摘 要:光纖通信的發展依賴于光纖通信技術的進步,目前,光纖通信技術已有了長足的發展,新技術也不斷涌現,大幅度提高了通信能力,并不斷擴大了光纖通信的應用范圍。光纖通信技術目前有很大的發展空間,預計今后會有更大的需求和市場。本文對光纖通信的發展狀況及其未來前景進行分析。
關鍵詞:光纖通信,發展現狀,發展趨勢
1.光纖通信技術發展的現狀
1.1波分復用技術。波分復用技術可以充分利用單模光纖低損耗區帶來的巨大帶寬資源。根據每一信道光波的頻率(或波長)不同,將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道,把光波作為信號的載波,在發送端采用波分復用器(合波器),將不同規定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端,再由一波分復用器(分波器)將這些不同波長承載不同信號的光載波分開。由于不同波長的光載波信號可以看作互相獨立(不考慮光纖非線性時),從而在一根光纖中可實現多路光信號的復用傳輸。
1.2光纖接入技術。光纖接入網是信息高速公路的“最后一公里”。實現信息傳輸的高速化,滿足大眾的需求,不僅要有寬帶的主干傳輸網絡,用戶接入部分更是關鍵,光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中,由于光纖到達位置的不同,有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應用,統稱FTTx。FTTH(光纖到戶)是光纖寬帶接入的最終方式,它提供全光的接入,因此,可以充分利用光纖的寬帶特性,為用戶提供所需要的不受限制的帶寬,充分滿足寬帶接入的需求。目前,國內的技術可以為用戶提供FE或GE的帶寬,對大中型企業用戶來說,是比較理想的接入方式。
2.光纖通信的多媒體應用
由于多媒體應用信息量大,就性能價格和信號特征而言,必須采用壓縮技術,壓縮掉人不能分辨的部分以節約頻帶。假設不使用壓縮技術,一個標準的個人電腦上的80MB硬盤只可存儲約8min 的具有CD品質的立體聲,或約35s的電視廣播品質的運動視頻。采用壓縮磁盤后,CDROM 則可以存儲72min 的高保真音樂,或存儲20min 的電視廣播品質的運動視頻。那么位速呢?立體聲的CD品質的聲音如果不壓縮的話,要求網絡以每秒鐘140萬位的恒定速率傳送一個比特流,這對于局域網來說是足夠的。但是,由于傳統的局域網技術是基于在若干個端系統(一般從幾十個到幾百個)之間共享一條電纜或光纖,因而有太多的這樣的數據流無法并行流動。共享的最大位速范圍通常是從10Mbps(以太網技術)到100MbPs(快速以太網或FDDI技術)。當不壓縮時,PAL品質的數字運動視頻需要 160Mbps/通道。這與已有的共享傳送媒體思想為概念的局域網技術是相矛盾的。在長距離通信上存在著采用哪種速度的地面電纜電路,但是使它們專用單獨一個視頻通道所需的費用是令人無法接受的。在這種速度下,衛星線路的性能價格比最高,費用仍然很昂貴。所以采用壓縮和編碼的必要性是顯而易見的。多媒體應用需求的網絡特征,與其他應用相比有許多相同的特性,也有不少如下特有的特征:(1)要求連續媒體信息(音頻和視頻)進行實時傳送。(2)對連續媒體信息的編碼使得被交換的數據容量大而非常重要。(3)大多數應用是面向分布的,特別是當服務于常駐用戶時。基于這樣的觀察,我們選擇了4個能用數量表示并且應用于通信子網的性能規則以及兩個應用于大型“網絡”的關鍵特征。4個關鍵的通信子網的性能規則如下:①吞吐量:多媒體通信要求的吞吐量是很大的;②傳輸延遲:多媒體通信要求的傳輸延遲很小;③延遲變化:多媒體通信要求的傳輸延遲波動很小;④差錯率:多媒體通信要求的傳輸誤碼率很低。 這些參數與支持連續媒體的實時傳送密切相關。 大型"網絡"的最關鍵的特性如下:①多點播送和廣播能力;②文件緩存能力。這些特征與支持基于下載的分布和檢索的應用密切相關。 從前面的分析可以看出,光纖通信具備許多優點,能夠滿足多媒體通信的各種要求。因此,光纖必將是多媒體通信傳輸介質的最佳方案。
