兩者相比，單模光纖的傳輸距離更長。
3.2 光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)
3.2.1 傳輸帶寬高、容量大
光纖與雙絞線和同軸電纜相比，其傳輸帶寬高及信息容量大。帶寬高和光纖的直徑?jīng)]有直接關(guān)系，即：不會由于光纖的直徑大而帶寬高 。隨著光纖通信系統(tǒng)各個終端設(shè)備技術(shù)的改進(jìn)，與密集波分復(fù)用技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，使得光纖的通信帶寬高及信息容量大。
3.2.2 損耗低，傳輸距離長
在光纖、雙絞線和同軸電纜三種傳輸介質(zhì)中，光纖的傳輸損耗最低。由于損耗低，那么傳輸?shù)木嚯x相對而言也就長。減少了通信系統(tǒng)中的中繼器使用量，從而降低了布置整個系統(tǒng)的成本，直接給運(yùn)營商帶來更好的經(jīng)濟(jì)利益。
3.2.3 抗干擾性好，保密性強(qiáng)
光纖以石英為材料制成，石英有較好的絕緣性、抗腐蝕性，從而抗電磁波干擾性強(qiáng)，不會形成接地回路。一般電磁波傳輸容易泄露信息，從而保密性差，而光纖基本上不會發(fā)生串?dāng)_現(xiàn)象，保密性強(qiáng)。光纖在通信中，受環(huán)境影響極小，可見光纖適用于強(qiáng)電領(lǐng)域。光纖還有質(zhì)量小，輕便，布網(wǎng)方便，成本低，原材料石英豐富，耐高溫等特點(diǎn)。
4 現(xiàn)代光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀
21世紀(jì)，光纖通信技術(shù)快速發(fā)展起來。光纖通信技術(shù)主要是引入了光纖接入網(wǎng)技術(shù)和波分復(fù)用技術(shù)，從而大大的提高了通信的質(zhì)量和安全性。
4.1 光纖接入網(wǎng)技術(shù)
光纖接入網(wǎng)技術(shù)是光纖通信技術(shù)一個全新的領(lǐng)域，來實(shí)現(xiàn)信息快速和高速傳輸，滿足了人們生活的需求。光纖接入網(wǎng)技術(shù)由寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)和用戶接入各部分組成。光纖接入網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)或者最后一個環(huán)節(jié)就是用戶接入技術(shù)。要想所有用戶實(shí)現(xiàn)信息的高速傳輸，滿足用戶的帶寬需求，用戶接入技術(shù)主要是對接入網(wǎng)的用戶終端而言，通過該技術(shù)為用戶提供方便，方便為用戶提高不受限制的寬帶，來滿足用戶需求。光纖接入網(wǎng)技術(shù)除了為網(wǎng)絡(luò)通信主干網(wǎng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸外，還負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中所有用戶接入網(wǎng)絡(luò)的用戶接入技術(shù)。目前，根據(jù)光纖寬帶的接入位置，來進(jìn)一步區(qū)分光纖，主要有FTTB、FTTC、FTTCab、FTTH等類型。首先，介紹光纖到戶技術(shù)，簡稱FTTH。光纖到戶技術(shù)主要在光纖寬帶接入方面來提供全光的接入方式。光纖到戶技術(shù)利用光纖帶寬的特點(diǎn)，先收集寬帶信息，接下來整理處理寬帶信息，最后傳輸寬帶信息。通過這樣的操作來給用戶提供所需要的帶寬，來滿足用戶上網(wǎng)需求和信息傳輸需求?？梢姡饫w接入網(wǎng)的最后一個環(huán)節(jié)是光纖到戶技術(shù)。根據(jù)光纖到戶技術(shù)不同的應(yīng)用來看主要分為光纖有源接入技術(shù)和光纖無源接入技術(shù)兩種形式。光纖有源接入技術(shù)實(shí)際上就是點(diǎn)到點(diǎn)的P2P技術(shù)，其主要為用戶可以實(shí)現(xiàn)用戶PC到服務(wù)器終端的直接連接，P2P可以實(shí)現(xiàn)高帶寬接入；光纖無源接入技術(shù)則為一點(diǎn)到多點(diǎn)的XPON技術(shù)。