光纖通信傳輸技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展
時間:2022-06-24 10:46:00
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1.1物理損耗低,中繼距離長
光纖的主要構(gòu)成材料是石英,與其他的傳輸介質(zhì)相比較,其所產(chǎn)生的損耗更低,整體低于20Db/km。由此可見,在長途傳輸線路當中應(yīng)用光纖通信技術(shù),因為中繼站減少,所以中繼距離得以延長,降低成本。
1.2抗干擾性能較強
光纖通信材料屬于絕緣體材的范疇,基本上不會出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象,具備良好的絕緣性。在實際的應(yīng)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(xiàn)和高壓線路平行架設(shè)的目的,在電信,電力,甚至是軍事方面均可廣泛應(yīng)用。1.3不存在串音干擾光纖四周環(huán)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(xiàn)串音干擾的問題,針對電纜外部而言,也難以竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔ⅲ杀WC通信信息安全。
2光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及不足
在三網(wǎng)融合的的發(fā)展趨勢之下,光纖通信傳輸技術(shù)取得了較大的進步。但是依舊存在著部分的不足,需要向光纖到戶接入技術(shù)以及單纖雙向傳輸技術(shù)兩個方面轉(zhuǎn)變,具體如下:
2.1光纖到戶接入技術(shù)
針對現(xiàn)代寬帶業(yè)務(wù)領(lǐng)域的研究逐漸深入,基于更好地適應(yīng)用戶的通信要求,所采用的通信技術(shù)一要具備寬帶主干傳輸網(wǎng)絡(luò),還要具備光纖到戶接入技術(shù),后者是保證信息傳送得以進入千家萬戶的重要保障之一,鑒于此,大部分業(yè)內(nèi)人士均認為,信息接入網(wǎng)是信息高速公路發(fā)展的“臨門一腳”,在肯定了光纖到戶接入技術(shù)的重要性的同時,也指出了信息通信領(lǐng)域的瓶頸所在。
2.2單纖雙向傳輸技術(shù)
在應(yīng)用雙纖傳輸技術(shù)之時,信號處于分散傳輸?shù)臓顟B(tài),即是信號在兩根光纖當中進行傳輸。而應(yīng)用單纖傳輸技術(shù),全部的信號均在一根光纖當中完成傳輸。根據(jù)現(xiàn)代光纖傳輸理論可得知,光纖傳輸?shù)娜萘渴遣淮嬖谏舷薜?,但是在傳輸設(shè)備的制約之下,導致光纖傳輸?shù)娜萘恳恢睙o法達到理想的水平。目前,我國的通信領(lǐng)域采用的基本上都是雙纖傳輸技術(shù),導致寶貴的光纖資源被嚴重浪費?,F(xiàn)階段,單纖雙向傳輸技術(shù)的主要應(yīng)用方向是光纖末端接入設(shè)備方面,包括PON無源光網(wǎng)絡(luò)、單纖光收發(fā)器等,應(yīng)用程度有待深化。
3光纖通信傳輸技術(shù)的主要發(fā)展趨勢
光纖通信傳輸技術(shù)未來的主要發(fā)展趨勢集中體現(xiàn)在集成光器件、全光網(wǎng)絡(luò)、光網(wǎng)絡(luò)智能化、多波長通道四個方面,具體如下:
3.1集成光器件
為了全面提高光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用水平,必須要實現(xiàn)光器件的集成化目標,這也是其余的發(fā)展趨勢得以實現(xiàn)的關(guān)鍵前提之一。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的背景之下,現(xiàn)有的ADSL接入寬帶已經(jīng)難以滿足實際的信息傳輸需求了,實現(xiàn)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(shù)的發(fā)展進步。實現(xiàn)光器件的集成化,主要的方向是采用相對成熟的新工藝,在硅襯底之上進行光學器件的制作,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(xiàn)全部光學器件模塊的集成處理。
3.2全光網(wǎng)絡(luò)
