时间：2023-03-16 16:30:00
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1.1光传播通信技术的优势随着4G时代的到来，光传输通信技术也得到了迅猛发展，在电力通信行业中也具有举足轻重的的地位。OTN，PTN，ASON，PON等光传播通信技术络技术的出现，突破了传统的SDH技术单一的传输方式，为光传输网络带来了新鲜的血液。光传输通信具有衰减小、信息容量大、安全性能能好、频带宽、体积小等优势，在穿距离的传输和特殊环境中不仅能够降低对于已建成的网络的维护成本、提高宽带服务质量，更能实现移动通信行业网络建设的健康稳步发展。[1]
1.2光传播通信技术存在的问题纵观光传播技术网络的发展史，从世界上第一条光纤通信系统投入运营到如今突飞猛进的发展趋势，整个过程中信息传输规模和安全可靠运行也一直是电力通信部门关注的重点。光设备的传输虽然具有维护简单、扩容性较高,以及组网灵活等特点,并且随着科技的发展光端机也不断提升出槽位宽度均匀、增加扩容量等能力。但是,在社会经济不断发展的同时,这些光传输设备的老化程度也越来越严重,有大部分设备的性能甚至已经很难满足电力通信在传输方面的要求，当缓慢的衰变积累到一定程度时将会产生系统的最终的失效。
2.光传输通信技术的应用与发展研究
2.1光传输通信技术的广泛应用近几年我国在高速宽带光传输技术方面取得了飞跃性的发展，我国在移动通信技术领域应用方面也逐渐于国际接轨，成为全球高速宽带光传输通信技术发展的重要推动力。高速带宽光传输技术的核心是密集波分复用技术，随着市场需求的消费增长，在短短的时间内就成为网络建设的重心。[2]OTN和PTN系统作为光传输通信技术的重要组成部分，在实际的核心层部署中得到了广泛应用，其两者相联合的组网模式，为运营商带来了强大的IP业务接入能力和灵活调度能力。
2.2光传输通信技术的发展在可预见的未来光传输通信技术将给人们的生活带来重大变化，在无线网的环境中人们的工作、学习、出行等可以通过网络获得及时地、丰富地信息，变得更加便捷和简单。有理由相信，随着光传输通信技术的进一步发展以及配套技术的进一步完善，并且积极整合各方面的通信技术的优势，光传输通信技术在4G移动通信新时代的潜力将是无限的。光传输通信技术的发展推动着城域传输网不断统一和融合，是运营商共同组建扁平化网络的最佳选择。光传输通信技术不断的发展使得其生命周期大大延长。光传输技术100Gb/s的发展也突破了一定范围下数字信号中光载波携带信息量无法提高的问题，并且将光载波能够携带的信息量提高了一倍。
2.3光传输通信技术前景分析随着社会需求的不断增长，4G新时代下光传输通信技术的研究为综合业务数字的发展带来了迅猛的发展。在未来的光传输通信技术的发展中，源节点至目的节点之间的信号传输与交换过程中将会采用以光交换技术和波分复用传输技术作为核心基础技术。随着科技人员的不断研发，以WDM技术为主导结OTN、PTN系统的应用必定会逐渐取代取代DWDM和MST的地位成为光传输通信技术的主流技术。其自身所具有的优势顺应了业务IP化和网络扁平化的趋势，因此受到越来越多的运营商的重视，到目前为止，中国通讯运营商三大巨头移动、电信、联通已经积极的投入设计制造。
3.结语
光通信在最近几十年的发展