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信方式一般都具有通信瓶頸的問題，光纖接入網(wǎng)技術(shù)能夠很好地解決這個問題，能夠滿足主干網(wǎng)絡(luò)或者核心網(wǎng)絡(luò)的傳輸通信信息量。為了更好地滿足用戶和網(wǎng)絡(luò)的傳輸需求，通常光纖接入網(wǎng)技術(shù)會結(jié)合SDH. ATM等多種技術(shù)混合使用，產(chǎn)生GPON、APON和EPON三種技術(shù)。一般而言，在電路交換性的業(yè)務(wù)通常使用GPON技術(shù)；只在信息傳輸過程中起到點(diǎn)對多點(diǎn)的連接作用的是EPON；相比較而言APON技術(shù)相對復(fù)雜，其用的比較少。
4.2 波分復(fù)用技術(shù)
波分復(fù)用技術(shù)是使用波分復(fù)用器，來大大降低光纖的損耗，從而來提高帶寬，傳輸更大的信息量。波分復(fù)用技術(shù)可以使用在不同的光波頻段和不同的波長，將傳輸?shù)牡蛽p耗窗口分為很多個單通信管道。波分復(fù)用技術(shù)同時也在發(fā)送端裝備波分復(fù)用器，利用它把不同的信號一起傳送到光纖中，再利用光纖進(jìn)行信息的傳輸。同樣也在接收端安裝波分復(fù)用器，其作用是把光纖中輸出的信號再按不同的頻率和波長進(jìn)行分開處理。在接收端分離這些不同信號過程中，在同一個信道里的光波信號是獨(dú)立的，從而實(shí)現(xiàn)不同光波信號在同一個信道里傳輸，即光復(fù)用技術(shù)傳輸。目前，波分復(fù)用技術(shù)在飛速發(fā)展，使用范圍不斷擴(kuò)大。波分復(fù)用技術(shù)其中的粗波分復(fù)用技術(shù)，其信道間隔為20nm，采用波分復(fù)用技術(shù)中的集體發(fā)送和劃分，從而實(shí)現(xiàn)在1260nm-1620nm范圍內(nèi)波長的波分復(fù)用。采用此技術(shù)能夠大大降低光器件的成本，從而提高運(yùn)營商的經(jīng)濟(jì)利益，同時也在很大程度上提高了信道容量。因此，波分復(fù)用技術(shù)得到了很多運(yùn)營商的好評并得到了很大程度的應(yīng)用。
4.3 光放大技術(shù)
在光纖接入網(wǎng)技術(shù)和波分復(fù)用技術(shù)兩個技術(shù)成熟的同時，為了更好地通信，進(jìn)一步引入光放大技術(shù)，光放大技術(shù)主要是采用光放大器對光信號進(jìn)行放大加強(qiáng)。光放大技術(shù)很大程度上促進(jìn)了光復(fù)用技術(shù)、光孤子通信以及全光網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展。在放大傳信號之前，應(yīng)該進(jìn)行OEO變換，即：光電變換及電光變換。
5 總結(jié)
隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，互聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)、云計算、平臺、移動互聯(lián)網(wǎng)將人類帶入了高速的信息時代，互聯(lián)網(wǎng)和通信方式改變著人們的生活、工作方式，通信方式發(fā)生了質(zhì)的飛躍。同時，人們對通信系統(tǒng)的傳輸性能，也提出了更高的要求。通信方式從電纜通信、微波通信、光纖通信，再到目前的研究熱點(diǎn)高速光纖通信。光纖通信是三大支柱通信方式的主體。光纖通信系統(tǒng)，顧名思義，是利用光作為載波、以光纖作為傳輸媒介進(jìn)行傳輸信息的通信系統(tǒng)，光纖實(shí)際上是一種極細(xì)的光導(dǎo)纖維，由純度很高的玻璃拉制而成。普通光纖通信的傳輸速率一般是10Gb/s，高速光纖通信的傳輸速率可達(dá)到40Gb/s、160Gb/s甚至更高。事實(shí)上，在光纖通信的不同發(fā)展階段，高速的含義是不同的。目前通常把STM-16等級以上的系統(tǒng)稱為高速光纖通信系統(tǒng)，也有人稱之為超高速光纖通信系統(tǒng)。光纖通信作為當(dāng)前三大通信方式的主體，有著較為明顯的優(yōu)勢：光纖通信的頻帶較寬，可用帶寬約50000GHz，容量大可同時傳輸更多的路數(shù)；光纖通信比任何的傳輸都具有更小的損耗，損耗小帶來的直接好處就是中繼距離長，傳輸穩(wěn)定可靠；另外抗電磁干擾性強(qiáng)、保密性好。
