På senare år harfiberoptisk kommunikationsteknikhar utvecklats snabbt och har blivit en lysande höjdpunkt inom kommunikationsområdet. Med sina unika fördelar som bred bandbredd, stor kapacitet, immunitet mot elektromagnetiska störningar och låga kostnader har fiberoptisk kommunikation snabbt blivit den huvudsakliga överföringsmetoden för olika kommunikationsnätverk. Den framtida utvecklingen av fiberoptisk kommunikation har fortfarande en enorm potential.
Nätverk, hög kapacitet och hög hastighet
mitt lands huvudsakliga fiberoptiska kommunikationsstamnät har färdigställts, med en kapacitet som når Tbit/(s·km), vilket är nästan oanvänt. I mitten av 1980-talet nådde hastigheten för digital fiberoptisk kommunikation 144 Mbit/s, kapabel att sända 1980 telefonlinjer, vilket översteg koaxialkabelbärarens hastigheter. Följaktligen blev fiberoptisk kommunikation den vanliga tekniken och användes allmänt och ersatte helt och hållet kablar i överföringsstamnät. Med utvecklingen av våglängdsdelningsmultiplexeringsteknik (WDM) har den nuvarande praktiska nivån nått 40 × 10 Gbit/s. Laboratorienivåerna överstiger detta vida, med överföringsexperiment på 80 × 40 Gbit/s redan genomförda. Utvecklingen av WDM-tekniken går på högvarv, och det uppskattas att kommersiell teknologi på 160 × 40 Gbit/s kommer att bli verklighet inom en snar framtid.
Long Waveletization
Minsta förlustvärde för optisk kiselfiber är redan nära det teoretiska värdet. För att uppnå långdistanskommunikation behövs nya optiska fibermaterial. Generellt kallas optiska fibrer med extremt låg förlust över 2 μm ultra-optiska fibrer med lång våglängd (eller infraröda optiska fibrer), och system konstruerade med sådana fibrer kallas optiska fiberkommunikationssystem för ultra-lång våglängd.
IP-baserade leveranstjänster
Under de senaste åren, med Internets snabba utveckling, har IP-tjänster upplevt en explosiv tillväxt. Förutsägelser indikerar att IP kommer att bära olika tjänster, inklusive röst, bild och data, som utgör grunden för framtida informationsnätverk. Samtidigt introducerar optiska transportnätverk, med WDM som sin kärna och Intelligent Optical Networks (ION) som sitt mål, ytterligare kontrollsignalering i det optiska lagret, vilket möter det framtida nätverkets krav på multi-granularitetsinformationsutbyte, vilket förbättrar resursutnyttjandet och flexibiliteten i nätverksapplikationer. Därför har hur man bygger nästa-generations optiska nätverk som effektivt kan stödja IP-tjänster blivit ett mycket diskuterat ämne.
Jämfört med traditionella tjänster uppvisar IP-tjänster betydande själv-likhet, datasymmetri och serverstockning. Därför, för de optiska nätverken som bär IP-tjänster, är nästa stora utmaning inte bara de uppenbara kraven på ultra-hög kapacitet och bredbandsaccess, utan också behovet av att det optiska lagret ger högre intelligens och implementerar optisk omkoppling vid optiska noder. Syftet är att etablera ett ekonomiskt, effektivt, flexibelt skalbart optiskt nätverk som stöder tjänstens QoS genom anpassning och integration av de optiska och IP-lagren, som uppfyller kraven för IP-tjänster för informationsöverföring och utbytessystem. Intelligenta optiska nätverk bygger på de intelligenta funktionerna i IP-nätverk och lägger till ett kontrollplansskikt till det befintliga optiska transportnätverket.
Detta kontrollplan upprättar inte bara anslutningar för användare, tillhandahåller tjänster och styr det underliggande nätverket, utan har också enastående egenskaper som hög tillförlitlighet, skalbarhet och hög effektivitet. Den stöder olika tekniska lösningar och olika tjänstekrav, vilket representerar utvecklingsriktningen för nästa-generations optiska nätverkskonstruktion.