光通信技术中最有发展前景的当属光纤通信技术了，在最近几十年来发展最好最快的也是光纤通信技术。光纤通信技术的发展经历了三代，从工作波长为0.85μm的多模光纤通信逐渐发展为工作波长为1.3μm的单模光纤通信，并在此基础上发展到工作波长为1.55μm的光纤通信系统，这些年的进步很好的解决了光通信系统的色散问题。不仅如此在这些年光源也放上的很大的变化，发生了从发光二极管到半导体激光器的变化。半导体激光器的出现大大的提高了传输信息的效率，而且半导体激光器与二级发光体比较具有更高的功率和更长的使用寿命。光纤和光源的发展大大的缓解了信息衰减和色散的问题，加大了光纤的通信容量，提高了光纤通信的效率。另外在光网络协议方面也有了很大的发展。目前的技术种为了方便用户使用图像、数据、语音等业务，目前的重点是宽带接入网建设。宽带接入包括光纤、无线、同轴电缆和xDSL这几种方式，这些主要是基于分组交换方式的接入，其中以光纤接入为主。光纤接入分为有源方式接入和无源方式接入两种，即利用SDH或PDH为传输通道和无源光网络方式，光纤的非线性问题随着光纤放大器的广泛应用而逐渐显现出来。光纤的非线性主要指四波混频效应、自相位调制效应、交叉相位调制效应、受激喇曼效应、受激布里渊效应等。其中一些效应会使得系统的技术指标恶化，使得信号脉冲展宽、波型畸变、信号之间串扰。通过合理的使用某些非线性效应，我们可以研制出新型的光器件。
光通信技术的发展前景
1光纤通信技术的发展前景
为了更好的建设下一代网络就必须得构建一个拥有巨大传输容量的光纤基础设施，而由于光缆高达20年的寿命以及过高的造价，光纤基础设施的设计和构建必须具有前瞻性，应该结合设备和系统技术的发展趋势来设计。同时由于下一代电信网对容量的高要求以及频率的高宽度，这一代的光纤性能已经无法满足需求，必将被淘汰，那么开发新一代的光纤将势在必行。在G.652.A光纤的基础上进行改进并取得一定成果的G.652C/D光纤很好的解决了色散斜率的问题，减低系统成本，而且能实现更长距离和更大容量的传输。基于这些原因，具有更长使用寿命的新一代光纤必将得到更好的发展。
2波分复用系统的发展前景
随着网络的发展，大量的信息进行发送、传输、接收使信息传输操作面临严峻的形势。我国正在建设信息高速公路，综合考虑传输速度快、信息量大、出错率小等因素，光纤传输最为适合。光纤全称光导纤维，由玻璃或者塑料制成的纤维，由包层、内芯和树脂涂层三部分组成，每根光纤内芯很细，由包层保护，光纤聚集在一起形成光缆。光纤又分为单模光纤和多模光纤。光纤通信采用光波传输，通信带宽大、抗干扰性好和信号衰减小等优点，成为了现在主流传输方式，它是一个庞大的系统，由每一部分协调运行。
2 光纤通信技术的发展史
近几十年来，通信技术发展迅速，随着通信技术要求越来越高，光纤通信具有带宽高、出错率小、传输快速等特点，使其逐渐走进人们视野，成为应用最广泛的通信技术。目前，我国主干网基本上也都是光纤通信，但仍存在一些不足。为了更好、更安全的通信，我们需了解光纤通信技术的发展史。光纤通信技术起源于国外，20世纪五六十年代，开始研制出光纤，但那个时候光纤的损耗高达每千米358分贝。后又经过英国科学家几年的研究，研究出理论损耗可以减少到每千米19分贝的新型光纤。接着日本也开始研究光纤，但还是没能达到最低损耗。最后，康宁公司采用粉末法研制出了每千米损耗20分贝的石英光纤。最近，掺锗石英光纤损耗降到了每千米0.2分贝，已经达到了石英光纤理论上提出的最低损耗极限。
3 光纤通信技术
3.1 光纤通信技术概述
光纤采用光波通信，光纤是一种由玻璃或塑料制成的纤维,利用全反射原理来传输信息的材料。光纤的发射装置的一端采用发光二极管或者一束激光将光脉冲传输至光纤，另一端接收装置采用光敏元件检测脉冲信号。光纤又分单模光纤和多模光纤，单模光纤的直径在8um-10um之间，多模光纤的直径有50um和62.5um两种。两者相比，单模光纤的传输距离更长。
3.2 光纤通信技术的特点
3.2.1 传输带宽高、容量大
光纤与双绞线和同轴电缆相比，其传输带宽高及信息容量大。带宽高和光纤的直径没有直接关系，即：不会由于光纤的直径大而带宽高 。随着光纤通信系统各个终端设备技术的改进，与密集波分复用技术结合应用，使得光纤的通信带宽高及信息容量大。
3.2.2 损耗低，传输距离长
在光纤、双绞线和同轴电缆三种传输介质中，光纤的传输损耗最低。由于损耗低，那么传输的距离相对而言也就长。减少了通信系统中的中继器使用量，从而降低了布置整个系统的成本，直接给运营商带来更好的经济利益。