2高速光纖通信系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)
高速光纖通信系統(tǒng)快速發(fā)展，并得到廣泛應(yīng)用的同時，也存在著一些問題。比如光信噪比（OSNR），OSNR是光纖信號與噪聲的比值，OSNR的大小直接影響傳輸信號質(zhì)量的優(yōu)劣，OSNR過大，傳輸距離會相應(yīng)減小。另外，色散、非線性效應(yīng)等問題也是影響高速光纖通信傳輸?shù)闹饕蛩?。色散會使脈沖展寬、強(qiáng)度降低，增大誤碼率，信號畸變失真，直接降低通信質(zhì)量。色散一般分為兩類：群速度色散和偏振模色散（PMD）。群速度色散和偏振模色散效應(yīng)對系統(tǒng)的傳輸性能、傳輸速率和傳輸距離都會有明顯的損害。PMD的問題在以往的光纖傳輸中就存在，傳輸速率越高，PMD的影響也越加明顯。光纖傳輸?shù)乃p、消耗和色散與光纖長度為線性關(guān)系，光纖的帶寬與光纖長度為非線性關(guān)系，這一非線性關(guān)系即為非線性效應(yīng)。非線性效應(yīng)分為散射效應(yīng)、與折射密切相關(guān)的自相位調(diào)制SPM、交叉相位調(diào)制XPM和四波混頻效應(yīng)FWM，其中XPM和FWM對系統(tǒng)影響較為嚴(yán)重。因此，研究OSNR、色散和非線性效應(yīng)問題是解決高速光纖通信系統(tǒng)高質(zhì)量傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)。
3高速光纖通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
1.1分組交換技術(shù)
1.1.1虛電路方式
網(wǎng)絡(luò)傳輸采用虛電路方式，源節(jié)點(diǎn)在與目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信之前，首先必須建立一條虛電路（邏輯連接），路徑就是從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)，然后通過這條虛電路才能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，這條虛電路上的數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束以后，就釋放這條虛電路路徑。
1.1.2數(shù)據(jù)報文方式
我們在使用數(shù)據(jù)報方式時，交換機(jī)在傳輸報文數(shù)據(jù)的過程中，不必記錄每條打開的虛電路，可以建立一張路由表來指明交換機(jī)的輸出線路。而且在數(shù)據(jù)報傳輸方式中，每一個進(jìn)入的報文進(jìn)行一次路由選擇，這個選擇就由每一個交換節(jié)點(diǎn)決定，并且每個報文的路由選擇都是獨(dú)立于其他報文。
1.2電路交換技術(shù)
電路上的交換是在源地址和目的之間建立一條實(shí)在的物理專用鏈路，可以通過多路復(fù)用技術(shù)產(chǎn)生，也可以由一條實(shí)在的物理鏈路構(gòu)成。電路交換技術(shù)支持則要按需連接，在通信結(jié)束時該條鏈路就會被切斷。
2廣域網(wǎng)連接技術(shù)
我們除了使用傳統(tǒng)的公共電話交換網(wǎng)PSTN之外，還有以下種類廣域網(wǎng)連接技術(shù)。