Därför är utvecklingen av traditionella optiska nätverk mot en ny generation optiska nätverk lämpliga för överföring av IP-tjänster oundviklig, driven av den dubbla stimulansen av den snabba tillväxten i efterfrågan på bandbredd från satellittjänster och de ultra-stora bandbreddsresurserna som tillhandahålls av WDM-överföringsteknik. På grund av den hårda konkurrensen som den globala kommunikationsindustrin och relaterade områden står inför, har stora telekomjättar och tillverkare av kommunikationsutrustning dessutom lyft forskningen och innovationen av mer flexibla, pålitliga och billigare nästa-generations optiska nätverk för internettjänster till en strategisk utvecklingsnivå. Kända universitet och forskningsinstitutioner både nationellt och internationellt fokuserar också sin forskning på nästa-generations optiska nätverk och deras viktigaste stödteknologier. Utvecklingstakten från traditionella optiska kommunikationsnätverk till nästa-generations optiska nätverk accelererar, i syfte att förse Internet med ett snabbare, bredare, mer flexibelt, effektivare och intelligentare nästa-optiska nätverk.
Helt fotokemiskt
Traditionella optiska nätverk uppnår full optisk anslutning mellan noder, men användningen av elektroniska komponenter vid nätverksnoder begränsar fortfarande ökningen av den totala kapaciteten hos nuvarande kommunikationsnätverk. Därför har ett riktigt-optiskt nätverk blivit ett mycket viktigt forskningsämne. Ett helt-optiskt nätverk ersätter elektriska noder med optiska noder, och kommunikationen mellan noder är också helt optisk. Information överförs och utbyts alltid i form av ljus. Switchar bearbetar inte längre användarinformation bit för bit, utan bestämmer routing baserat på våglängd. Alla-optiska nätverk erbjuder utmärkt transparens, öppenhet, kompatibilitet, tillförlitlighet och skalbarhet, vilket ger enorm bandbredd, ultra-stor kapacitet, extremt hög bearbetningshastighet och låg bitfelfrekvens. Nätverksstrukturen är enkel och nätverket är mycket flexibelt, vilket gör att nya noder kan läggas till när som helst utan att behöva installera signalväxlings- och bearbetningsutrustning. Naturligtvis kan utvecklingen av alla-optiska nätverk inte vara oberoende av många kommunikationstekniker; den måste integreras med Internet, ATM-nätverk (Automated Teller Machine), mobilkommunikationsnätverk, etc. För närvarande är utvecklingen av alla-optiska nätverk fortfarande i ett tidigt skede, men det har redan visat lovande framtidsutsikter. Ur ett utvecklingsperspektiv har bildandet av ett äkta optiskt nätverksskikt primärt baserat på WDM och optisk växlingsteknik, upprättande av ett helt{15}}optiskt nätverk och eliminering av elektro{16}}optiska flaskhalsar blivit en oundviklig trend i den framtida utvecklingen av optisk kommunikation. Det är kärnan i framtida informationsnätverk, den högsta nivån av kommunikationsteknologiutveckling och den ideala nivån.
Enhetsintegration
Utvecklingen av optoelektroniska enheter och integrerade optoelektroniska enheter måste främjas kraftfullt eftersom utvecklingen av fiberoptisk kommunikationsteknik beror på optoelektroniska enheters framsteg.
Med den kontinuerliga ökningen av nätverkshastigheter är optiska kommunikationssystem med en elektronisk-våglängdshastighet på 40 Gbit/s redan kommersiellt tillgängliga, medan system med en hastighet på 160 Gbit/s är under utveckling i laboratorier. Därför måste optoelektroniska enheter anpassa sig till dessa hastigheter, inklusive utvecklingen av höghastighetsmodulerade lasrar. Att realisera ROADM (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer) kräver utveckling av våglängds-avstämbara optiska filter, våglängds-avstämbara lasrar och optiska omkopplare, vilket ger stort utrymme för innovation.
Genom att integrera många diskreta optoelektroniska enheter skapas integrerade optoelektroniska enheter, som erbjuder fördelar som rik funktionalitet, liten storlek, hög hastighet och hög tillförlitlighet. Små-integrerade optoelektroniska enheter finns redan, men större-integrerade optoelektroniska enheter måste utvecklas. Det finns två processer för integrerade optoelektroniska enheter: monolitisk integration och hybridintegration. Hybridintegration minskar komplexiteten och ökar utbytet. Nyckelteknologin för hybridintegration är Planar Lightwave Circuit (PLC), ett tryckt kretskort med en optisk vågledare på vilken diskreta optoelektroniska enheter kan monteras. För närvarande inkluderar kommersiellt tillgängliga integrerade optoelektroniska enheter 8-våglängds lasermoduler, AWG optiska filter med våglängder som överstiger 100 våglängder, AWG+ optiska dämpare och 32×32 optiska omkopplare. Utvecklingen av integrerade optoelektroniska enheter är för närvarande i ett tidigt skede, och mitt land bör stärka sin utforskning och forskning inom detta område.
