光纤通信技术的发展趋势

光纤通信技术的发展趋势摘要对超高速传输系统、光纤通信技术领域的主要发展热点进行了简要介绍和展望，大容量波分多路复用系统、光网络技术、下一代光纤、IP over SDH和IP over光纤和光纤访问网络。关键字：光纤超高速传输大容量波分复用光网络光通信的诞生和发展是通信史上的一场重要革命。近年来，随着技术的发展，随着通信管理体制的改革和通信市场的逐步全面开放，光通信的发展再次大放异彩梁开发的新局面，本文旨在对光通信领域的主要发展热点进行简要说明和展望。单向超高速系统的开发在过去2O年的通信发展史上，网络容量的要求和传输速度的提高一直是一对周要矛盾。传统光通信的发展，传输速度每次都遵循电的时分多路复用(TDM)方法增加4倍，每比特的传输成本减少了约30%到40%。因此，高比特率系统的经济效益大致上是由于指数增长，光通信系统的传输速度持续了20多年增长的根本原因。当前商业系统从45Mbps增加到10Gbps，其速度在20年内增长20O0倍，比同期微电子技术的集约度增长快得多。高速系统的出现并没有使产业变大提供传输容量，以及各种新业务，特别是宽带服务和多媒体的可能性。目前，10Gbps系统运行着大型设备网络，世界各地安装了5000多个终端和中继器在北美，欧洲、日本和澳大利亚也已经开始了很多应用。我国也将在不久的将来开始现场实验。请注意，10Gbps系统对光缆极化模式的分布很敏感，没有已安装的电缆您可以满足10Gbps系统的开放和使用要求，并且只有经过实际测试和认证后，才能安装开通。理论上，基于时分多路复用的高速系统(如实验室)的速度将进一步提高使用色度色散和偏振模式色散补偿和伪三进制(即双二进制)，波特率达到了4OGbps编码后可以传输100公里。但是使用电时分多路复用增加传输容量的方法已经接近硅和镓由于砷技术的局限性，没有多大潜力挖掘，而且电力的40Gbps系统具有高性能价格比和实用性因为能否成功是未知的因素，所以更现实的方法是利用光的多路复用方式。光复的方法很好有多种，但目前只有wave division multiplexing(WDM)方法进入了大规模业务阶段，其他方法仍在测试中研究阶段。双向大容量WDM系统的进化光纤接入|光纤传输如前所述，利用电的时分多路系统的扩展潜力尽在掌握，但光纤的200nm可用带宽是其本身来源不到1%，只有99%的资源尚未发掘。发送多个波长适当交错的光源信如果号码在单极光纤中同时传递，光纤的信息传输容量可能会大大增加。wavelet multiplexing(WDM)基本想法。采用波分复用系统的主要优点包括：(1)充分利用光纤的巨大带宽成本源、容量可以快速扩展100倍以上；(2)大容量远距离传输可以节省大量光纤使用播放器可以大大降低传输成本。(3)引入宽度，不考虑信号速度和电调制新业务的便利手段(4)通过WDM网络进行网络交换和恢复预计不会影响未来生存性好的光纤网络。考虑到这些应用程序的巨大好处和近年来技术上的重大进步和市场动态，波分多路复用是发展很快。如果把1995年视为起飞年，全球销售额只有1亿美元，2000美元预计每年超过40亿美元，2005年达到120亿美元的发展趋势令人惊讶。当前全球现实部署了3，000多个WDM系统，320Gbps(2*16*10Gbps)的实用系统，美国lucent发布了总容量为200Gbps(80*2.5Gbps)的80波长WDM系统或400Gbps(40*10Gbps)。实验室的最高水平达到了2.6Tbps(13*20Gbps)。预想不到一个实用的系统，提供1Tbps的容量。可以说是近两年来的大容量高密度波分复用系统系统开发是光纤通信发展史上的另一个里程碑。不仅完全开发了无限的光传输密钥路径。它也是IP业务爆炸性发展的催化剂和下一代光传输网灵活光节点的基础。3光网络实现战略方向上述实用的波分复用系统技术尽管传输容量巨大，但基本上以点到点方式工作灵活性和可靠性不理想的基于信件的系统。如果光纤路径也可以实现SDH这样的电力如果有道路上的分割功能和交叉连接功能，肯定会增加新的力量。