（1）ATM：全稱：AsynchronousTransferMode（異步傳輸模式），使用的連接方式是基于信源交換。ATM歸類于高速傳輸介質(zhì)，例如E3、T、SONET。ATM網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬峰值可以達(dá)到10Gbps。
（2）X.25：X.25協(xié)議主要支持計算機(jī)（不相同的公共網(wǎng)絡(luò)上）在網(wǎng)絡(luò)層上，使用第三者中間計算機(jī)進(jìn)行通信。
（3）幀中繼（FR）：一種類似于X.25的高速分組的交換報文數(shù)據(jù)的通信服務(wù)。幀中繼主要用于本局域網(wǎng)與其他局域網(wǎng)之間的連接通信服務(wù)。
（4）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）：一種數(shù)據(jù)通信通過數(shù)字信道實(shí)現(xiàn)的傳輸網(wǎng)，一般是使用單點(diǎn)對單點(diǎn)或者單點(diǎn)對多點(diǎn)的數(shù)字專線或?qū)＞W(wǎng)。（DDN）提供的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)率最低為2Mbit/s，峰值可達(dá)到45Mbit/s甚至更高。
（5）綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）：數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)的一種國際標(biāo)準(zhǔn)，是一種非常典型的電路的交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它主要是傳輸語音和數(shù)據(jù)，通過普通的銅纜以獲得更高的速率和質(zhì)量。ISDN是完全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)電路，連接速度和數(shù)據(jù)服務(wù)上它能夠提供穩(wěn)定的環(huán)境。
（6）同步光學(xué)網(wǎng)絡(luò)（SONET）/數(shù)字分級網(wǎng)絡(luò)（SDH）：同步光學(xué)網(wǎng)絡(luò)（SONET）是光纖高速網(wǎng)絡(luò)通信的國際標(biāo)準(zhǔn)。SONET則是以建立起光學(xué)媒體等級的網(wǎng)絡(luò)通信為目的，網(wǎng)絡(luò)帶寬介于51.8Mbit/s和10Gbit/s之間或更高。在歐洲與SONET相對等的產(chǎn)物則是SDH。
（7）交換式多兆位數(shù)據(jù)服務(wù)（SMDS）：這個是眾多寬帶技術(shù)的一種，通過IEEE802.6中的，分布排列雙總線（DQDB）方式為基礎(chǔ)。SMDS服務(wù)也可以使用銅質(zhì)的介質(zhì)或者光纖。它所支持的通信網(wǎng)絡(luò)帶寬包括DS-1的1.545Mbit/s或DS-3的44.735Mbit/s。
3數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議
在每條廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連接上，數(shù)據(jù)報文必須先被封裝成幀，才能通過廣域網(wǎng)鏈路傳輸，這需要采用網(wǎng)絡(luò)層中鏈路層的協(xié)議。廣域網(wǎng)所使用的鏈路層協(xié)議例舉如下。
（1）HDLC：面向比特的，控制數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議之一就有HDLC，同步PPP的基礎(chǔ)也是HDLC協(xié)議。
（2）PPP：為了讓路由器到路由器和主機(jī)到網(wǎng)絡(luò)的連接暢通，通過同步電路和異步電路提供可靠協(xié)議。包括IP在內(nèi)的多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議能與PPP協(xié)同工作，PPP還內(nèi)置安全機(jī)制，如PAP和CHAP的認(rèn)證。
