光通信未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

鄧波 黃傳峰 高方亮

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光通信未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

鄧波 黃傳峰 高方亮

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十四研究所，廣西 桂林 541004

隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，光通訊作為一種新的通訊方式越來(lái)越受到重視。對(duì)光通訊現(xiàn)狀進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)光通訊未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

光通信技術(shù)；概念；發(fā)展；光纖技術(shù)

在新科技層出不窮的今天，各國(guó)有關(guān)于光通信的新技術(shù)的更新?lián)Q代很快。在中國(guó)，光通訊的技術(shù)雖然起步比較晚，但已經(jīng)充分掌握了光纖、系統(tǒng)、器件等各個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)，在國(guó)際中處于領(lǐng)先行列。

1 光通訊發(fā)展的現(xiàn)狀

光通信，顧名思義，就是以光波為媒介載體的一種通信技術(shù)。在通信技術(shù)中，光波和無(wú)線電波是兩種重要的通信媒介。但在我國(guó)光通訊最開(kāi)始沒(méi)有受到足夠重視，在發(fā)展時(shí)期經(jīng)歷了不少曲折[1]。單就普及范圍來(lái)講，光通信技術(shù)可以應(yīng)用在現(xiàn)代通信的各個(gè)領(lǐng)域。

光線包括可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光，不可光中又包含紅外線和紫外線。光通信技術(shù)就是使用各中光線進(jìn)行媒介傳輸。由于傳輸媒介的不同，光通訊還可以分為有線光通訊和大氣光通訊，按照光源的不同又可以分為激光通信和非激光通信。

（1）密集波分復(fù)用（DWDM）技術(shù)

密集波分復(fù)用（DWDM）是一種光纖數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，這一技術(shù)利用激光的波長(zhǎng)按照比特位并行傳輸或者字符串行傳輸方式，在光纖內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送。密集波分復(fù)術(shù)的發(fā)現(xiàn)是源于工程設(shè)計(jì)人員必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)未來(lái)的帶寬需求作出合理的估計(jì)，一般來(lái)說(shuō)一個(gè)人在正常的情況下，一個(gè)小時(shí)之內(nèi)只使用6分鐘的網(wǎng)絡(luò)帶寬[2]，但是隨著科技的不斷發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越依賴網(wǎng)絡(luò)。所以在20世紀(jì)末工程設(shè)計(jì)人員開(kāi)始將密集波分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用在實(shí)踐中，相較于其他技術(shù)密集波分復(fù)用可以提高光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量，由最初的2波發(fā)展到今天的1024波以上，發(fā)展速度十分迅速。同時(shí)，光傳輸?shù)姆秶饾u擴(kuò)大。光通信技術(shù)的發(fā)展速度不容小覷。

（2）光纖接入網(wǎng)技術(shù)

它與我們?nèi)粘Ｊ熘墓饫w到戶（FTTH）是不同的，網(wǎng)線接入網(wǎng)技術(shù)是為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)今信息傳輸化的產(chǎn)物，是光纖到戶的重要手段，光纖到戶是光線寬帶的最終使用方式，因此可以利用光纖的寬帶特點(diǎn)，為寬帶使用者提供不受任何形式影響的帶寬。

自2003年，我國(guó)開(kāi)始大范圍的將光纖入戶進(jìn)行推廣，現(xiàn)今仍處于市場(chǎng)啟動(dòng)階段。在未來(lái)的光通信發(fā)展過(guò)程中，運(yùn)營(yíng)商對(duì)本地網(wǎng)絡(luò)的壟斷是制約光纖入戶發(fā)展的最重要因素之一，我們必須采取與房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商合作實(shí)施的形式，來(lái)對(duì)光纖入戶技術(shù)進(jìn)行保護(hù)，借鑒日韓的成功經(jīng)驗(yàn)來(lái)保證光通信技術(shù)的健康發(fā)展。

（3）光器件EDFA技術(shù)

摻鉺光纖放大器（EDFA）的誕生是光通信產(chǎn)業(yè)中革命性的突破，是“信息高速公路”的重要支柱之一。它能夠增加帶寬、提高對(duì)光偏振狀態(tài)的敏感度以及在多路系統(tǒng)中信道交叉串?dāng)_可忽略等優(yōu)點(diǎn)。大大增加了光纖的傳輸信息容量，同時(shí)還能增加網(wǎng)徑大小和用戶的數(shù)量，這使摻鉺光纖放大器成為光器件的主流。