3. 光纖通信技術在有線電視網絡中的應用
20世紀90年代以來,我國光通信產業發展極其迅速,特別是廣播電視網、電力通信網、電信干線傳輸網等的急速擴展,促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網規模的擴大和系統復雜程度的增加,全網的管理和維護,設備的故障判定和排除就變得越來越困難。可以采用 SDH +光纖或ATM+光纖組成寬帶數字傳輸系統。該傳輸網可以采用帶有保護功能的環網傳輸系統,鏈路傳輸系統或者組成各種形式的復合網絡,可以滿足各種綜合信息傳輸。對于電視節目的廣播,采用的寬帶傳輸系統可以將主站到地方站的所需數字,通道設置成廣播方式,同樣的電視節目在各地都可以下載,也可以通過網絡管理平臺控制不同的站下載不同的電視節目。
有線電視網絡在全國各地已基本形成,在有線電視網絡現有的基礎上,比較容易地實現寬帶多媒體傳輸網絡,因此在目前的情況下,不應完全廢除現有的有線電視網,而用少量的投資來完善和改造它,滿足人們的目前需要。很多地區的 CATV已經是光纖傳輸,到用戶端也是同軸電纜進入千萬家。但是現在建設的CATV 大多是單向傳輸,上行信號不能在現有的有線電視網中傳送。可以通過電信網 PSTN 中語音通道或數據通道形成上行信號的傳送,也可以通過語音接入系統來完成。將電話接到各用戶,這樣各用戶間即可以打電話,也可以利用廣電自己的綜合信息網中的寬帶傳輸系統構成廣電網中自己的上行信號的傳送,組成了雙向應用的Internet網。現在光通信網絡的容量雖然已經很大, 但還有許多應用能力在閑置, 今后隨著社會經濟的不斷發展, 作為經濟發展先導的信息需求也必然不斷增長,一定會超過現有網絡能力, 推動通信網絡的繼續發展。因此, 光纖通信技術在應用需求的推動下, 一定不斷會有新的發展。
4.光纖通信技術的發展趨勢
4.1光接入網通信技術的更進一步發展。現存技術上的接入網依舊是雙絞線銅線的連接,仍然是原始的、落后的模擬系統,而網絡中的光接入技術的應用使其成為了全數字化的,且高度集成的智能化網絡。光接入網通信技術所要達到的主要目標有:最大程度的使維護費用得到降低,故障率得到明顯下降;可以用于新設備的開發和新收入的不斷增加;與本地網絡相結合,達到減少節點數目和擴大覆蓋面范圍的目的;通過光網絡的建立,為多媒體時代的到來做好準備;另外,可以最大化的利用光纖本身的一些優勢特點。
4.2光纖通信技術中光傳輸與交換技術的融合一光接入網通信技術的后延。基于上述光接入網通訊技術的成熟發展,網絡的核心架構己經得到了翻天覆地的改變,并正在日新月異的變化發展著,在交換和傳輸兩方面來講也都早已進行了好幾代的更新。光接入網技術和光傳輸與交換技術的融合技術,前者較后者在技術應用上有了一些技術上改進,從而也就提高了全網的往前的進一步有效發展,但此項技術相對來講仍不成熟。
4.3新一代的光纖在光纖通信技術中的應用。傳統意義上的G. 652單模光纖已經在長距離且超高速的傳送網絡發展中表現出了力不從心的缺點,新一代光纖的研發己成為當今務實之需,它也構成了新一代網絡基礎設施建設工作的一個重要組成部分。在目前普遍需求的干線網和城域網的背景下,基于不同的發展需要,己經發展出了兩種新一代光纖一非零色散光纖和全波光纖。
隨著社會經濟的不斷發展, 作為經濟發展先導的信息需求也必然不斷增長,一定會超過現有網絡能力, 推動通信網絡的繼續發展。因此, 光纖通信技術在應用需求的推動下, 一定不斷會有新的發展。
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