（3）SLIP：Internet協(xié)議中使用的串行線路，主要是TCP/IP的單點(diǎn)對單點(diǎn)進(jìn)行串行連接的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，不過目前已被PPP取代。
（4）LAPB：全稱LinkAccessProcedureBalancedforX.25，在X.25和DTE設(shè)備之間通信連接，或者DCE與DCE設(shè)備之間的通信和數(shù)據(jù)幀的組織，都是由該協(xié)議負(fù)責(zé)管理的
（5）幀中繼（FR）：一種類似于X.25的高速分組的交換報文數(shù)據(jù)的通信服務(wù)。幀中繼主要用于本局域網(wǎng)與其他局域網(wǎng)之間的連接通信服務(wù)。
筆者認(rèn)為,光纖通信技術(shù)尚有很大的發(fā)展空間,今后會有很大的需求和市場。主要是:光纖到家庭FTTH、光交換和集成光電子器件方面會有較大的發(fā)展。在此主要討論光纖通信的發(fā)展趨勢和市場。
光纖通信的發(fā)展趨勢
1、光纖到家庭(FTTH)的發(fā)展
FTTH可向用戶提供極豐富的帶寬,所以一直被認(rèn)為是理想的接入方式,對于實(shí)現(xiàn)信息社會有重要作用,還需要大規(guī)模推廣和建設(shè)。FTTH所需要的光纖可能是現(xiàn)有已敷光纖的2～3倍。過去由于FTTH成本高,缺少寬帶視頻業(yè)務(wù)和寬帶內(nèi)容等原因,使FTTH還未能提到日程上來,只有少量的試驗(yàn)。近來,由于光電子器件的進(jìn)步,光收發(fā)模塊和光纖的價格大大降低;加上寬帶內(nèi)容有所緩解,都加速了FTTH的實(shí)用化進(jìn)程。
發(fā)達(dá)國家對FTTH的看法不完全相同:美國AT&T認(rèn)為FTTH市場較小,在0F62003宣稱:FTTH在20-50年后才有市場。美國運(yùn)行商Verizon和Sprint比較積極,要在10—12年內(nèi)采用FTTH改造網(wǎng)絡(luò)。日本NTT發(fā)展FTTH最早,現(xiàn)在已經(jīng)有近200萬用戶。目前中國FTTH處于試點(diǎn)階段。
FTTH[遇到的挑戰(zhàn):現(xiàn)在廣泛采用的ADSL技術(shù)提供寬帶業(yè)務(wù)尚有一定優(yōu)勢。與FTTH相比:①價格便宜②利用原有銅線網(wǎng)使工程建設(shè)簡單③對于目前1Mbps—500kbps影視節(jié)目的傳輸可滿足需求。FTTH目前大量推廣受制約。
對于不久的將來要發(fā)展的寬帶業(yè)務(wù),如:網(wǎng)上教育,網(wǎng)上辦公,會議電視,網(wǎng)上游戲,遠(yuǎn)程診療等雙向業(yè)務(wù)和HDTV高清數(shù)字電視,上下行傳輸不對稱的業(yè)務(wù),AD8L就難以滿足。尤其是HDTV,經(jīng)過壓縮,目前其傳輸速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技術(shù)開發(fā),可壓縮到5～6Mbps。通常認(rèn)為對QOS有所保證的ADSL的最高傳輸速串是2Mbps,仍難以傳輸HDTV。可以認(rèn)為HDTV是FTTH的主要推動力。即HDTV業(yè)務(wù)到來時,非FTTH不可。
FTTH的解決方案:通常有P2P點(diǎn)對點(diǎn)和PON無源光網(wǎng)絡(luò)兩大類。
F2P方案一一優(yōu)點(diǎn):各用戶獨(dú)立傳輸,互不影響,體制變動靈活;可以采用廉價的低速光電子模塊;傳輸距離長。缺點(diǎn):為了減少用戶直接到局的光纖和管道,需要在用戶區(qū)安置1個匯總用戶的有源節(jié)點(diǎn)。
PON方案——優(yōu)點(diǎn):無源網(wǎng)絡(luò)維護(hù)簡單;原則上可以節(jié)省光電子器件和光纖。缺點(diǎn):需要采用昂貴的高速光電子模塊;需要采用區(qū)分用戶距離不同的電子模塊,以避免各用戶上行信號互相沖突;傳輸距離受PON分比而縮短;各用戶的下行帶寬互相占用,如果用戶帶寬得不到保證時,不單是要網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容,還需要更換PON和更換用戶模塊來解決。(按照目前市場價格,PEP比PON經(jīng)濟(jì))。
