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澳门金沙光纤网的光纤网的发展趋势

时间:2020-01-21 23:24

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  从过去二十多年的电信发展看,网络容量的需求和传输速率的提高一直是一对主要矛盾。传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用(TDM)方式进行,每当传输速率提高4倍,传输每比特的成本大约下降30%~40%,因而高比特率系统的经济效益大致按指数规律增长。

  高速光纤通信系统能够提高经济效益,光纤通信系统向着超高速方向发展也就是必然的发展趋势。随着技术的发展,电子瓶颈被一个个攻克,商用光纤通信系统传输码速率最初为44.736Mb/s,经过多年的逐步发展,码速率不断提高,现在码速率为2.5Gb/s的高速系统、码速率为10Gb/s的高速系统已经实验成功,已被大量装备到光纤通信网络。

  采用外调制技术、色散补偿技术和放大自发辐射(ASE)滤波等技术,码速率可以达到40Gb/s,目前可靠且无误码地传输40Gb/s信号乃至40Gb/s以上的信号的技术已经实验成功,已经成为了商用系统。

  目前已经实现了在单根光纤上传输80Gb/s光波信号的实验,随着技术的发展,不久的将来该技术就会投入商用。目前100Gb/s以上的超高速系统正在实验过程中,超高速系统发展仍然是行业的未来发展方向。

  采用电的时分复用(TDM)方式的扩容潜力已经接近极限,然而光纤的带宽资源仅仅利用了不到1%,还有99%的资源尚待发掘。如果将多个不同波长的光源信号同时在一根光纤上传送,则可大大增加光纤的信息传输容量,这就是波分复用(WDM)的基本思路。

  采用波分复用系统的主要好处是: ①可以充分利用光纤的巨大带宽资源,澳门金沙使容量可以迅速扩大几倍至上百倍; ②在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器,从而大大降低传输成本; ③与信号速率及电调制方式无关,是引入宽带新业务的方便手段; ④利用WDM网络实现交换和恢复,可望实现未来透明的、澳门金沙具有高度生存性的光联网。

  按照ITU-T建议的WDM系统的技术规范,目前广泛从标准中心频率为196.10~192.10THz(波长为1528.77~1560.61nm),信道间隔25GHz,可配置160个信道。考虑到多通道WDM受EDFA的可用带宽和窄带光滤器成本等各种技术上和经济上的限制,目前的实用水平广泛使用16波、32波、40波、64波、80波的系统,最高可达160波,构成的系统有32×2.5Gb/s、40×10Gb/s、80×10Gb/s,目前160×80Gb/s的实验系统也已经研制成功。在实验室里的研究水平还要高,更高水平光波系统也在不断地投入商用。

  光纤是构筑新一代网络的物理基础。传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传输网络的发展方面已暴露出力不从心的态势,开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施工作的重要组成部分。

  为了适应干线网和城域网的不同发展需要,非零色散光纤(G.655光纤)已经广泛地应用于WDM光纤通信网络。非零色散光纤(G.655光纤) 在1550nm附近的工作波长区呈现一定大小的色散值,足以压制四波混合和交叉相位调制等非线性影响,同时满足TDM和DWDM两种发展方向的需要。

  全波光纤(无水吸收峰光纤)也在不断的开发与应用。所谓全波光纤是设法消除1385nm附近的水吸收峰,使光纤的可用频谱大大扩展,用来满足城域网面临复杂多变的业务环境。目前光纤通信提高最大传输量的方法主要有两种: 一种是提高传输码速率,另一种是增加传输的光波的数量。因为有效地使业务量进出光纤是网络设计至关重要的因素,采用具有数百个复用波长的DWDM技术将是一项很有前途的解决方案。因此开发具有尽可能宽的可用波段的光纤已成为关键,全波光纤就是在这种形势下诞生的。