根据这个基本想法，光插入多路转换器(OADM)和光交叉连接设备(OXC)都是在实验室开发的投入商业。光网络的基本目的是：(1)实现大容量光网络。(2)实现网络可扩展性，允许徐网络节点数和业务规模增加；(3)网络可重构，实现灵活网络重构目的(4)实现网络的透明度，使所有系统和其他标准信号可以相互连接。(5)快速实现网络恢复，恢复时间高达100毫秒。因为光网络有如此大的潜在优势，发达国家投入了大量的人力、物力、财力研究，特别是美国国防部预备研究局(DARPA)，为Be11core等一系列光纤网络项目提供了资金主要开发的“web技术合作计划(ONTC)”，以lucent为中心开发的“全光通信网络”词典研究规划”、“多波长光网络(MONET)”和“国家透明光网络(NTON)”等。在欧洲和日本也在进行类似的光网络项目。光纤访问|光纤传输摘要光网络继SDH电网络之后，成为另一个新的光通信发展高潮。它的标准化工作基本上在2000年完成，该设备的商业化时间也达到了2000年左右。建设最大的基地很明显。灵活、容量大的国家骨干光网络不仅是未来的国家信息基础设施(NII)奠定了坚实的物理基础，实现了我国下世纪信息产业和国民经济的飞跃而且国家的安全具有非常重要的战略意义。4新一代光纤近年来，随着IP业务量的爆炸式增长，通信网络正走向下一代可持续发展展示，以及传输容量大的光纤基础设施建设是下一代网络的物理基础。传统G.652单模光纤暴露出适应上述超高速远距离传输网络开发要求的无力情况，新型光纤的开发已成为下一代网络基础设施开发的重要组成部分。为了适应现在的干线根据网络和大都会区域网络的不同发展需要，有两种新类型的光纤：零分散纤维(G.655纤维)和无水吸收峰纤维(传播纤维)。4.1新一代非零分散光纤非零分散光纤(G.655光纤)的基本设计思想在1550窗口工作波长区域具有合理的低分布，足以支持10Gbps的远距离传输，而无需分布式补偿节省了分布式补偿器和附加光放大器的成本。同时，漫射值会保留非零性质。具有大于2ps/(nm.km)的最小值，可以抑制4波混合和交叉相位调整非线性影响，如满足TDM和DWDM两种开发的同时适合开启具有足够多波长的DWDM系统的系统方向的需要。为了上述目的，零色散点可以移动到短波长侧(通常为15101520nm)范围)或长波长侧(接近157nm)，以表示1550nm附近的工作波长区域中的一定大小的颜色分摊值以满足上述要求。在1550nm波长区域，典型G.655光纤的色散值为G.652光纤的六分之一到因此，分布式补偿距离大约是G.652光纤的6-7倍，分布式补偿成本(包括光放大器)，分布式补偿器及安装调试)比G.652光纤低得多。4.2大都会区域网络必须直接支持比远距离网络复杂得多、变化多端的业务环境因此，用户需要频繁的流量清理和带宽管理功能。但是传输距离很短。通常50 80公里，光纤放大器很少使用，光纤色散也不是问题。显然在这样的应用环中环境中业务规模上下光纤在网络设计中最经济高效的方法。招聘具有数百个多路复用波长的高密度波分复用技术将是非常有希望的解决方案。此时，您可以将不同比例的工作量分配到不同波长，利用光路选择和插补工作量。在这些应用中，关键是开发具有尽可能宽的可用波段的光纤。影响当前可用频带的1385nm附近的吸水峰是主要因素，因此，如果能消除此峰，光纤就有可用的光谱预计将大幅扩大。传播光纤是在这种情况下诞生的。传播纤维采用全新的生产工艺，几乎可以完全消除水封引起的衰退。除以没有峰，传播光纤就像普通标准G.652匹配包层光纤。但是，因为没有水峰、光纤可以打开第五个低损耗窗口，因此具有多种优点，包括：(1)可用波长范围增加到100nm，光纤的总可用波长范围从大约200nm增加到300奈米，可重复使用的波长数目大幅增加。(2)在上述波长范围内，光纤的色散只有155Onm波长范围的一半，因此是实际的高比特率远距离传输；(3)可以将其他业务分配给最适合这些业务的波长传输，从而提高网络管理。(4)如果可用波长范围大大扩大，则可以使用更宽的波长间隔、波长准确度和稳定性查找组件，尤其是手动组件的成本较低的光源、耦合器、分割器和其他组件减少会降低总体系统成本。