PON有多種,一般有如下幾種:(1)APON:即ATM-PON,適合ATM交換網(wǎng)絡(luò)。(2)BPON:即寬帶的PON。(3)OPON:采用通用幀處理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太網(wǎng)技術(shù)的PON,0EPON是千兆畢以太網(wǎng)的PON。(5)WDM-PON:采用波分復(fù)用來區(qū)分用戶的PON,由于用戶與波長有關(guān),使維護(hù)不便,在FTTH中很少采用。
發(fā)達(dá)國家發(fā)展FTTH的計劃和技術(shù)方案,根據(jù)各國具體情況有所不同。美國主要采用A-PON,因?yàn)锳TM交換在美國應(yīng)用廣泛。日本NTT有一個B-FLETts計劃,采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多種技術(shù)。SCM-PON:是采用副載波調(diào)制作為多信道復(fù)用的PON。
中國ATM使用遠(yuǎn)比STM的SDH少,一般不考慮APON。我們可以考慮的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的優(yōu)缺點(diǎn)前面已經(jīng)說過,目前比較經(jīng)濟(jì),使用靈活,傳輸距離遠(yuǎn)等;宜采用。而比較GPON和EPON,各有利弊。GPON:采用GFP技術(shù)網(wǎng)絡(luò)效率高;可以有電話,適合SDH網(wǎng)絡(luò),與IP結(jié)合沒有EPON好,但目前GPON技術(shù)不很成熟。EPON:與IP結(jié)合好,可用戶電話,如用電話需要借助lAD技術(shù)。目前,中國的FTTH試點(diǎn)采用EPON比較多。FTTH技術(shù)方案的采用,還需要根據(jù)用戶的具體情況不同而不同。
近來,無線接入技術(shù)發(fā)展迅速?？捎米鱓LAN的IEEE802.11g協(xié)議,傳輸帶寬可達(dá)54Mbps,覆蓋范圍達(dá)100米以上,目前已可商用。如果采用無線接入WLAN作用戶的數(shù)據(jù)傳輸,包括:上下行數(shù)據(jù)和點(diǎn)播電視VOD的上行數(shù)據(jù),對于一般用戶其上行不大,IEEES02.11g是可以滿足的。而采用光纖的FTTH主要是解決HDTV寬帶視頻的下行傳輸,當(dāng)然在需要時也可包含一些下行數(shù)據(jù)。這就形成“光纖到家庭+無線接入”(FTTH+無線接入)的家庭網(wǎng)絡(luò)。這種家庭網(wǎng)絡(luò),如果采用PON,就特別簡單,因?yàn)榇薖ON無上行信號,就不需要測距的電子模塊,成本大大降低,維護(hù)簡單。如果,所屬PON的用戶群體,被無線城域網(wǎng)WiMAX(1EEE802.16)覆蓋而可利用,那么可不必建設(shè)專用的WLAN。接入網(wǎng)采用無線是趨勢,但無線接入網(wǎng)仍需要密布于用戶臨近的光纖網(wǎng)來支撐,與FTTH相差無幾。FTTH+無線接入是未來的發(fā)展趨勢。
2、光交換的發(fā)展什么是通信?
實(shí)際上可表示為:通信輸+交換。
光纖只是解決傳輸問題,還需要解決光的交換問題。過去,通信網(wǎng)都是由金屬線纜構(gòu)成的,傳輸?shù)氖请娮有盘?交換是采用電子交換機(jī)。現(xiàn)在,通信網(wǎng)除了用戶末端一小段外,都是光纖,傳輸?shù)氖枪庑盘?。合理的方法?yīng)該采用光交換。但目前,由于目前光開關(guān)器件不成熟,只能采用的是“光-電-光”方式來解決光網(wǎng)的交換,即把光信號變成電信號,用電子交換后,再變還光信號。顯然是不合理的辦法,是效串不高和不經(jīng)濟(jì)的。正在開發(fā)大容量的光開關(guān),以實(shí)現(xiàn)光交換網(wǎng)絡(luò),特別是所謂ASON-自動交換光網(wǎng)絡(luò)。
