傳送網(wǎng)光纖通信技術(shù)研究
時間:2022-10-17 03:47:47
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摘要:光纖通信技術(shù)的研究在我國始于1974年,光纖通信具有頻帶寬、容量大、衰耗小、保密性強、抗干擾能力強等優(yōu)點,目前它已經(jīng)成為最主要的傳送網(wǎng)信息傳輸技術(shù)。介紹光纖通信技術(shù)的發(fā)展,總結(jié)傳送網(wǎng)的幾種主要光纖通信技術(shù),并對傳送網(wǎng)中光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢進行探討。
關(guān)鍵詞:光纖通信技術(shù);傳送網(wǎng);發(fā)展趨勢
現(xiàn)代通信的特點是數(shù)字化、遠距離、大容量、高效率、保密性、可靠性,光纖通信具有大容量、寬頻帶、低損耗、高保密性、強抗干擾能力等優(yōu)點,通信技術(shù)正在向全光網(wǎng)通信演進。
1光纖通信技術(shù)的發(fā)展
現(xiàn)代光通信概念是在1880年提出的,美國的貝爾發(fā)明了“光電話”。原理是用振動的語音聲波調(diào)制陽光,將已調(diào)光波通過鏡面反射入大氣傳輸至終端,終端接收機將連續(xù)語音光信號通過光電池還原。此技術(shù)不能實用的原因有二:一是沒有可靠的、高強度的光源,二是沒有穩(wěn)定的、低損耗的傳輸介質(zhì)。1960年,紅寶石激光器由梅曼(T.H.Maiman)發(fā)明,它可產(chǎn)生波長大約694nm的單色相干光。1970年,損耗20dB/km的石英光纖由康寧(Corning)公司用改進型化學相沉積法(MCVD法)研制成功。這兩個科研成果光纖和激光器的問世,啟動了光纖通信的序幕,所以1970年被我們稱為光纖通信的“元年”。光纖通信技術(shù)的研究在我國始于1974年,標志性事件是武漢郵電科學研究院光通信研究室的組建。光纖通信技術(shù)的發(fā)展進程:開發(fā)階段-從基礎(chǔ)研究到商業(yè)應(yīng)用,大發(fā)展階段-提高傳輸速率和增加傳輸距離,新技術(shù)研究階段-以超大容量和超長距離為目標。第四階段主要研究光纖通信新技術(shù),如DWDM技術(shù)使速率達到256×40Gbit/s=10Tbit/s,和超長距離的光孤子通信技術(shù)等。[1]第五階段光纖通信系統(tǒng)的研究和開發(fā)具備四大特征:超寬帶寬(單根光纖傳輸容量Tbit/s以上),超長距離(光放大距離可達數(shù)千km),光交換(克服電交換瓶頸),智能化(智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù))。隨著光復用(OTDM、OFDM、OWDM)技術(shù)和光交換技術(shù)的發(fā)展和成熟,光纖通信系統(tǒng)的速率更高、容量更大,逐步向信源到信宿之間全部采用光交換與傳輸演進。
2傳送網(wǎng)的光纖通信技術(shù)
2.1從DWDM到OTN密集波分復用(DWDM)是通過把光纖的1550nm低損耗窗口規(guī)劃為許多個單獨的通信管道,在發(fā)送端通過光合波器將多路信號合成1路,再在光纖中傳輸,在接收端通過光分波器把光載波再進行分離。DWDM的發(fā)展趨勢:更高的通道速率,基于40Gbit/s速率的系統(tǒng)已進入商用;更多的波長復用數(shù)量,最高可提供160波的復用;超長的全光傳輸距離,目前擴展到2000km以上;從點到點WDM走向全光網(wǎng)絡(luò)(OTN),通過光分差復用器(OADM)可構(gòu)成鏈形、環(huán)形全光網(wǎng)絡(luò)。光傳送網(wǎng)(OTN)是繼SDH和WDM之后基于更大帶寬粒度的光網(wǎng)絡(luò)傳送和組網(wǎng)技術(shù),具有兩個明顯優(yōu)勢,首先統(tǒng)一傳送網(wǎng)的傳送層標準,其次提供更強的管理功能。2.2從ASON到WSON自動交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON)的核心內(nèi)容是在光傳送網(wǎng)絡(luò)原有的傳輸平面和管理平面中引入控制平面,控制平面負責傳輸鏈路保護方式的決策、不同傳輸鏈路帶寬的優(yōu)化配置,轉(zhuǎn)發(fā)平面負責決策的實施,實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的智能化。我國智能光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括OTN設(shè)備(基于ASON功能的OTN技術(shù))、ASON設(shè)備(基于ASON功能的SDH技術(shù))。ASON結(jié)合了IP傳輸網(wǎng)的智能特性和WDM光網(wǎng)絡(luò)的寬帶特性,可以提供超大傳輸?shù)娜萘?,單位比特信息的傳輸成本實現(xiàn)極大降低,另外還可以無縫連接電層面的設(shè)備。波長交換光網(wǎng)絡(luò)(WSON)主要關(guān)注控制技術(shù),包括信令、路由、光層損傷控制、鏈路管理等內(nèi)容。信令技術(shù)主要對GMPLS協(xié)議進行擴展,完成波長層面連接管理;路由廣播機制對OSPF協(xié)議進行擴展,路由計算機制采用PCE機制實現(xiàn)以及RWA波長分配算法。2.3從PTN到IPRAN分組傳送網(wǎng)(PTN)是以分組為傳送單位,基于分組架構(gòu)融合MSTP和MPLS的雙重優(yōu)點,兼容TDM、ATM和IP等業(yè)務(wù),主要承載電信級的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)。超帶寬、單端口可實現(xiàn)100GE和400GE;分組軟硬管道技術(shù)采用QoS技術(shù)實現(xiàn);高可靠性,50ms保護功能,保證了高等級數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的微時延、弱抖動和高帶寬,通過流分類、帶寬管理、優(yōu)先級調(diào)度和擁塞控制等能力對寬帶突發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)賦能。IP化的無線接入網(wǎng)(IPRAN)是在城域網(wǎng)內(nèi)針對基站回傳場景優(yōu)化定制的IP/MPLS技術(shù)為核心路由器的解決方案[2],主要關(guān)注路由技術(shù),如路由協(xié)議報文交換技術(shù),并關(guān)注QoS技術(shù),如標記技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)、調(diào)度技術(shù)、擁塞控制技術(shù)。
3結(jié)語
光纖通信技術(shù)作為現(xiàn)代信息傳輸技術(shù)之一,必將在光網(wǎng)絡(luò)沿著超高速、智能化和分組化三個方向服務(wù)IP層和更高層業(yè)務(wù)形態(tài)的演進中發(fā)揮更大作用。
參考文獻:
[1]陳海燕,陳聰,羅江華,等.光纖通信技術(shù)[M].北京:國防工業(yè)出版社,2016.
[2]曹暢,唐雄燕,王光全.光傳送網(wǎng)—前沿技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2014.
作者:賀松樹 單位:中國通信建設(shè)第四工程局有限公司