廣義上的“全光網(wǎng)絡(luò)”指的是無論在網(wǎng)絡(luò)傳輸還是網(wǎng)絡(luò)交換的過程當中,網(wǎng)絡(luò)信號均是以光的形式存在的,其進行電光或者是光電轉(zhuǎn)換的步驟僅限于進/出網(wǎng)絡(luò)之時。目前,我國部分的光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),雖然在各個節(jié)點之間基本上已經(jīng)實現(xiàn)了全光化的目的,但是在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的位置,其所采用的依舊是電器件,而非光器件,對光纖通信干線的總?cè)萘吭斐闪溯^大的限制。鑒于此,未來的光纖通信技術(shù)必須要實現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò),關(guān)鍵在于創(chuàng)建完善的光網(wǎng)絡(luò)層,光網(wǎng)絡(luò)層的核心技術(shù)為光轉(zhuǎn)換技術(shù)與WDM技術(shù)兩項,同時將電光瓶頸盡數(shù)消除。在4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展建設(shè)的推動之下,我國的光器件產(chǎn)業(yè)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(xiàn)了批量生產(chǎn)與商業(yè)應(yīng)用,如華為、中興、光迅等知名電子科技企業(yè)均代表著我國光器件生產(chǎn)的最高水平。
3.3光網(wǎng)絡(luò)智能化
我國的光纖通信素以傳輸為主線,伴隨現(xiàn)代計算機技術(shù)的發(fā)展進步,其在網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的智能化,提高網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的實際應(yīng)用高度。針對現(xiàn)代光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言,實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)智能化,其關(guān)鍵在于將自動連接控制技術(shù)以及自動發(fā)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用到其中,輔以通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的自我保護與恢復(fù)功能,以期全面實現(xiàn)光纖通信傳輸技術(shù)的高度智能化。實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)智能化,核心思路在于提高 固定柵格頻譜的利用率,在傳統(tǒng)的WDM網(wǎng)絡(luò)的固定柵格之下,各種速率的光通道支撐為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,但是對于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(xiàn)光信道的動態(tài)調(diào)整,開放接口,實現(xiàn)資源云化,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(shù)當中,存在一種衍生技術(shù)“波分復(fù)用技術(shù)”,其核心作用在于對光波通信的信息容量實現(xiàn)有效的拓展,進而實現(xiàn)時分與空分多址復(fù)用的目的。其中,空分復(fù)用需要依靠多根光纖進行信號的傳輸,與單根光纖復(fù)用相比較,空分復(fù)用還需要借助頻分或者是碼分復(fù)用來實現(xiàn)。在現(xiàn)代商業(yè)當中,頻分復(fù)用的應(yīng)用范圍比較廣,針對傳統(tǒng)的G.653光纖而言,采用色散調(diào)節(jié)技術(shù)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(xiàn)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(jié)果。FWM的原理可細分為三點:一是后向參量放大和振蕩、二是三個泵浦場的不規(guī)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,不利于波分復(fù)合技術(shù)的實際應(yīng)用。鑒于此,需要研發(fā)可抗御FWM影響,并且集超大容量與超快速度等優(yōu)點于一身的新型光纖,以提高波分復(fù)用技術(shù)在光纖通信傳輸?shù)膽?yīng)用水平。研究表明,采用G.652光纖可抗御FWM所帶來的負面影響,但是鑒于其存在色散的問題,因此需要加強色散補償,這是現(xiàn)階段業(yè)內(nèi)抗御FWM影響的主要技術(shù)方向。
4結(jié)語
綜上所述,現(xiàn)階段光纖通信傳輸技術(shù)雖然取得了長足的進步,但是依舊存在著部分的不足。相關(guān)的下從業(yè)人員需要在明確其不足的基礎(chǔ)上,立足于集成光器件、全光網(wǎng)絡(luò)、光網(wǎng)絡(luò)智能化、多波長通道等方面,切實提高光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用水平。
作者:李剛 單位:中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司廣東省分公司
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