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《光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢~教育資源庫 光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命。近幾年來,隨著技術(shù)的進(jìn)步,電信管理體制的改革以及電信市場的逐步全面開放,光纖通信的發(fā)展又一次呈現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的新局面,本文旨在對光纖通信領(lǐng)域的主要發(fā)展熱點作一簡述與展望?! ?向超高速系統(tǒng)的發(fā)展 從過去2O多年的電信發(fā)展史看,網(wǎng)絡(luò)容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對主要矛盾。傳統(tǒng)光纖通信的發(fā)展始終按照電的時分復(fù)用(TDM)方式進(jìn)行,每當(dāng)傳輸速率提高4倍,傳輸每比特的成本大約下降30%~40%;因而高比特率系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益大致按指數(shù)規(guī)律增長,這就是為什么光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率在過
2、去20多年來一直在持續(xù)增加的根本原因。目前商用系統(tǒng)已從45Mbps增加到10Gbps,其速率在20年時間里增加了20O0倍,比同期微電子技術(shù)的集成度增加速度還快得多。高速系統(tǒng)的出現(xiàn)不僅增加了業(yè)務(wù)傳輸容量,而且也為各種各樣的新業(yè)務(wù),特別是寬帶業(yè)務(wù)和多媒體提供了實現(xiàn)的可能。目前10Gbps系統(tǒng)已開始大批量裝備網(wǎng)絡(luò),全世界安裝的終端和中繼器已超過5000個,主要在北美,在歐洲、日本和澳大利亞也已開始大量應(yīng)用。我國也將在近期開始現(xiàn)場試驗。需要注意的是,10Gbps系統(tǒng)對于光纜極化模色散比較敏感,而已經(jīng)敷設(shè)的光纜并不一定都能滿足開通和使用10Gbps系統(tǒng)的要求,需要實
3、際測試,驗證合格后才能安裝開通。 在理論上,上述基于時分復(fù)用的高速系統(tǒng)的速率還有望進(jìn)一步提高,例如在實驗室傳輸速率已能達(dá)到4OGbps,采用色度色散和極化模色散補償以及偽三進(jìn)制(即雙二進(jìn)制)編碼后已能傳輸100km。然而,采用電的時分復(fù)用來提高傳輸容量的作法已經(jīng)接近硅和鎵砷技術(shù)的極限,沒有太多潛力可挖了,此外,電的40Gbps系統(tǒng)在性能價格比及在實用中是否能成功還是個未知因素,因而更現(xiàn)實的出路是轉(zhuǎn)向光的復(fù)用方式。光復(fù)用方式有很多種,但目前只有波分復(fù)用()方式進(jìn)入大規(guī)模商用階段,而其它方式尚處于試驗研究階段?! ?向超大容量系統(tǒng)的演進(jìn)光纖接入
4、光纖傳輸 如
5、前所述,采用電的時分復(fù)用系統(tǒng)的擴容潛力已盡,然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用了不到1%,99%的資源尚待發(fā)掘。如果將多個發(fā)送波長適當(dāng)錯開的光源信號同時在一極光纖上傳送,則可大大增加光纖的信息傳輸容量,這就是波分復(fù)用()的基本思路。采用波分復(fù)用系統(tǒng)的主要好處是:(1)可以充分利用光纖的巨大帶寬資源,使容量可以迅速擴大幾倍至上百倍;(2)在大容量長途傳輸時可以節(jié)約大量光纖和再生器,從而大大降低了傳輸成本;(3)與信號速率及電調(diào)制方式無關(guān),是引入寬帶新業(yè)務(wù)的方便手段;(4)利用網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換和恢復(fù)可望實現(xiàn)未來透明的、具有高度生存性的光聯(lián)網(wǎng)?! ¤b于上述應(yīng)
6、用的巨大好處及近幾年來技術(shù)上的重大突破和市場的驅(qū)動,波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展十分迅速。如果認(rèn)為1995年是起飛年的話,其全球銷售額僅僅為1億美元,而2000年預(yù)計可超過40億美元,2005年可達(dá)120億美元,發(fā)展趨勢之快令人驚訝。目前全球?qū)嶋H敷設(shè)的系統(tǒng)已超過3000個,而實用化系統(tǒng)的最大容量已達(dá)320Gbps(2*16*10Gbps),美國朗訊公司已宣布將推出80個波長的系統(tǒng),其總?cè)萘靠蛇_(dá)200Gbps(80*2.5Gbps) 或400Gbps(40*10Gbps)。實驗室的最高水平則已達(dá)到2.6Tbps(13*20Gbps)。預(yù)計不久實用化系統(tǒng)的容量即可達(dá)到1T
7、bps的水平。可以認(rèn)為近2年來超大容量密集波分復(fù)用系統(tǒng)的發(fā)展是光纖通信發(fā)展史上的又一里程碑。不僅徹底開發(fā)了無窮無盡的光傳輸鍵路的容量,而且也成為IP業(yè)務(wù)爆炸式發(fā)展的催化劑和下一代光傳送網(wǎng)靈活光節(jié)點的基礎(chǔ)。 3實現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略大方向 上述實用化的波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)盡管具有巨大的傳輸容量,但基本上是以點到點通信為基礎(chǔ)的系統(tǒng),其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實現(xiàn)類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話,無疑將增加新一層的威力。根據(jù)這一基本思路,光的分插復(fù)用器(OADM)和光的交叉連接設(shè)備(OXC)均已在實驗室研制成功,前者已投入商用?! 崿F(xiàn)光聯(lián)
8、網(wǎng)的基本目的是:(1)實現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡(luò);(2)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴展性,允許網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點數(shù)和業(yè)務(wù)量的不斷增長;(3)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可重構(gòu)性,達(dá)到靈活重組網(wǎng)絡(luò)的 目的;(4)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的透明性,允許互連任何系統(tǒng)和不同制式的信號;(5)實現(xiàn)快速網(wǎng)絡(luò)恢復(fù),恢復(fù)時間可達(dá)100ms?! ¤b于光聯(lián)網(wǎng)具有上述潛在的巨大優(yōu)勢,發(fā)達(dá)國家投入了大量的人力、物力和財力進(jìn)行預(yù)研,特別是美國國防部預(yù)研局(DARPA)資助了一系列光聯(lián)網(wǎng)項目,如以Be11core為主開發(fā)的光網(wǎng)技術(shù)合作計劃(ONTC),以朗訊公司為主開發(fā)的全光通信網(wǎng)預(yù)研計劃,多波長光網(wǎng)絡(luò)(MO)和國家透明光網(wǎng)絡(luò)(NTON)等。在歐洲和日
9、本,也分別有類似的光聯(lián)網(wǎng)項目在進(jìn)行。光纖接入
10、光纖傳