5 IP over SDH和IP over Optical以IP业务为中心的数据业务是当今世界信息产业发展的主要推动力，是否有效IP业务支持已成为新技术能否具有长期技术寿命的标志。目前，ATM和SDH都支持IP over ATM和IP over SDH这两种IP。IP over ATM具有ATM的速度、粒度、多服务支持的优点、IP的简单性、灵活性、除了网络体系结构复杂以外，可扩展性和统一性都很好，可以达到互补的目的。低传输效率，大开销损失(高达25%到30%)。SDH和IP的组合可以补充上述IP over。ATM的弱点。基本想法是通过点到点协议(PPP)将IP数据包直接映射到SDH帧中间失去了复杂的ATM层。首先，将IP数据包封装在PPP中，并使用HDLC组帧。将字节同步映射到SDH中的VC程序包，然后将相应的SDH开销添加到STM-n帧。IP over SDH实质上将internet保留为IP网络的未连接功能，形成统一的平面网络简化网络体系结构，提高传输效率，降低成本，轻松插入和兼容IP组系统实现网络间的互连。最大的优点是减少了ATM方法中不可缺少的标头开销和IP over通过ATM打包和分段组装功能透明地增加25%到30%的容量，针对成本较高的wan非常珍贵。缺点是网络容量和拥塞控制能力下降，大型网络路由表过于复杂。业务分类，没有优先级业务质量，无法保证高质量业务的质量，不适合多业务平台，基于承载IP服务的网络理想程序。千兆位高速路由器的商业化发展趋势很强。这项技术的核心是千兆位速度路由器。这项技术最近发展得很创新Cisco的12，000系列千兆位交换路由器(GSR)以千兆位速率5至60gbps的多带宽交换功能，提供灵活的拥塞管理、组广播和QOS功能支持高达2.5Gbps的主干网速度和10Gbps的未来升级。这种新型的高速转发包延迟将路由器的端口密度和端口成本降低了几十微秒(与ATM相比)。不再是问题了。总之，随着千兆位高速路由器的成熟和IP业务的大幅增长，IP overSDH将越来越广泛地使用。光纤访问|光纤传输但是，从长远来看，当IP业务增长需要超过2.4Gbps的链路容量时，这是可能的最终消除了中间SDH层，IP通过光纤路径直接运行，形成了一个非常简单、集成的IP网络结构(IP over)光学)。显然，这是减少和减去中间ATM层和SDH层的最简单、最直接的体系结构分层结构、减少网络设备重叠功能、简化设备、降低网络管理复杂性、特殊不是网络配置的复杂性。额外开销最低，传输效率最高。通过业务量工程设计与IP的非对称通信特性相匹配。还可以使用光纤环路的保护光纤吸收突发业务。避免数量缓存，减少延迟。节省昂贵的ATM交换机和许多常用SDH多路复用设备，从而简化通过网络管理和波分多路复用技术，预计总成本比传统电路交换网络降低1-2倍左右！总之，现实世界是多样性的，网络解决方案也不会是单一、特定技术的选择也与特定通信操作员的背景有关。三种IP传输技术都是通信网络发展的不同时期和网络的其他部分发挥着自身的历史作用。但是从面向未来的角度看，IP over Optical将是最具长期生命力的技术。尤其是IP业务逐渐成为网络的主导业务，这一对最适合IP业务的传输技术将是未来网络(尤其是主干网)的传输技术。很长吧IP over ATM、IP overSDH和IP over Optical是互补的，每个都是最佳利用活动和领域。6解决整个网络瓶颈的手段光接入网络在过去的几年中，网络的核心部分无论是交换还是传输，都发生了巨大的变化更新了几代人。不久，网络的这一部分将完全数字化，软件支配，控制，提高学位整合和智能网络。另一方面，传统的访问网络仍然受90%的双绞线支配以上)，原来落后的模拟系统。两者在技术上的巨大对比说明访问网络实际上受到了限制整个网络开发的瓶颈。尽管有一系列解决这个瓶颈的技术手段，例如双重双绞线xDSL系统、同轴电缆的HFC系统、宽带无线接入系统能够从根本上彻底解决这一瓶颈的唯一长期技术手段就是光接入网络。在访问网络中使用光纤访问网络的主要目的是降低维护成本和故障率。开发新设备，增加新的收