面向5G大容量業(yè)務的超高速傳輸標準及技術(shù)探討

韋 猛

（河南省信息咨詢設計研究有限公司，鄭州　450000）

第五代移動通信是5G的全稱，它是未來網(wǎng)絡發(fā)展的必然趨勢，對目前的通信傳輸技術(shù)做出了重大貢獻。5G網(wǎng)絡可以極大提升用戶的上網(wǎng)體驗，用戶可以充分享受高清視頻、云桌面、物聯(lián)網(wǎng)等帶來的服務。5G網(wǎng)絡對于帶寬、容量以及靈活性等方面有極高的要求。5G網(wǎng)絡通過采用多載波、高階調(diào)制等技術(shù)可以實現(xiàn)大帶寬；通過采用空分復用以及頻段擴展等技術(shù)實現(xiàn)了高容量。此外，5G網(wǎng)絡還具有低時延和靈活性強等優(yōu)勢。隨著5G網(wǎng)絡以及各種關(guān)鍵技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，目前通信網(wǎng)絡和傳輸技術(shù)的發(fā)展重點是如何采用有效措施來提升光傳送網(wǎng)傳輸能力。

1　線路傳輸速率技術(shù)

1.1　多載波技術(shù)

多載波技術(shù)的應用可以顯著提高系統(tǒng)傳輸容量。雙載波方式可以極大提高頻譜的傳輸效率，提升幅度高度165%，而且這種技術(shù)具有較高的成熟度，可以傳輸較遠的距離。單載波方式的技術(shù)難度比較大，不僅需要較高的成本，而且傳輸距離有限。

1.2　靈活柵格技術(shù)

靈活柵格技術(shù)有利于提高頻譜的使用效率。靈活柵格技術(shù)利用頻域方法替代了傳統(tǒng)的時域方法，從而有效提升了波長路由光傳送網(wǎng)的高效性和靈活性。靈活柵格技術(shù)可以跟怒每條光路的動態(tài)要求來對參數(shù)進行調(diào)整，可以承載各種各樣的數(shù)據(jù)速率，能夠?qū)崿F(xiàn)頻譜資源的彈性分配。同時，利用軟件定義對網(wǎng)絡硬件資源的可編程控制可以改善波分復用技術(shù)的劣勢，比如，光通道靈活性不足、傳輸自適應能力較低等。靈活柵格技術(shù)中的載波有兩種形式：其一是微柵格，其二是無柵格。靈活柵格光網(wǎng)絡至少可以提升5%的頻譜利用率，最高提升率可達95%。

2　系統(tǒng)傳輸容量技術(shù)

2.1　頻譜擴展技術(shù)

密集波分復用技術(shù)主要是通過利用光纖的C波段作為工作波長的?，F(xiàn)有的波長存在浪費資源和信號串擾的弊端，所以為了進一步提升系統(tǒng)容量，可以使用C+L波段來實現(xiàn)信號的傳輸過程。雖然應用頻譜擴展技術(shù)可以極大擴充傳輸容量，但是因為兩個波段波長存在較大的差異，所以系統(tǒng)中諸如激光光源以及光放大器等器件的工作帶寬都應該隨之進行調(diào)整，這就對技術(shù)提出了更高的要求。

2.2　空分復用技術(shù)

隨著單模光纖傳輸容量的顯著提升，空分復用技術(shù)開始得到行業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。空分復用技術(shù)可以在一定的空間范圍內(nèi)同時傳輸多路信號，不僅能夠有效 抑制非線性效應，還能極大提高傳輸系統(tǒng)容量。空分復用技術(shù)有多種實現(xiàn)方式，第一，多芯光纖。多芯光纖具有防干擾能力強和防止能量泄露的優(yōu)勢。第二，多模光纖。多模光纖可以通過不同模式來承載不同的信號，實現(xiàn)各高階模式的獨立傳輸，防止出現(xiàn)相互干涉的情況。第三，空間光學器件模式復用。這種形式同樣可以實現(xiàn)相互獨立、互不干擾的傳輸通道。就目前空分復用技術(shù)的應用現(xiàn)狀來看，多芯光纖的應用最為廣泛。但是空分復用技術(shù)受到光放大器和信號串擾等問題的限制，未來將突破重點放在這幾方面。

3　光網(wǎng)絡安全保障技術(shù)

目前網(wǎng)絡信息呈現(xiàn)出爆炸式增長的趨勢，再加上光網(wǎng)絡不斷升級的發(fā)展形勢，使得我國目前的網(wǎng)絡安全面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。量子通信的應用可以有效制約光纖傳輸網(wǎng)絡非法竊聽等行為給網(wǎng)絡安全帶來的負面影響。量子秘鑰分發(fā)技術(shù)可以用過安全性極高的通信密碼加強對點對點通信方式的安全。在誘騙態(tài)提出之后，量子秘鑰技術(shù)得到了實質(zhì)性的發(fā)展，進一步突破了經(jīng)典密碼學中的秘鑰拓展問題。如果將高效超低噪聲單光子探測器和新型超低損耗光纖，可以進一步延長安全傳輸?shù)木嚯x，這對網(wǎng)絡的安全發(fā)展無疑是一個巨大的突破。

4　結(jié)束語

5G網(wǎng)絡的出現(xiàn)和發(fā)展在創(chuàng)新大帶寬、高容量業(yè)務的同時，還給光傳送網(wǎng)的傳輸能力提出了更高的要求。為了充分滿足這一需求，需要對光傳送網(wǎng)進行不斷的改造升級。在提升線路傳輸質(zhì)量和速率的基礎(chǔ)上，還應該重視網(wǎng)絡安全性建設，延長安全傳輸距離，從而為5G網(wǎng)絡未來的智能發(fā)展提供重要的技術(shù)保障。

[1]翟冠楠，李昭勇.5G無線通信技術(shù)概念及相關(guān)應用[J].電信網(wǎng)技術(shù)，2013（9）：1-6.

[2]王景堯，白巖，孟祥嬌等.5G無線通信技術(shù)發(fā)展跟蹤與分析[J].現(xiàn)代電信科技，2014（12）：1-4.

[3]王志勤，羅振東，魏克軍.5G業(yè)務需求分析及技術(shù)標準進程[J].中興通訊技術(shù)，2014（20）：2-4.

[4]趙鑫，趙文玉，湯瑞等.面向5G的光傳送網(wǎng)需求及挑戰(zhàn)[J].電信網(wǎng)技術(shù)，2016（7）：33-36.

[5]史紅蓓.靈活柵格光網(wǎng)絡架構(gòu)與標準化研究[J].電信快報，2015（2）：31-33.

[6]高松，劉艷，陳潤秋等.用于空分復用的模式復用技術(shù)研究[J].激光與紅外，2014（44）：424-428.