  使用全波光纤可以把波长扩展到1260~1675nm,共有415nm宽度。当前各国光纤通信大都运用在C(1530~1565nm)与L(1565~1625nm)波段,而且仅使用其中的一小部分,还有大部分频率未被使用。一般把这415nm宽度划分成O、E、S、C、L、U六个波段,如果在波长扩展的单模光纤的工作波长范围1260~1675nm的6个波段上,可以应用的波长范围达到415nm,按照波长间隔为50GHz(0.4nm)开通DWDM系统,允许复用的波长数可高达1000个波道以上,以目前单信道80Gb/s的速率计算,波长扩展的单模光纤的单纤通信的总容量为1000×80Gb/s以上。

  随着新光纤、新光器件和新调制方式的陆续问世,DWDM的单信道传输速率、复用波长数、传输距离的最高纪录将会被不断地刷新。

  目前,国内各科研单位已纷纷投入IP over WDM的研究和开发,承担中国高速信息示范网(China Information Network, CAINONET)的各单位更把IP over WDM作为CAINONET建成以后的主要服务对象来研究。同时,CAINONET也使WDM向城域网和企业网更走近了一大步,它会向电信运营商展示其无与伦比的魅力,使电信运营商更多地考虑在最短的时间内将WDM技术应用于城域网和企业网中。

  接入网是信息高速公路的最后1公里。以铜线组成的接入网成为宽带信号传输的瓶颈。为适应通信发展的需要,我国正在加紧改造和建设接入网,逐渐用光纤取代铜线,将光纤向家庭延伸。实现宽带接入网有各种不同的解决方案,其中光纤接入是最能适应未来发展的解决方案。

  所谓光纤用户接入网(OFSAN)是以光纤作为传输介质、以光作为信息载体的一类用户接入网络。OFSAN的特点是规模庞大、技术复杂、需要的投资巨大,世界各国光纤用户网的开发相差甚远。OFSAN是当前先进国家开发与建设的热点之一。OFSAN的建设是与干线传输网、交换网一起构成全光网络的必要条件。

  (1) 巨大带宽 由于光纤的巨大带宽潜力(通常至少可达Tb/s数量级),使光纤用户接入网具有惊人的容量,可实现宽带交互式多媒体信息的高质量传输,从而消除了通常用户接入网的瓶颈效应;服务信息种类繁多,OFSAN将会从单一的传统电话服务(POTS)发展到宽带综合服务信息服务,包括各类资料、电话、图像等宽带交互式多媒体信息。

  (2) 安全保密 OFSAN安全可靠,保密性强,目前还没有适当的手段窃听光缆中传输信息。

  (3) 具有可扩展性 通过波分复用技术,可成倍增加使用的带宽而不必更换光缆线) 传输距离长 网络覆盖的范围比较大,与其他类型接入网相比,网络传输信息的距离比较长。

  传统的光传送网仅提供原始的带宽,缺乏上层业务所要求的智能性。带宽的提供大部分采用静态配置的固定光链路连接模式,无法根据业务的波动和网络拓扑的实时变化进行动态的资源分配。并且这种静态配置方式必须通过手工操作完成,不仅速度慢、效率低,还缺乏相应的适应网络拓扑结构变化的可扩展性,也不能适应数据业务的发展及其所固有的随机性和突发性,需要从根本上对网络的整体设计、组网方式、网络控制和管理进行全面彻底的调整和革新。

  由此推动了一种新型的网络体系,这就是自动交换传送网(ASTN)。其中以OTN 为基础的ASTN又称自动交换光网络(Automatic Switched Optical Network, ASON),是近代光传送网技术的重大突破,其核心在于引入了控制技术,实现了自动交换。

  由于科学技术日新月异、新型器件不断研发成功、各种高新技术不断被研究出来,并且逐步被应用于光纤通信中,必将进一步提高光纤通信的容量。

  近年来新技术和新型器件的发展使全光通信网络逐步成为现实。这些技术包括光放大技术、色散补偿技术、光交换技术、光互连技术、光处理技术等,以上技术的实现依靠近些年来光电子器件的迅速发展。因此必将带动光纤通信商用系统水平的提高,全光通信网络成为发展的必然趋势。