3.2.3 抗干扰性好，保密性强
光纤以石英为材料制成，石英有较好的绝缘性、抗腐蚀性，从而抗电磁波干扰性强，不会形成接地回路。一般电磁波传输容易泄露信息，从而保密性差，而光纤基本上不会发生串扰现象，保密性强。光纤在通信中，受环境影响极小，可见光纤适用于强电领域。光纤还有质量小，轻便，布网方便，成本低，原材料石英丰富，耐高温等特点。
4 现代光纤通信技术的现状
21世纪，光纤通信技术快速发展起来。光纤通信技术主要是引入了光纤接入网技术和波分复用技术，从而大大的提高了通信的质量和安全性。
4.1 光纤接入网技术
光纤接入网技术是光纤通信技术一个全新的领域，来实现信息快速和高速传输，满足了人们生活的需求。光纤接入网技术由宽带的主干传输网络和用户接入各部分组成。光纤接入网技术的关键环节或者最后一个环节就是用户接入技术。要想所有用户实现信息的高速传输，满足用户的带宽需求，用户接入技术主要是对接入网的用户终端而言，通过该技术为用户提供方便，方便为用户提高不受限制的宽带，来满足用户需求。光纤接入网技术除了为网络通信主干网负责数据传输外，还负责网络中所有用户接入网络的用户接入技术。目前，根据光纤宽带的接入位置，来进一步区分光纤，主要有FTTB、FTTC、FTTCab、FTTH等类型。首先，介绍光纤到户技术，简称FTTH。光纤到户技术主要在光纤宽带接入方面来提供全光的接入方式。光纤到户技术利用光纤带宽的特点，先收集宽带信息，接下来整理处理宽带信息，最后传输宽带信息。通过这样的操作来给用户提供所需要的带宽，来满足用户上网需求和信息传输需求。可见，光纤接入网的最后一个环节是光纤到户技术。根据光纤到户技术不同的应用来看主要分为光纤有源接入技术和光纤无源接入技术两种形式。光纤有源接入技术实际上就是点到点的P2P技术，其主要为用户可以实现用户PC到服务器终端的直接连接，P2P可以实现高带宽接入；光纤无源接入技术则为一点到多点的XPON技术。传统网络通信方式一般都具有通信瓶颈的问题，光纤接入网技术能够很好地解决这个问题，能够满足主干网络或者核心网络的传输通信信息量。为了更好地满足用户和网络的传输需求，通常光纤接入网技术会结合SDH. ATM等多种技术混合使用，产生GPON、APON和EPON三种技术。一般而言，在电路交换性的业务通常使用GPON技术；只在信息传输过程中起到点对多点的连接作用的是EPON；相比较而言APON技术相对复杂，其用的比较少。
4.2 波分复用技术
波分复用技术是使用波分复用器，来大大降低光纤的损耗，从而来提高带宽，传输更大的信息量。波分复用技术可以使用在不同的光波频段和不同的波长，将传输的低损耗窗口分为很多个单通信管道。波分复用技术同时也在发送端装备波分复用器，利用它把不同的信号一起传送到光纤中，再利用光纤进行信息的传输。同样也在接收端安装波分复用器，其作用是把光纤中输出的信号再按不同的频率和波长进行分开处理。在接收端分离这些不同信号过程中，在同一个信道里的光波信号是独立的，从而实现不同光波信号在同一个信道里传输，即光复用技术传输。目前，波分复用技术在飞速发展，使用范围不断扩大。波分复用技术其中的粗波分复用技术，其信道间隔为20nm，采用波分复用技术中的集体发送和划分，从而实现在1260nm-1620nm范围内波长的波分复用。采用此技术能够大大降低光器件的成本，从而提高运营商的经济利益，同时也在很大程度上提高了信道容量。因此，波分复用技术得到了很多运营商的好评并得到了很大程度的应用。
4.3 光放大技术
在光纤接入网技术和波分复用技术两个技术成熟的同时，为了更好地通信，进一步引入光放大技术，光放大技术主要是采用光放大器对光信号进行放大加强。光放大技术很大程度上促进了光复用技术、光孤子通信以及全光网络的快速发展。在放大传信号之前，应该进行OEO变换，即：光电变换及电光变换。
