光纖通信傳輸技術的應用和發展趨勢

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【摘要】 本文以光纖通信傳輸技術的基本特性爲切入點,簡要分析了該技術的應用現狀以及不足之處,進而據此展望光纖通信傳輸技術的正確發展趨勢,以期提高光纖通信傳輸技術的實際應用價值,更好地滿足社會整體對於通信傳輸方面的要求。

光纖通信傳輸技術的應用和發展趨勢

【關鍵詞】 傳輸技術 光纖通信 全光網絡 發展趨勢

上世紀六十年代,著名華人物理學家高錕先生提出“光傳輸理論”,實用化的光纖傳輸產品則始於1976年,經歷了PDH→SDH→DWDM→ASON→MSTP的發展歷程。本世紀初期,ASON/OADM 技術已在通信技術當中廣泛應用,逐漸發展成爲以骨幹網絡傳輸爲介質的ROADM技術。

一、光纖通信傳輸技術的基本特性

1.1物理損耗低,中繼距離長

光纖的主要構成材料是石英,與其他的傳輸介質相比較,其所產生的損耗更低,整體低於20Db/km。由此可見,在長途傳輸線路當中應用光纖通信技術,因爲中繼站減少,所以中繼距離得以延長,降低成本。

1.2抗干擾性能較強

光纖通信材料屬於絕緣體材的範疇,基本上不會出現損壞的現象,具備良好的絕緣性。在實際的應用過程當中,其受外界電流影響非常小,同時也不會受到電離層電流的制約,對電磁的“免疫力”比較理想。僅此而言,可實現和高壓線路平行架設的目的,在電信,電力,甚至是軍事方面均可廣泛應用。

1.3不存在串音干擾

光纖四周環繞的均是不透明塑料皮,可吸收所泄露的電磁波射線。因此,即便是在同一條電纜之中存在不同的光纖電纜,亦不會出現串音干擾的問題,針對電纜外部而言,也難以偷聽到光纖中傳輸的信息,可保證通信信息安全。

二、光纖通信傳輸技術的應用現狀及不足

在三網融合的的發展趨勢之下,光纖通信傳輸技術取得了較大的進步。但是依舊存在着部分的不足,需要向光纖到戶接入技術以及單纖雙向傳輸技術兩個方面轉變,具體如下:

2.1光纖到戶接入技術

針對現代寬帶業務領域的研究逐漸深入,基於更好地適應用戶的通信要求,所採用的通信技術一要具備寬帶主幹傳輸網絡,還要具備光纖到戶接入技術,後者是保證信息傳送得以進入千家萬戶的重要保障之一,鑑於此,大部分業內人士均認爲,信息接入網是信息高速公路發展的“臨門一腳”,在肯定了光纖到戶接入技術的重要性的同時,也指出了信息通信領域的瓶頸所在。

2.2單纖雙向傳輸技術

在應用雙纖傳輸技術之時,信號處於分散傳輸的狀態,即是信號在兩根光纖當中進行傳輸。而應用單纖傳輸技術,全部的信號均在一根光纖當中完成傳輸。根據現代光纖傳輸理論可得知,光纖傳輸的容量是不存在上限的,但是在傳輸設備的制約之下,導致光纖傳輸的容量一直無法達到理想的水平。目前,我國的通信領域採用的基本上都是雙纖傳輸技術,導致寶貴的光纖資源被嚴重浪費。現階段,單纖雙向傳輸技術的主要應用方向是光纖末端接入設備方面,包括PON無源光網絡、單纖光收發器等,應用程度有待深化。

三、光纖通信傳輸技術的主要發展趨勢

光纖通信傳輸技術未來的主要發展趨勢集中體現在集成光器件、全光網絡、光網絡智能化、多波長通道四個方面,具體如下:

3.1集成光器件

爲了全面提高光纖通信傳輸技術的應用水平,必須要實現光器件的集成化目標,這也是其餘的發展趨勢得以實現的關鍵前提之一。在互聯網技術高速發展的背景之下,現有的ADSL接入寬帶已經難以滿足實際的信息傳輸需求了,實現光器件的集成化,可顯著改善光器件的工作性能,進而提高其傳輸信息的速度,推動光纖通信傳輸技術的發展進步。實現光器件的集成化,主要的方向是採用相對成熟的新工藝,在硅襯底之上進行光學器件的製作,包括波導與光纖耦合器等重要的無源器件,在一塊硅芯片之上實現全部光學器件模塊的集成處理。

3.2全光網絡

廣義上的 “全光網絡”指的是無論在網絡傳輸還是網絡交換的過程當中,網絡信號均是以光的形式存在的,其進行電光或者是光電轉換的步驟僅限於進/出網絡之時。目前,我國部分的光網絡系統,雖然在各個節點之間基本上已經實現了全光化的目的,但是在網絡結點的位置,其所採用的依舊是電器件,而非光器件,對光纖通信幹線的總容量造成了較大的限制。鑑於此,未來的光纖通信技術必須要實現全光網絡,關鍵在於創建完善的光網絡層,光網絡層的核心技術爲光轉換技術與WDM技術兩項,同時將電光瓶頸盡數消除。在4G網絡發展建設的推動之下,我國的光器件產業逐漸趨向完善,目前市面上無論是有源光器件,還是無源光器件均實現了批量生產與商業應用,如華爲、中興、光迅等知名電子科技企業均代表着我國光器件生產的最高水平。

3.3光網絡智能化

我國的光纖通信素以傳輸爲主線,伴隨現代計算機技術的發展進步,其在網絡通信當中所起到的作用將會越來越重要以及明顯,因此必須要實現光纖網絡通信技術的智能化,提高網絡通信技術的實際應用高度。針對現代光網絡技術而言,實現光網絡智能化,其關鍵在於將自動連接控制技術以及自動發現技術應用到其中,輔以通信網絡系統的自我保護與恢復功能,以期全面實現光纖通信傳輸技術的高度智能化。實現光網絡智能化,核心思路在於提高 固定柵格頻譜的利用率,在傳統的WDM網絡的固定柵格之下,各種速率的光通道支撐爲50GHz的頻譜間隔,針對100Gb/s的通道而言,這樣的頻譜間隔是合理的,但是對於80Gb/s以下的通道而言,則會造成固定柵格頻譜的浪費。此外還要建立完善的波長通道,實現光信道的動態調整,開放接口,實現資源雲化,打造靈活的彈性光路。

3.4多波長通道

在光纖通信傳輸技術當中,存在一種衍生技術“波分複用技術”,其核心作用在於對光波通信的'信息容量實現有效的拓展,進而實現時分與空分多址複用的目的。其中,空分複用需要依靠多根光纖進行信號的傳輸,與單根光纖複用相比較,空分複用還需要藉助頻分或者是碼分複用來實現。在現代商業當中,頻分複用的應用範圍比較廣,針對傳統的G.653光纖而言,採用色散調節技術確實可以提高其傳輸速度以及拓展其信息容量,但是在正常的使用過程當中非常容易出現FWM(四波混合)的問題,這是光纖放大器不合理使用而直接導致的結果。FWM的原理可細分爲三點:一是後向參量放大和振盪、二是三個泵浦場的不規則作用情況、三是入射光中的某一個波長上的光改變了光纖的折射率。FWM所帶來的負面影響主要是衍生出新的波長,進而導致串音干擾,削弱傳輸信號,不利於波分複合技術的實際應用。鑑於此,需要研發可抗禦FWM影響,並且集超大容量與超快速度等優點於一身的新型光纖,以提高波分複用技術在光纖通信傳輸的應用水平。研究表明,採用G.652光纖可抗禦FWM所帶來的負面影響,但是鑑於其存在色散的問題,因此需要加強色散補償,這是現階段業內抗禦FWM影響的主要技術方向。

四、結語

綜上所述,現階段光纖通信傳輸技術雖然取得了長足的進步,但是依舊存在着部分的不足。相關的下從業人員需要在明確其不足的基礎上,立足於集成光器件、全光網絡、光網絡智能化、多波長通道等方面,切實提高光纖通信傳輸技術的應用水平。