光通信技術現狀及其發展趨勢

時間：2022-10-05 17:59:29 電大畢業論文我要投稿

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光通信技術現狀及其發展趨勢

　　光通信技術現狀及其發展趨勢

　　摘要光通信技術在現代電信網建設中發揮著巨大作用，不斷改變著人們的通訊生活，它是世界新技術革命的重要標志，更是未來通訊必不可少的工具。

　　本文對光通信技術現狀進行概述，并探討了其未來的發展趨勢。

　　【關鍵詞】光通信技術現狀發展趨勢

　　1 光通信技術現狀

　　1.2 DWDM技術

　　寬帶城域網的建目前正成為電信建設的熱點。

　　由于DWDM技術的巨大帶寬以及傳輸數據的透明性，人們一直希望能把DWDM作為城域網中的傳輸平臺。

　　在長途傳輸時，由于DWDM采用了EDFA將光信號直接放大，節省了許多的電中繼設備，從而在很大程度上節約了成本。

　　再者由于電中繼傳輸距離加長，對激光器的色散容限以及啁啾特性也提出了較高要求。

　　這些技術的應用又提高了系統成本。

　　盡管這些高性能的器件和部件價格不菲，但是由于廣域網傳輸距離很長，DWDM系統中很多波長通道共用光纖和放大器，所以依然可大幅降低成本。

　　1.2 光纖寬帶接入技術

　　在各種寬帶接入技術中，光纖寬帶接入的技術是最有潛力發展的。

　　在光纖寬帶接入時，因為光纖所到達的位置不同，有FTTB、FTTC、FTTCab、FTTH等不同的應用(統稱FTTx)。

　　在FTTx中，除了FTTH是光纖已經到達最終用戶之外，另外幾種光纖離最終和用戶都還差一段距離，光信號終接后，還需要采用金屬線或者無線接入的技術，才能達到最終接入。

　　FTTH是光纖寬帶接入最終方式，它可以提供全光的接入，因此它能充分利用光纖的寬帶特性，為更多用戶提供所需要不受限制的帶寬，充分滿足了寬帶接入的需求。

　　在FTTH應用中，主要采用點到點的P2P技術和點到多點的xPON技術，也可以稱作是光纖有源接入技術和光纖無源接入技術。

　　1.3 走進電信基礎網絡的城域光以太網技術

　　光以太網技術在光城域網構建中最為主流技術之一，它使得以太網的優越性擴展到了城域網范圍，并且也是具有很好的擴展性，它能非常方便地擴展用戶的數量。

　　達到提高光以太網的可運營、可管理能力，該技術一直是主要發展方向。

　　為了提高以太網的可運營和可管理能力，人們通過附加各種技術對傳統以太網進行改造，試圖提高其智能化的程度，具體包括一下四點：利用MPLSoE、帶寬控制等技術實現對以太網的控制和分等級的QoS，利用VLAN、策略路由、Web認證等技術增強以太網的安全性和可管理性;利用AAA等技術實現對以太網接人用戶的計費和行為審計;將CDN技術、L4-L7交換技術應用于以太網交換設備中，提供面向用戶的個性化網絡服務。

　　2 光通信技術發展趨勢

　　對光纖通信而言，超高速度、超大容量和超長距離傳輸一直是人們追求的目標，全光網絡也是人們堅持不懈追求的夢想。

　　2.1 超大容量、超長距離傳輸技術

　　波分復用技術在很大程度上提高了光纖傳輸系統的傳輸容量，在未來跨海光傳輸系統中有廣闊的前景應用。

　　近年來波分復用系統發展也很迅速，目前1.6Tbit/的WDM系統已經大量商用，同時全光傳輸距離也在很快擴展。

　　提高傳輸容量的另一種方法是采用 OTDM技術，與WDM通過增加單根光纖中傳輸的信道數來提高其傳輸容量不同，OTDM技術是通過提高單信道速率來達到提高傳輸容量的，它實現的單信道最高速率達640Gbit/s。

　　提高光通信系統的容量僅靠OTDM和WDM畢竟有限，所以能把多個OTDM信號進行波分復用，傳輸容量也能大幅提高。

　　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很小，對色散管理分布的要求也會降低，且RZ編碼方式對光纖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通信系統大都采用了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。

　　2.2 光孤子通信

　　光孤子是一種特殊的ps數量級的超短光脈沖，由于在光纖的反常色散區，群速度色散和非線性效應相互平衡，經過光纖長距離傳輸后，速度和波形都保持不變。

　　利用光孤子作為載體實現長距離無畸變的通信這就是光孤子通信，在零錯誤碼的情況下信息的傳遞可以達到萬里之遙。

　　光孤子技術的發展前景：在傳輸速度上是采用超長距離的高速通信，頻域和時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在行速率10～20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大傳輸距離方面采用減少ASE、再生技術、重定時和整形等，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。

　　2.3 全光網絡

　　全光網將會成為未來的高速通信網。

　　全光網是指網絡中端到端用戶節點之間的信號通道保持著光的形式，信號傳輸與交換也是全部采用光波技術，因為網絡中不用光電轉換器，也就允許存在各種不同的協議和編碼形式，信息傳輸也就具有透明性。

　　全光網的主要技術有光纖技術、SDH、光交換技術、OXC、光復用/去復用技術、無源光網技術、光纖放大器技術等。

　　2.3.1 全光網面臨的挑戰

　　(1)網絡管理。

　　除了基本的功能之外，核心光網絡的網絡管理應包括光層波長路由管理、端到端性能監控、保護與恢復、疏導和資源分配策略管理。

　　(2)互連和互操作。

　　目前ITU和光互連網論壇(OIF)正致力于互操作和互連的研究并且已取得一些進展。

　　ITU的研究集中在開發光層內實現互操作的標準。

　　然而OIF更多的是關注光層和網絡其他層之間的互操作性，并能集中進行客戶層和光層之間接口定義的開發。

　　(3)光性能監視和測試。