5 总结
随着科学技术的日新月异，互联网的大数据、云计算、平台、移动互联网将人类带入了高速的信息时代，互联网和通信方式改变着人们的生活、工作方式，通信方式发生了质的飞跃。同时，人们对通信系统的传输性能，也提出了更高的要求。通信方式从电缆通信、微波通信、光纤通信，再到目前的研究热点高速光纤通信。光纤通信是三大支柱通信方式的主体。光纤通信系统，顾名思义，是利用光作为载波、以光纤作为传输媒介进行传输信息的通信系统，光纤实际上是一种极细的光导纤维，由纯度很高的玻璃拉制而成。普通光纤通信的传输速率一般是10Gb/s，高速光纤通信的传输速率可达到40Gb/s、160Gb/s甚至更高。事实上，在光纤通信的不同发展阶段，高速的含义是不同的。目前通常把STM-16等级以上的系统称为高速光纤通信系统，也有人称之为超高速光纤通信系统。光纤通信作为当前三大通信方式的主体，有着较为明显的优势：光纤通信的频带较宽，可用带宽约50000GHz，容量大可同时传输更多的路数；光纤通信比任何的传输都具有更小的损耗，损耗小带来的直接好处就是中继距离长，传输稳定可靠；另外抗电磁干扰性强、保密性好。
2高速光纤通信系统面临的挑战
高速光纤通信系统快速发展，并得到广泛应用的同时，也存在着一些问题。比如光信噪比（OSNR），OSNR是光纤信号与噪声的比值，OSNR的大小直接影响传输信号质量的优劣，OSNR过大，传输距离会相应减小。另外，色散、非线性效应等问题也是影响高速光纤通信传输的主要因素。色散会使脉冲展宽、强度降低，增大误码率，信号畸变失真，直接降低通信质量。色散一般分为两类：群速度色散和偏振模色散（PMD）。群速度色散和偏振模色散效应对系统的传输性能、传输速率和传输距离都会有明显的损害。PMD的问题在以往的光纤传输中就存在，传输速率越高，PMD的影响也越加明显。光纤传输的衰减、消耗和色散与光纤长度为线性关系，光纤的带宽与光纤长度为非线性关系，这一非线性关系即为非线性效应。非线性效应分为散射效应、与折射密切相关的自相位调制SPM、交叉相位调制XPM和四波混频效应FWM，其中XPM和FWM对系统影响较为严重。因此，研究OSNR、色散和非线性效应问题是解决高速光纤通信系统高质量传输的关键技术。
3高速光纤通信系统的关键技术
1.1分组交换技术
1.1.1虚电路方式
网络传输采用虚电路方式，源节点在与目的节点进行通信之前，首先必须建立一条虚电路（逻辑连接），路径就是从源节点到目的节点，然后通过这条虚电路才能进行数据传送，这条虚电路上的数据传输结束以后，就释放这条虚电路路径。
1.1.2数据报文方式
我们在使用数据报方式时，交换机在传输报文数据的过程中，不必记录每条打开的虚电路，可以建立一张路由表来指明交换机的输出线路。而且在数据报传输方式中，每一个进入的报文进行一次路由选择，这个选择就由每一个交换节点决定，并且每个报文的路由选择都是独立于其他报文。
1.2电路交换技术
电路上的交换是在源地址和目的之间建立一条实在的物理专用链路，可以通过多路复用技术产生，也可以由一条实在的物理链路构成。电路交换技术支持则要按需连接，在通信结束时该条链路就会被切断。
2广域网连接技术
我们除了使用传统的公共电话交换网PSTN之外，还有以下种类广域网连接技术。
（1）ATM：全称：AsynchronousTransferMode（异步传输模式），使用的连接方式是基于信源交换。ATM归类于高速传输介质，例如E3、T、SONET。ATM网络的传输带宽峰值可以达到10Gbps。
（2）X.25：X.25协议主要支持计算机（不相同的公共网络上）在网络层上，使用第三者中间计算机进行通信。
（3）帧中继（FR）：一种类似于X.25的高速分组的交换报文数据的通信服务。帧中继主要用于本局域网与其他局域网之间的连接通信服务。
