黃志輝 江志剛

引言

光纖通信技術(shù)作為在實(shí)際運(yùn)用中相當(dāng)有前途的一種通信技術(shù)，已成為現(xiàn)代化通信非常重要的支柱。光調(diào)研當(dāng)前光纖通信的各種新技術(shù)，對這些新技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的比較，然后分析優(yōu)缺點(diǎn);總結(jié)這些新技術(shù)在光纖通信領(lǐng)域應(yīng)用中存在的問題和技術(shù)難點(diǎn)。根據(jù)自己的調(diào)研分析今后在這些新技術(shù)在光纖通信領(lǐng)域應(yīng)用種的發(fā)展前景。

1光纖通信中應(yīng)用的新技術(shù)

1.1光弧子通信

孤立波是一種特殊形態(tài)的波，它僅有一個波峰，波長為無限，在很長的傳輸距離內(nèi)可保持波形不變。人們從孤立波現(xiàn)象得到啟發(fā)，引出了孤子的概念，而以光纖為傳輸媒介，將信息調(diào)制到孤子上進(jìn)行通信的系統(tǒng)則稱作光孤子傳輸系統(tǒng)。隨著光纖制作工藝的提高，光纖的損耗已接近理論極限，因此光纖色散便成為實(shí)現(xiàn)超大容量光纖通信亟待解決的問題。利用光孤子進(jìn)行通信可以很好地解決這個問題。

1.2相干光通信

迄今為止的光纖通信系統(tǒng)，幾乎都是采用強(qiáng)度調(diào)制一直接檢波的方式。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)制和解調(diào)容易，系統(tǒng)的成本較低，但性能還需進(jìn)一步提高。在光通信中利用相干調(diào)制和外差檢測技術(shù)，也可改善光通信的性能，這就是相干光通信。由于相干光通信具有靈敏度高、選擇性好的優(yōu)點(diǎn)，可以用來做成大容量、長距離的干線網(wǎng)。在光纖有線電視系統(tǒng)中，如果采用相干光通信技術(shù)，可以建成光纖到戶的系統(tǒng)。

1.3光復(fù)用技術(shù)

SDH傳輸網(wǎng)中，多路信號的復(fù)用是對電信號進(jìn)行時分復(fù)用。在全光通信網(wǎng)中則需要直接對光信號復(fù)用，以光信號的復(fù)用，可以用和碼分復(fù)用。隨著技術(shù)的進(jìn)步，波分復(fù)用的間隔越來越小，可以容納更多的光載波。由于碼分復(fù)用讓所有用戶共享整個信道，而不是分時占用，用戶可有隨時異步接入，非常方便。

1.4光交換技術(shù)

在全光通信網(wǎng)中，直接對光信號進(jìn)行透明交換，不需經(jīng)過光電和電光轉(zhuǎn)換，克服了光電轉(zhuǎn)換器件響應(yīng)速度慢的問題，大大提高了交換速率和吞吐量。光時分交換技術(shù)開發(fā)進(jìn)展很快，交換速率幾乎每年提高一倍。1996年推出了世界上第一臺采用光纖延遲線和44鈮酸鋰光開關(guān)的32Mpbs時分復(fù)用交換系統(tǒng)。

1.5全光通信網(wǎng)

近幾年，因特網(wǎng)的用戶數(shù)量和網(wǎng)上信息量急劇增長，原來的傳輸網(wǎng)絡(luò)已不能滿足要求，人們不得不積極開發(fā)新型的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，這就是全光網(wǎng)絡(luò)。在全光網(wǎng)絡(luò)中，無需經(jīng)過ATM、SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)。在用戶端，需要有電路層、電通道層、電復(fù)用段層等對用戶信息進(jìn)行處理、復(fù)用、適配和傳送，提供IP多協(xié)議封裝、分組定界、差錯控制，提供QoS保證，需要物理層提供光信號的傳輸通路外，還需要光層進(jìn)行進(jìn)一步的光復(fù)用。

1.6光纖接入技術(shù)

隨著通信業(yè)務(wù)量的不斷增加，接入業(yè)務(wù)種類豐富，運(yùn)維成本大幅降低，適合于用戶區(qū)域較分散而每一區(qū)域內(nèi)用戶又相對集中的小面積密集用戶地區(qū)。為實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩瑵M足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，用戶接入部分更是關(guān)鍵。目前，國內(nèi)的技術(shù)可以為用戶提供FE或GE的帶寬，對大中型企業(yè)用戶來說，是比較理想的接入方式。

2新技術(shù)的比較

2.1光弧子通信的優(yōu)缺點(diǎn)及技術(shù)的難點(diǎn)和發(fā)展前景

全光式光孤子通信，是新一代超長距離、超高碼速的光纖通信系統(tǒng)，更被公認(rèn)為是光纖通信中最有發(fā)展前途、最具開拓性的前沿課題。光孤子通信和線性光纖通信比較有一系列顯著的優(yōu)點(diǎn)：傳輸容量比最好的線性通信系統(tǒng)大1個～2個數(shù)量級;可以進(jìn)行全光中繼。由于孤子脈沖的特殊性質(zhì)使中繼過程簡化為一個絕熱放大過程，大大簡化了中繼設(shè)備，高效、簡便、經(jīng)濟(jì)。光孤子通信和線性光纖通信比，無論在技術(shù)上還是在經(jīng)濟(jì)都具有明顯的優(yōu)勢。正因?yàn)楣夤伦油ㄐ偶夹g(shù)的這些優(yōu)點(diǎn)和潛在發(fā)展前景，國際國內(nèi)這幾年都在大力研究開發(fā)這一技術(shù)。

