光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)

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1、光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)光纖通信一直是推動(dòng)整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基本動(dòng)力之一,是現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。本文對(duì)光纖通信的主要發(fā)展趨勢(shì)作一簡(jiǎn)述與展望,包括納米技術(shù)與光纖通信、光交換、PON、光孤子通信。關(guān)鍵詞:光纖通信光交換PON光孤子通信光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命,光纖通信技術(shù)發(fā)展所涉及的范圍,無(wú)論從影響力度還是影響廣度來(lái)說(shuō)都已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越其本身,并對(duì)整個(gè)電信網(wǎng)和信息業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。它的演變和發(fā)展結(jié)果將在很大程度上決定電信網(wǎng)和信息業(yè)的未來(lái)大格局,也將對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。1.納米技術(shù)與光纖通信納米是長(zhǎng)度單位,為10-9米,納米技術(shù)是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。

2、建立在微米/納米技術(shù)基礎(chǔ)上的微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)目前正在得到普遍重視。在無(wú)線(xiàn)終端領(lǐng)域,對(duì)微型化、高性能和低成本的追求使大家普遍期待能將各種功能單元集成在一個(gè)單一芯片上,即實(shí)現(xiàn)SOC(SystemOnaChip),而通信工程中大量射頻技術(shù)的采用使諸如諧振器,濾波器、耦合器等片外分離單元大量存在,MEMS技術(shù)不僅可以克服這些障礙,而且表現(xiàn)出比傳統(tǒng)的通信元件具有更優(yōu)越的內(nèi)在性能。德國(guó)科學(xué)家首次在納米尺度上實(shí)現(xiàn)光能轉(zhuǎn)換,這為設(shè)計(jì)微器件找到了一種潛在的能源,對(duì)實(shí)現(xiàn)光交換具有重要意義??烧{(diào)光學(xué)元件的一個(gè)主要技術(shù)趨勢(shì)是應(yīng)用MEMS技術(shù)。MEMS技術(shù)可使開(kāi)發(fā)就地配置的光器件成為可能,用于光網(wǎng)絡(luò)的M

3、EMS動(dòng)態(tài)元件包括可調(diào)的激光器和濾波器、動(dòng)態(tài)增益均衡器、可變光衰減器以及光交叉連接器等。此外,MEMS技術(shù)已經(jīng)在光交換應(yīng)用中進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)階段,基于MEMS的光交換機(jī)已經(jīng)能夠傳遞實(shí)際的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流,全光MEMS光交換機(jī)也正在步入商用階段,繼朗訊科技公司的“Lamda-Router”光MEMS交換機(jī)之后,美國(guó)CalientNetworks公司的光交叉連接裝置也采用了光MEMS交換機(jī)。2.光交換是實(shí)現(xiàn)高速全光網(wǎng)的關(guān)鍵光交換是指光纖傳送的光信號(hào)直接進(jìn)行交換。長(zhǎng)期以來(lái),實(shí)現(xiàn)高速全光網(wǎng)一直受交換問(wèn)題的困擾。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的交換技術(shù)需要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)才能進(jìn)行交換,然后再轉(zhuǎn)換成光信號(hào)進(jìn)行傳輸,這些光電轉(zhuǎn)換設(shè)備體

4、積過(guò)于龐大,并且價(jià)格昂貴。而光交換完全克服了這些問(wèn)題。因此,光交換技術(shù)必然是未來(lái)通信網(wǎng)交換技術(shù)的發(fā)展方向。未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)將是全光網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化、路由、保護(hù)和自愈功能在未來(lái)光通信領(lǐng)域越來(lái)越重要。光交換技術(shù)能夠保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性,并能提供靈活的信號(hào)路由平臺(tái),光交換技術(shù)還可以克服純電子交換形成的容量瓶頸,省去光電轉(zhuǎn)換的笨重龐大的設(shè)備,進(jìn)而大大節(jié)省建網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的成本。若采用全光網(wǎng)技術(shù),將使網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省70%,設(shè)備費(fèi)用節(jié)省90%。所以說(shuō)光交換技術(shù)代表著人們對(duì)光通信技術(shù)發(fā)展的一種希望。目前,全世界各國(guó)都正在積極研究開(kāi)發(fā)全光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品,其中關(guān)鍵產(chǎn)品便是光變換技術(shù)的產(chǎn)品。目前市場(chǎng)上的光交換機(jī)大多數(shù)是

5、光電和光機(jī)械的,隨著光交換技術(shù)的發(fā)展和成熟,基于熱學(xué)、液晶、聲學(xué)、微機(jī)電技術(shù)的光交換機(jī)將會(huì)研究和開(kāi)發(fā)出來(lái),其中以將納米技術(shù)為基礎(chǔ)的微電子機(jī)械系統(tǒng)MEMS應(yīng)用于光交換產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)更會(huì)加速光交換技術(shù)的發(fā)展。3.無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)是一種很有吸引力的純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò),避免了外部設(shè)備的電磁干擾和雷電影響,減少了線(xiàn)路和外部設(shè)備的故障率,提高了系統(tǒng)可靠性,同時(shí)節(jié)省了維護(hù)成本,是電信維護(hù)部門(mén)長(zhǎng)期以來(lái)期待的技術(shù)。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)作為一種新興的覆蓋“最后一公里”的寬帶接入光纖技術(shù),其在光分支點(diǎn)不需要節(jié)點(diǎn)設(shè)備,只需安裝一個(gè)簡(jiǎn)單的光分支器即可,因此具有節(jié)省光纜資源、帶寬資源共享、節(jié)省機(jī)房投資、設(shè)備安全性高、建網(wǎng)速

6、度快、綜合建網(wǎng)成本低等優(yōu)點(diǎn)。PON包括APON、EPON和GPON三種。ATM-PON(APON,即基于ATM的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)),APON在傳輸質(zhì)量和維護(hù)成本上有很大優(yōu)勢(shì),其發(fā)展目前已經(jīng)比較成熟,國(guó)內(nèi)的烽火通信、華為等廠商都有實(shí)用化的APON產(chǎn)品。Ethernet-PON(EPON,基于以太網(wǎng)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)),EPON是基于以太網(wǎng)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò),為了克服APON標(biāo)準(zhǔn)缺乏視頻能力、帶寬不夠、過(guò)于復(fù)雜、造價(jià)過(guò)高等缺點(diǎn)、EPON應(yīng)運(yùn)而生。EPON的基本作法是在G.983的基礎(chǔ)上,設(shè)法保留物理層PON,而以以太網(wǎng)代替ATM作為二層協(xié)議,構(gòu)成一個(gè)可以提供更大帶寬、更低成本和更寬業(yè)務(wù)能力的新的結(jié)合體。GPON(

7、GigabitPON),GPON是一種按照消費(fèi)者的需求而設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)商驅(qū)動(dòng)的解決方案。具有高達(dá)2.4Gb/s速率,能以原格式傳送多種業(yè)務(wù),效率高達(dá)90%以上,是目前世界上最為先進(jìn)的PON系統(tǒng),是解決“最后一公里”瓶頸的理想技術(shù)。4.光孤子通信系統(tǒng)在常規(guī)的線(xiàn)性光纖通信系統(tǒng)中,光纖損耗和色散是限制其傳輸容量和距離的主要因素。由于光纖制作工藝的不斷提高,光纖損耗已接近理論極限,因此光纖色散已成為實(shí)現(xiàn)超大容量、超長(zhǎng)距離

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