（4）数字数据网（DDN）：一种数据通信通过数字信道实现的传输网，一般是使用单点对单点或者单点对多点的数字专线或专网。（DDN）提供的数据传输数率最低为2Mbit/s，峰值可达到45Mbit/s甚至更高。
（5）综合业务数字网（ISDN）：数字电话网络的一种国际标准，是一种非常典型的电路的交换网络系统。它主要是传输语音和数据，通过普通的铜缆以获得更高的速率和质量。ISDN是完全数字化的网络电路，连接速度和数据服务上它能够提供稳定的环境。
（6）同步光学网络（SONET）/数字分级网络（SDH）：同步光学网络（SONET）是光纤高速网络通信的国际标准。SONET则是以建立起光学媒体等级的网络通信为目的，网络带宽介于51.8Mbit/s和10Gbit/s之间或更高。在欧洲与SONET相对等的产物则是SDH。
（7）交换式多兆位数据服务（SMDS）：这个是众多宽带技术的一种，通过IEEE802.6中的，分布排列双总线（DQDB）方式为基础。SMDS服务也可以使用铜质的介质或者光纤。它所支持的通信网络带宽包括DS-1的1.545Mbit/s或DS-3的44.735Mbit/s。
3数据链路层协议
在每条广域网的网络连接上，数据报文必须先被封装成帧，才能通过广域网链路传输，这需要采用网络层中链路层的协议。广域网所使用的链路层协议例举如下。
（1）HDLC：面向比特的，控制数据链路协议之一就有HDLC，同步PPP的基础也是HDLC协议。
（2）PPP：为了让路由器到路由器和主机到网络的连接畅通，通过同步电路和异步电路提供可靠协议。包括IP在内的多种网络层协议能与PPP协同工作，PPP还内置安全机制，如PAP和CHAP的认证。
（3）SLIP：Internet协议中使用的串行线路，主要是TCP/IP的单点对单点进行串行连接的标准协议，不过目前已被PPP取代。
（4）LAPB：全称LinkAccessProcedureBalancedforX.25，在X.25和DTE设备之间通信连接，或者DCE与DCE设备之间的通信和数据帧的组织，都是由该协议负责管理的
（5）帧中继（FR）：一种类似于X.25的高速分组的交换报文数据的通信服务。帧中继主要用于本局域网与其他局域网之间的连接通信服务。
笔者认为,光纤通信技术尚有很大的发展空间,今后会有很大的需求和市场。主要是:光纤到家庭FTTH、光交换和集成光电子器件方面会有较大的发展。在此主要讨论光纤通信的发展趋势和市场。
光纤通信的发展趋势
1、光纤到家庭(FTTH)的发展
FTTH可向用户提供极丰富的带宽,所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2～3倍。过去由于FTTH成本高,缺少宽带视频业务和宽带内容等原因,使FTTH还未能提到日程上来,只有少量的试验。近来,由于光电子器件的进步,光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解,都加速了FTTH的实用化进程。
发达国家对FTTH的看法不完全相同:美国AT&T认为FTTH市场较小,在0F62003宣称:FTTH在20-50年后才有市场。美国运行商Verizon和Sprint比较积极,要在10—12年内采用FTTH改造网络。日本NTT发展FTTH最早,现在已经有近200万用户。目前中国FTTH处于试点阶段。
FTTH[遇到的挑战:现在广泛采用的ADSL技术提供宽带业务尚有一定优势。与FTTH相比:①价格便宜②利用原有铜线网使工程建设简单③对于目前1Mbps—500kbps影视节目的传输可满足需求。FTTH目前大量推广受制约。
