光纖通信工程技術發展的現狀及其發展前景
時間:2014-08-29 11:02:25 來源：
光纖通信技術在經歷了數十年的發展，已經成為人們生活中不可或缺的信息傳遞方式，隨著人們對光纖通信需求的日益多樣化，光纖通信技術也在不斷發展中。我國光纖通信技術的發展前景依然被看好。下面我們來解讀光纖通信技術將如何應對人們對未來通信的多樣化？OPGW光纜
一、向超長距離技術眺望
光孤子是一種特殊的ps數量級的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區，群速度色散和非線性效應相互平衡，因而經過光纖長距離傳輸后，波形和速度都能保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實現長距離無畸變的通信，在零誤碼的情況下信息傳遞可達萬里之遙。光孤子技術未來的前景是：在傳輸速度方面采用超長距離的高速通信，時域和頻域的超短脈沖控制技術以及超短脈沖的產生和應用技術使現行速率10～20Gbit/s提高到100 Gbit/s以上;在增大傳輸距離方面采用重定時、整形、再生技術和減少ASE，光學濾波使傳輸距離提高到100000km以上;在高性能 EDFA 方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。當然實際的光孤子通信仍然存在許多技術難題，但目前已取得的突破性進展，使人們相信光孤子通信在超長距離、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系統中，有著光明的發展前景。
二、向超大容量系統擴容
據研究顯示，光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用了不到1%，99%的資源尚待發掘。如果將多個發送波長適當錯開的光源信號同時在一根光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復用(WDM)的基本思路。近年來波分復用系統發展迅猛，目前1.6Tbit/s的 WDM系統已經大量商用，同時全光傳輸距離也在大幅擴展。然而單靠OTDM和WDM來提高光通信系統的容量還是有限，可以把多個OTDM信號進行波分復用，從而大幅提高傳輸容量。偏振復用(PDM)技術可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零(RZ)編碼信號在超高速通信系統中占空較小，降低了對色散管理分布的要求，且RZ編碼方式對光纖的非線性和偏振模色散(PMD)的適應能力較強，因此現在的超大容量WDM/OTDM通信系統基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統需要解決的關鍵技術基本上都包括在OTDM和WDM通信系統的關鍵技術中。
三、向超高速系統發展
從過去電信發展史看，網絡容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對主要矛盾。傳統光纖通信的發展始終按照電信的時分復用方式進行，即所謂的光時分復用(OTDM)技術。其實現的單信道最高速率已達到640Gbit/s。經驗告訴我們，每當傳輸速率提高4倍，傳輸每比特的成本大約下降30%～40%：因而高比特率系統的經濟效益大致按指數規律增長，這就是為什么光纖通信系統的傳輸速率在過去數十年來一直在持續增加的根本原因。目前商用系統已從45Mbps增加到10Gbps，其速率在數十年里增加了2000多倍，比同期微電子技術的集成度增加速度還要快得多。高速系統的出現不僅增加了業務傳輸容量，而且也為各種各樣的新業務，特別是寬帶業務和多媒體提供了實現的可能。
四、向全光網目標挺進
未來的高速通信網必定是全光網。全光網絡是光纖通信技術發展的理想階段。傳統的光網絡只是實現了節點間的全光化，但在網絡結點處仍采用電器件，限制了目前通信網干線總容量的進一步提高，因此真正的全光網已成為一個非常重要的課題。全光網絡以光節點代替電節點，節點之間也是全光化，信息始終以光的形式進行傳輸與交換，交換機對用戶信息的處理不再按比特進行，而是根據其波長來決定路由。在全光網絡中，光交換技術是最亟待突破的瓶頸。目前主要光交換應用有兩種：光交叉連接(OXC)與光分插復用器(OADM)。OXC與光纖組成了一個全光網絡。OXC交換的是全光信號，它在網絡節點處，對指定波長進行互連，從而有效地利用波長資源，實現波長重用，即使用較少數量的波長，互連較大數量的網絡節點，其主要用于長途網路和大型都會網路的匯接點。OADM具有選擇性，可以從傳輸設備中選擇下路由信號或上路由信號，或僅僅通過某個波長信號，但不影響其它波長信道的傳輸，其最佳的使用地點則是大型城域網絡的DWDM系統。兩者搭配起來可以取代DCS在電層的管理模式，直接在光層進行交叉聯結、保護和恢復，以及光通道管理。目前，全光網絡的發展仍處于初期階段，雖然光的分插復用器(OADM)和光的交叉連接設備(OXC)均已在實驗室研制成功，而且前者已投入商用。但它已顯示出了良好的發展前景。從發展趨勢上看，形成一個真正的、以 WDM技術與光交換技術為主的光網絡層，建立純粹的全光網絡，消除電光瓶頸已成為未來光通信發展的必然趨勢，更是未來信息網絡的核心，也是通信技術發展的最高理想級別。
五、向億萬百姓家庭邁進
過去幾年間，網絡的核心部分發生了翻天覆地的變化，無論是交換，還是傳輸都已更新了好幾代。不久，網絡的這一部分將成為全數字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網絡。而另一方面，現存的接入網仍然是被雙絞線銅線主宰的(90%以上)、原始落后的模擬系統。兩者在技術上的巨大反差說明接入網已確實成為制約通信網進一步發展的瓶頸。唯一能夠根本上徹底解決這一瓶頸問題的長遠技術手段是光接入網。光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應用，統稱FTTx。FTTH(光纖到戶)是光纖寬帶接入的最終方式，它提供全光的接入。因此，可以充分利用光纖的寬帶特性，為用戶提供所需要的不受限制的帶寬，288芯光纜充分滿足寬帶接入的需求。目前，國內的技術可以為用戶提供FE或GE的帶寬，對大中型企業用戶來說，是比較理想的接入方式。光通信技術作為信息技術的重要支撐平臺，在未來信息社會中將起到重要作用。從現代通信的發展趨勢來看，光纖通信也將成為未來通信發展的主流。人們期望的真正的全光網絡的時代相信不久的將來就會實現。
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