通常在光網(wǎng)里傳輸?shù)男畔?一般速度都是xGbps的,電子開關(guān)不能勝任。一般要在低次群中實(shí)現(xiàn)電子交換。而光交換可實(shí)現(xiàn)高速XGbDs的交換。當(dāng)然,也不是說,一切都要用光交換,特別是低速,顆粒小的信號的交換,應(yīng)采用成熟的電子交換,沒有必要采用不成熟的
大容量的光交換。當(dāng)前,在數(shù)據(jù)網(wǎng)中,信號以“包”的形式出現(xiàn),采用所謂“包交換”。包的顆粒比較小,可采用電子交換。然而,在大量同方向的包匯總后,數(shù)量很大時,就應(yīng)該采用容量大的光交換。目前,少通道大容量的光交換已有實(shí)用。如用于保護(hù)、下路和小量通路調(diào)度等。一般采用機(jī)械光開關(guān)、熱光開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。目前,由于這些光開關(guān)的體積、功耗和集成度的限制,通路數(shù)一般在8—16個。
電子交換一般有“空分”和“時分”方式。在光交換中有“空分”、“時分”和“波長交換”。光纖通信很少采用光時分交換。
光空分交換:一般采用光開關(guān)可以把光信號從某一光纖轉(zhuǎn)到另一光纖?？辗值墓忾_關(guān)有機(jī)械的、半導(dǎo)體的和熱光開關(guān)等。近來,采用集成技術(shù),開發(fā)出MEM微電機(jī)光開關(guān),其體積小到mm。已開發(fā)出1296x1296MEM光交換機(jī)(Lucent),屬于試驗(yàn)性質(zhì)的。
光波長交換:是對各交換對象賦于1個特定的波長。于是,發(fā)送某1特定波長就可對某特定對象通信。實(shí)現(xiàn)光波長交換的關(guān)鍵是需要開發(fā)實(shí)用化的可變波長的光源,光濾波器和集成的低功耗的可靠的光開關(guān)陣列等。已開發(fā)出640x640半導(dǎo)體光開關(guān)+AWG的空分與波長的相結(jié)合的交叉連接試驗(yàn)系統(tǒng)(corning)。采用光空分和光波分可構(gòu)成非常靈活的光交換網(wǎng)。日本NTT在Chitose市進(jìn)行了采用波長路由交換的現(xiàn)場試驗(yàn),半徑5公里,共有43個終端節(jié),(試用5個節(jié)點(diǎn)),速率為2.5Gbps。
自動交換的光網(wǎng),稱為ASON,是進(jìn)一步發(fā)展的方向。
3、集成光電子器件的發(fā)展
如同電子器件那樣,光電子器件也要走向集成化。雖然不是所有的光電子器件都要集成,但會有相當(dāng)?shù)囊徊糠质切枰沂强梢约傻摹Ｄ壳罢诎l(fā)展的PLC-平面光波導(dǎo)線路,如同一塊印刷電路板,可以把光電子器件組裝于其上,也可以直接集成為一個光電子器件。要實(shí)現(xiàn)FTTH也好,ASON也好,都需要有新的、體積小的和廉價的和集成的光電子器件。
日本NTT采用PLO技術(shù)研制出16x16熱光開關(guān);1x128熱光開關(guān)陣列;用集成和混合集成工藝把32通路的AWG+可變光衰減器+光功率監(jiān)測集成在一起;8波長每波速串為80Gbps的WDM的復(fù)用和去復(fù)用分別集成在1塊芯片上,尺寸僅15x7mm,如圖1。NTT采用以上集成器件構(gòu)成32通路的OADM。其中有些已經(jīng)商用。近幾年,集成光電子器件有比較大的改進(jìn)。
中國的集成光電子器件也有一定進(jìn)展。集成的小通道光開關(guān)和屬于PLO技術(shù)的AWG有所突破。但與發(fā)達(dá)國家尚有較大差距。如果我們不迎頭趕上,就會重復(fù)如同微電子落后的被動局面。
光纖通信的市場
眾所周知,2000年IT行業(yè)泡沫,使光纖通信產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模爆炸性地發(fā)展,產(chǎn)品生產(chǎn)過剩。無論是光傳輸設(shè)備,光電子器件和光纖的價格都狂跌。特別是光纖,每公里泡沫時期價格為羊1200,現(xiàn)在價格Y100左右1公里,比銅線還便宜。光纖通信的市場何時能恢復(fù)?