对于不久的将来要发展的宽带业务,如:网上教育,网上办公,会议电视,网上游戏,远程诊疗等双向业务和HDTV高清数字电视,上下行传输不对称的业务,AD8L就难以满足。尤其是HDTV,经过压缩,目前其传输速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技术开发,可压缩到5～6Mbps。通常认为对QOS有所保证的ADSL的最高传输速串是2Mbps,仍难以传输HDTV。可以认为HDTV是FTTH的主要推动力。即HDTV业务到来时,非FTTH不可。
FTTH的解决方案:通常有P2P点对点和PON无源光网络两大类。
F2P方案一一优点:各用户独立传输,互不影响,体制变动灵活;可以采用廉价的低速光电子模块;传输距离长。缺点:为了减少用户直接到局的光纤和管道,需要在用户区安置1个汇总用户的有源节点。
PON方案——优点:无源网络维护简单;原则上可以节省光电子器件和光纤。缺点:需要采用昂贵的高速光电子模块;需要采用区分用户距离不同的电子模块,以避免各用户上行信号互相冲突;传输距离受PON分比而缩短;各用户的下行带宽互相占用,如果用户带宽得不到保证时,不单是要网络扩容,还需要更换PON和更换用户模块来解决。(按照目前市场价格,PEP比PON经济)。
PON有多种,一般有如下几种:(1)APON:即ATM-PON,适合ATM交换网络。(2)BPON:即宽带的PON。(3)OPON:采用通用帧处理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太网技术的PON,0EPON是千兆毕以太网的PON。(5)WDM-PON:采用波分复用来区分用户的PON,由于用户与波长有关,使维护不便,在FTTH中很少采用。
发达国家发展FTTH的计划和技术方案,根据各国具体情况有所不同。美国主要采用A-PON,因为ATM交换在美国应用广泛。日本NTT有一个B-FLETts计划,采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多种技术。SCM-PON:是采用副载波调制作为多信道复用的PON。
中国ATM使用远比STM的SDH少,一般不考虑APON。我们可以考虑的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的优缺点前面已经说过,目前比较经济,使用灵活,传输距离远等;宜采用。而比较GPON和EPON,各有利弊。GPON:采用GFP技术网络效率高;可以有电话,适合SDH网络,与IP结合没有EPON好,但目前GPON技术不很成熟。EPON:与IP结合好,可用户电话,如用电话需要借助lAD技术。目前,中国的FTTH试点采用EPON比较多。FTTH技术方案的采用,还需要根据用户的具体情况不同而不同。
近来,无线接入技术发展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g协议,传输带宽可达54Mbps,覆盖范围达100米以上,目前已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输,包括:上下行数据和点播电视VOD的上行数据,对于一般用户其上行不大,IEEES02.11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输,当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+无线接入”(FTTH+无线接入)的家庭网络。这种家庭网络,如果采用PON,就特别简单,因为此PON无上行信号,就不需要测距的电子模块,成本大大降低,维护简单。如果,所属PON的用户群体,被无线城域网WiMAX(1EEE802.16)覆盖而可利用,那么可不必建设专用的WLAN。接入网采用无线是趋势,但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑,与FTTH相差无几。FTTH+无线接入是未来的发展趋势。
2、光交换的发展什么是通信?