2.2相干光通信的優(yōu)缺點(diǎn)及技術(shù)的難點(diǎn)和發(fā)展前景

在世界上已進(jìn)行了許多相干光傳輸?shù)默F(xiàn)場試驗(yàn)，但其卻遲遲沒有商用，一是因?yàn)橄喔晒馔ㄐ偶夹g(shù)難度高。二是光放大器和光波分復(fù)用技術(shù)的出現(xiàn)也在一定程度上抑制了其發(fā)展。但是從長遠(yuǎn)看相干光通信還是具有應(yīng)用優(yōu)勢的：（1）靈敏度高（2）選擇性好（3）具有多種調(diào)制方式在傳統(tǒng)光通信系統(tǒng)中，只能使用強(qiáng)度調(diào)制方式對光進(jìn)行調(diào)制。而在相干光通信中，除了可以對光進(jìn)行幅度調(diào)制外，還可以使用PSK、DPSK、QAM等多種調(diào)制格式，利于靈活的工程應(yīng)用。相干光通信的出現(xiàn)，為光纖通信實(shí)現(xiàn)大容易、高速率、長距離傳輸開辟了一條11新的途徑。

2.3光復(fù)用技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及技術(shù)的難點(diǎn)和發(fā)展前景

光復(fù)用技術(shù)有如下的特點(diǎn)：（1）充分利用光纖的巨大帶寬資源（2）同時傳輸多種不同類型的信號。（3）節(jié)省線路投資。（4）降低器件的超高速要求。這樣，既可以節(jié)省大量投資，又緩解地下管道的擁擠局面。要實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用，一是要研究出具有足夠傳輸寬帶的光纖，二是要研制出相應(yīng)的光合波器和分波器，實(shí)現(xiàn)光的分路的方法較多，關(guān)鍵是所用光合波/分波器的插入損耗要?。ü夂喜ㄆ髋c分波器均為無源器件），這是波分復(fù)用技術(shù)的研究重點(diǎn)之一。另外一個研究重點(diǎn)是如何提高波分復(fù)用度，已實(shí)驗(yàn)（或?qū)嵱茫┏晒Φ牟ǚ謴?fù)用系統(tǒng)，國內(nèi)2.5G系統(tǒng)已達(dá)32個波分，10G系統(tǒng)8波道復(fù)用也已試驗(yàn)成功。如果說20世紀(jì)的通信是電網(wǎng)絡(luò)的時代，那么21世紀(jì)的信息傳輸將會是全新的光網(wǎng)絡(luò)時代。

2.4光交換技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及技術(shù)的難點(diǎn)和發(fā)展前景

光交換技術(shù)有如下的特點(diǎn)：（1）具有極寬的帶寬采用光交換技術(shù)。（2）速度快。（3）光交換與光傳輸相結(jié)合，促進(jìn)全光通信網(wǎng)的發(fā)展。（4）降低了網(wǎng)絡(luò)成本。另外，無論在模擬傳輸中還是在數(shù)字傳輸中都可以采用光交換技術(shù)，這樣不但避免了寬帶電交換系統(tǒng)功耗大、串?dāng)_嚴(yán)重等問題，也提高了自身的可靠程度當(dāng)光交換技術(shù)走向成熟時的情景。通信骨干網(wǎng)將成為高速率、大容量、結(jié)構(gòu)靈活的全光通信網(wǎng)，那時人們才真正實(shí)現(xiàn)了信息高速公路。

2.5全光通信網(wǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)及技術(shù)的難點(diǎn)和發(fā)展前景

全光通信網(wǎng)的特點(diǎn)：（1）光通信網(wǎng)絡(luò)能夠提供巨大的帶寬。但是它也存在很多問題：（1）目前在線的光放大主要EDFA，已經(jīng)有了商用產(chǎn)品，但是其帶寬是有限的，一般在1530nm1560nm之間，大約30nm左右。這就使得可用的波長資源受到了限制。（2）全光通信中光濾波器的級聯(lián)也會導(dǎo)致傳輸限制。全光通信因具有處理高速率的光信號，實(shí)現(xiàn)超長距離、超大容量的無中繼通信，提高網(wǎng)絡(luò)效率等多種優(yōu)點(diǎn)正受到世界各國的重視，隨著通信業(yè)務(wù)需求的飛速增加，各種新技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，它必將成為未來通信發(fā)展的最終趨勢。盡管還在一些方面存在著限制，但還是會向?qū)嵱没姆较蜻~進(jìn)。

2.6光纖接入技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及技術(shù)的難點(diǎn)和發(fā)展前景

光纖接入是指局端與用戶之間完全以光纖作為傳輸媒體，光纖接入可以分為有源光接入和無源光接入。光纖用戶網(wǎng)的主要技術(shù)是光波傳輸技術(shù)。光纖接入是一種理想的寬帶接入方式，可以很好的解決寬帶上網(wǎng)的問題，速度快、障礙率低、抗干擾性強(qiáng)?？偨Y(jié)光纖技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有：既有傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸帶寬高、安全保密性能好，系統(tǒng)性能可靠。其缺點(diǎn)也很顯著如：尚未進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用，覆蓋面不廣，線路資源有限，價格較高光纖不受電磁干擾，保證了信號傳輸質(zhì)量，用光纜替換銅線電纜，可以解決城市地下通信管道擁擠的問題。隨著光纖接入的性能不斷提高，價格不斷下降，光纖接入必將越來越受歡迎。對所有的寬帶應(yīng)用，光纖接入方式是非常具有發(fā)展前景的。

3結(jié)語

光纖通信技術(shù)從光通信中脫穎而出，已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一，在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。光纖通信作為一門新興技術(shù)，其近年來發(fā)展速度之快、應(yīng)用面之廣是通信史上罕見的，也是世界新技術(shù)革命的重要標(biāo)志和未來信息社會中各種信息的主要傳送工具。

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