根據(jù)RHK的對北美通信產(chǎn)業(yè)投入的統(tǒng)計和預(yù)測,如圖2.在2002年是最低谷,相當(dāng)于倒退4年?，F(xiàn)在有所回升,但還不能恢復(fù)。按此推測,在2007-2008年才能復(fù)元。光纖通信的市場也隨IT市場好轉(zhuǎn)。這些好轉(zhuǎn),在相當(dāng)大的程度是由FTTH和寬帶數(shù)字電視所帶動的。
就目前的網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)趨勢來看，網(wǎng)絡(luò)的綜合化、集成化、智能化和高可靠性已成為必然的發(fā)展趨勢。但是，目前基于電的時分復(fù)用方式技術(shù)已經(jīng)到達(dá)瓶頸，但是光纖的可用帶寬只利用可利用的不到1%，其潛力是很大的。單就基于光路的波分復(fù)用(WDM)來講，目前的商業(yè)水平可達(dá)到270左右，研究實(shí)現(xiàn)的水平1000左右，理論可同時傳播360億路的電話。波分復(fù)用的在目前的研究水平上，理論極限大約是15000個波長。國外已有相關(guān)人員在一根光纖中傳輸了65536個光波，這充分說明了密集波分復(fù)用的無限可能性。我們有充分的理由相信，以后在光路方面的發(fā)展，將會使光纖通信技術(shù)更上一個臺階。
2光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)業(yè)務(wù)趨勢
可以說IP技術(shù)改變了我們的生活，其依賴的光纖通信技術(shù)更可以實(shí)現(xiàn)我們更多的夢想。IP技術(shù)的核心是IP尋址，是基于TCP/IP協(xié)議，其中最主要的兩個協(xié)議是IP協(xié)議和TCP協(xié)議，這兩個協(xié)議保證了信息在網(wǎng)絡(luò)中的可靠傳輸。未來的IP業(yè)務(wù)將承載的不只有文字，更有圖像視頻，構(gòu)成未來網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)一種基于光纖的智能化網(wǎng)絡(luò)平臺，以滿足人們對網(wǎng)絡(luò)的不同程度的需求。以IP技術(shù)為主流的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，將會是當(dāng)今世界信息化的發(fā)展方向?，F(xiàn)在幾乎已經(jīng)把能否有效支持IP業(yè)務(wù)作為一項(xiàng)技術(shù)能否長久的標(biāo)志。目前IP技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，要拓展更多的IP業(yè)務(wù)，無疑需要網(wǎng)絡(luò)開發(fā)商創(chuàng)造出性價比更高的低廉傳輸成本。光纖通信技術(shù)能很好的滿足這方面的要求。因此，光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將會是現(xiàn)代IP業(yè)務(wù)發(fā)展的基礎(chǔ)和方向。
3光纖網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展方向
從30多年前光纖的問世開始，光纖的傳輸速率就在不斷的提高。有統(tǒng)計表明，在過去的10年中，光纖的傳輸速率提高了100倍左右。預(yù)計在未來的十年，還將再提高100倍左右。IP技術(shù)使得三網(wǎng)融合，包括通信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，成為可能。這就需要更高速可靠的信息傳播途徑，因此，必須讓傳遞信息的介質(zhì)能夠支持這些業(yè)務(wù)。就目前來看，互聯(lián)網(wǎng)的通信基本上可以分為三類：人與人，如IP電話；計算機(jī)與人，如網(wǎng)頁服務(wù)；計算機(jī)與計算機(jī)，如郵件。這些通信對網(wǎng)絡(luò)的要求也不盡相同。因此，建立一個全新透明的全光路網(wǎng)絡(luò)就會是此類技術(shù)發(fā)展的必由之路，我們稱之為光聯(lián)網(wǎng)。這不但會使傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)更加可靠便捷，而且會促進(jìn)一些無法預(yù)料到的新業(yè)務(wù)產(chǎn)生。不難想到，基于光路的波分復(fù)用(WDM)技術(shù)，將會是未來光聯(lián)網(wǎng)道路上的先驅(qū)。光聯(lián)網(wǎng)將會將會實(shí)現(xiàn)以下幾個基本功能：1）超高速的傳輸速率；2）靈活的網(wǎng)絡(luò)重組；3）網(wǎng)絡(luò)層的透明性，對下層網(wǎng)絡(luò)傳輸機(jī)制透明；3）更易的擴(kuò)展性，允許網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)量的不斷增長；4）更快速的網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)速度；5）同時實(shí)現(xiàn)光路和應(yīng)用層的聯(lián)網(wǎng)，使其有更健壯的物理層恢復(fù)能力。鑒于光聯(lián)網(wǎng)的巨大優(yōu)勢和潛力，目前一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)投入了巨大的人力、財力和物力對其進(jìn)行研究和實(shí)施。光聯(lián)網(wǎng)將會是電聯(lián)網(wǎng)以后又一個互聯(lián)網(wǎng)的革命。這不光對我們國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要意義，而且對國家的信息安全有著重要的戰(zhàn)略意義。我們能夠預(yù)測到，在不久的將來，隨著光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們的通信能夠朝著傳輸速率更高、信號更加穩(wěn)定的方向發(fā)展，人們在各種復(fù)雜情況之下的通訊要求也能夠不斷地得以滿足。
4結(jié)語