2 光通信技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)

2.1 波分復(fù)用（WDM）技術(shù)的發(fā)展

波分復(fù)用就是將兩種或多種攜帶信息不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)，通過(guò)發(fā)送端的復(fù)用器匯合在一起，并耦合到光線路中同一根光纖所應(yīng)用的傳輸技術(shù)。光通信技術(shù)新的發(fā)展趨勢(shì)之一就是將波分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域從以前的長(zhǎng)途傳輸轉(zhuǎn)為城域網(wǎng)。低成本是波分復(fù)用系統(tǒng)重要的特點(diǎn)之一，在城域網(wǎng)中的應(yīng)用與長(zhǎng)途網(wǎng)時(shí)有所不同，城域網(wǎng)的傳輸一般來(lái)說(shuō)在100km的距離內(nèi)，不用使用任何光器件，而長(zhǎng)途網(wǎng)則要使用到外調(diào)解器和光放大器，這兩者缺一不可。所以，這就降低了光器件的使用成本，也減少了光通信傳輸系統(tǒng)的成本。為了使波分復(fù)用技術(shù)的業(yè)務(wù)成本降低，工程人員又提出了粗波分復(fù)用的新概念，減少了有波長(zhǎng)鎖定器、致冷器等器件的使用。從經(jīng)濟(jì)的節(jié)約來(lái)看，粗波復(fù)用系統(tǒng)使用范圍的擴(kuò)大指日可待。

2.2 光弧子通信

光弧子一種在傳播過(guò)程中形狀、幅度和速度都維持不變的脈沖狀行波，光孤子通信是一種非線性全光通信方式?；谶@些特點(diǎn)光孤子通信技術(shù)非常適合于波分復(fù)用（WDM）等需要超高速和大容量的光通信技術(shù)。近年來(lái)，光孤子通信取得了突破性進(jìn)展。光纖放大器的應(yīng)用對(duì)孤子放大和傳輸非常有利，在海底光通信系統(tǒng)中，有著非常廣泛的應(yīng)用。

2.3 全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

所謂的全光網(wǎng)絡(luò)是指信號(hào)只是在進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)時(shí)電與光之間的變換，在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸與交換過(guò)程中均是以光的形式存在。全網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的終極目的是數(shù)據(jù)以更快的速度傳輸。從目前光通信技術(shù)的發(fā)展來(lái)看[3]，在未來(lái)的十年內(nèi)，光傳輸?shù)乃俾蕦?huì)是現(xiàn)在的100倍，那么就要求網(wǎng)絡(luò)必須具有高比特率數(shù)據(jù)傳輸能力和大吞吐量的交叉能力，電器件將漸漸不能滿足通信的需要。未來(lái)無(wú)線光器件的廣泛應(yīng)用，也會(huì)降低全光聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)問(wèn)題的頻率。為了滿足廣大用戶的需求，使用全光網(wǎng)絡(luò)成為必然。

2.4 光學(xué)薄膜技術(shù)

光學(xué)薄膜由薄的分層介質(zhì)構(gòu)成的，通過(guò)界面?zhèn)鞑ス馐囊恢泄鈱W(xué)介質(zhì)材料，在光通信技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，在生活中，光學(xué)薄膜技術(shù)的應(yīng)用無(wú)處不在[4]，小到眼鏡，大到液晶電視顯示屏幕。在光通訊的領(lǐng)域也獲得了科學(xué)技術(shù)工作者的日益重視，同時(shí)，對(duì)于光器件的改善和提升起到了重要作用。

3 結(jié)束語(yǔ)

在這個(gè)信息大爆炸的時(shí)代，隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求也不斷提升。光通信技術(shù)作為一種新興的通信技術(shù)，將會(huì)成為未來(lái)社會(huì)信息傳輸方式的主流。未來(lái)的光通信技術(shù)將滿足長(zhǎng)傳輸距離及超大傳輸內(nèi)容的挑戰(zhàn)。在科技研究人員的不斷努力下，相信在未來(lái)，光通信技術(shù)能滿足更多用戶的需求。

[1]王磊.光通信技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)探討[J].科技傳播，2011（04）:219.

[2]陳妍.光通信中的重要技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)探討[J].信息通信，2014（05）:230.

[3]羅劍，馬飛，楊清.光通信技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)探討[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（05）:63.

[4]張臻.光通信技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)[J].中國(guó)新通信，2012（21）:24-25.

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