实际上可表示为:通信输+交换。
光纤只是解决传输问题,还需要解决光的交换问题。过去,通信网都是由金属线缆构成的,传输的是电子信号,交换是采用电子交换机。现在,通信网除了用户末端一小段外,都是光纤,传输的是光信号。合理的方法应该采用光交换。但目前,由于目前光开关器件不成熟,只能采用的是“光-电-光”方式来解决光网的交换,即把光信号变成电信号,用电子交换后,再变还光信号。显然是不合理的办法,是效串不高和不经济的。正在开发大容量的光开关,以实现光交换网络,特别是所谓ASON-自动交换光网络。
通常在光网里传输的信息,一般速度都是xGbps的,电子开关不能胜任。一般要在低次群中实现电子交换。而光交换可实现高速XGbDs的交换。当然,也不是说,一切都要用光交换,特别是低速,颗粒小的信号的交换,应采用成熟的电子交换,没有必要采用不成熟的
大容量的光交换。当前,在数据网中,信号以“包”的形式出现,采用所谓“包交换”。包的颗粒比较小,可采用电子交换。然而,在大量同方向的包汇总后,数量很大时,就应该采用容量大的光交换。目前,少通道大容量的光交换已有实用。如用于保护、下路和小量通路调度等。一般采用机械光开关、热光开关来实现。目前,由于这些光开关的体积、功耗和集成度的限制,通路数一般在8—16个。
电子交换一般有“空分”和“时分”方式。在光交换中有“空分”、“时分”和“波长交换”。光纤通信很少采用光时分交换。
光空分交换:一般采用光开关可以把光信号从某一光纤转到另一光纤。空分的光开关有机械的、半导体的和热光开关等。近来,采用集成技术,开发出MEM微电机光开关,其体积小到mm。已开发出1296x1296MEM光交换机(Lucent),属于试验性质的。
光波长交换:是对各交换对象赋于1个特定的波长。于是,发送某1特定波长就可对某特定对象通信。实现光波长交换的关键是需要开发实用化的可变波长的光源,光滤波器和集成的低功耗的可靠的光开关阵列等。已开发出640x640半导体光开关+AWG的空分与波长的相结合的交叉连接试验系统(corning)。采用光空分和光波分可构成非常灵活的光交换网。日本NTT在Chitose市进行了采用波长路由交换的现场试验,半径5公里,共有43个终端节,(试用5个节点),速率为2.5Gbps。
自动交换的光网,称为ASON,是进一步发展的方向。
3、集成光电子器件的发展
如同电子器件那样,光电子器件也要走向集成化。虽然不是所有的光电子器件都要集成,但会有相当的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在发展的PLC-平面光波导线路,如同一块印刷电路板,可以把光电子器件组装于其上,也可以直接集成为一个光电子器件。要实现FTTH也好,ASON也好,都需要有新的、体积小的和廉价的和集成的光电子器件。
日本NTT采用PLO技术研制出16x16热光开关;1x128热光开关阵列;用集成和混合集成工艺把32通路的AWG+可变光衰减器+光功率监测集成在一起;8波长每波速串为80Gbps的WDM的复用和去复用分别集成在1块芯片上,尺寸仅15x7mm,如图1。NTT采用以上集成器件构成32通路的OADM。其中有些已经商用。近几年,集成光电子器件有比较大的改进。
中国的集成光电子器件也有一定进展。集成的小通道光开关和属于PLO技术的AWG有所突破。但与发达国家尚有较大差距。如果我们不迎头赶上,就会重复如同微电子落后的被动局面。
光纤通信的市场
众所周知,2000年IT行业泡沫,使光纤通信产业生产规模爆炸性地发展,产品生产过剩。无论是光传输设备,光电子器件和光纤的价格都狂跌。特别是光纤,每公里泡沫时期价格为羊1200,现在价格Y100左右1公里,比铜线还便宜。光纤通信的市场何时能恢复?
根据RHK的对北美通信产业投入的统计和预测,如图2.在2002年是最低谷,相当于倒退4年。现在有所回升,但还不能恢复。按此推测,在2007-2008年才能复元。光纤通信的市场也随IT市场好转。这些好转,在相当大的程度是由FTTH和宽带数字电视所带动的。
就目前的网络发现趋势来看，网络的综合化、集成化、智能化和高可靠性已成为必然的发展趋势。但是，目前基于电的时分复用方式技术已经到达瓶颈，但是光纤的可用带宽只利用可利用的不到1%，其潜力是很大的。单就基于光路的波分复用(WDM)来讲，目前的商业水平可达到270左右，研究实现的水平1000左右，理论可同时传播360亿路的电话。波分复用的在目前的研究水平上，理论极限大约是15000个波长。国外已有相关人员在一根光纤中传输了65536个光波，这充分说明了密集波分复用的无限可能性。我们有充分的理由相信，以后在光路方面的发展，将会使光纤通信技术更上一个台阶。
2光纤通信网络技术业务趋势
可以说IP技术改变了我们的生活，其依赖的光纤通信技术更可以实现我们更多的梦想。IP技术的核心是IP寻址，是基于TCP/IP协议，其中最主要的两个协议是IP协议和TCP协议，这两个协议保证了信息在网络中的可靠传输。未来的IP业务将承载的不只有文字，更有图像视频，构成未来网络的基础，实现一种基于光纤的智能化网络平台，以满足人们对网络的不同程度的需求。以IP技术为主流的数据业务，将会是当今世界信息化的发展方向。现在几乎已经把能否有效支持IP业务作为一项技术能否长久的标志。目前IP技术已经相当成熟，要拓展更多的IP业务，无疑需要网络开发商创造出性价比更高的低廉传输成本。光纤通信技术能很好的满足这方面的要求。因此，光纤网络技术将会是现代IP业务发展的基础和方向。
3光纤网络通信技术发展方向
从30多年前光纤的问世开始，光纤的传输速率就在不断的提高。有统计表明，在过去的10年中，光纤的传输速率提高了100倍左右。预计在未来的十年，还将再提高100倍左右。IP技术使得三网融合，包括通信网、有线电视网和计算机网络，成为可能。这就需要更高速可靠的信息传播途径，因此，必须让传递信息的介质能够支持这些业务。就目前来看，互联网的通信基本上可以分为三类：人与人，如IP电话；计算机与人，如网页服务；计算机与计算机，如邮件。这些通信对网络的要求也不尽相同。因此，建立一个全新透明的全光路网络就会是此类技术发展的必由之路，我们称之为光联网。这不但会使传统的互联网业务更加可靠便捷，而且会促进一些无法预料到的新业务产生。不难想到，基于光路的波分复用(WDM)技术，将会是未来光联网道路上的先驱。光联网将会将会实现以下几个基本功能：1）超高速的传输速率；2）灵活的网络重组；3）网络层的透明性，对下层网络传输机制透明；3）更易的扩展性，允许网络节点和数据量的不断增长；4）更快速的网络恢复速度；5）同时实现光路和应用层的联网，使其有更健壮的物理层恢复能力。鉴于光联网的巨大优势和潜力，目前一些发达国家已经投入了巨大的人力、财力和物力对其进行研究和实施。光联网将会是电联网以后又一个互联网的革命。这不光对我们国民经济发展有重要意义，而且对国家的信息安全有着重要的战略意义。我们能够预测到，在不久的将来，随着光纤通信网络技术的迅速发展，人们的通信能够朝着传输速率更高、信号更加稳定的方向发展，人们在各种复杂情况之下的通讯要求也能够不断地得以满足。
4结语
