計(jì)算機(jī)光纖通信用途及其發(fā)展趨勢研究

金興凱

1用于連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)連接的優(yōu)劣直接關(guān)系著傳輸質(zhì)量的好壞，連接指的是使用通信設(shè)備及其體系結(jié)構(gòu)，通過雙絞線、電纜、載波、微波、光纖或是衛(wèi)星來進(jìn)行信號的傳輸。

2用于協(xié)議的檢測，保護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全

通信協(xié)議包括對各層次不同協(xié)議的具體分析以及對協(xié)議體系的研究討論。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是將地球上獨(dú)立的計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)將它們進(jìn)行相互連接的一個集合。

3光纖通信技術(shù)的發(fā)展

3.1普通光纖網(wǎng)絡(luò)

普通的光纖是最常用的一種光纖傳輸設(shè)備，具有造價低，傳輸速度快的優(yōu)點(diǎn)，比較適合于普通家庭用網(wǎng)。隨著光纖技術(shù)的不斷發(fā)展，單一波長信道在容量上增大，光中繼距離也有所增長，光纖的性能進(jìn)一步得到了提升，這種提升主要表現(xiàn)為光纖的最低衰減系數(shù)與零色散點(diǎn)沒有存在于同一區(qū)域，且低衰減系數(shù)沒有得到充分的利用。

3.2核心網(wǎng)光纜

在我國的省級、區(qū)級的干線鋪設(shè)上，都已經(jīng)全面采取的光纜鋪設(shè)，且傳統(tǒng)的多模光纖已經(jīng)被淘汰，取而代之的是單模光纖。像是G.654光纖，傳統(tǒng)在使用中很看重這種光纖的容量，但隨著光纖技術(shù)的發(fā)展，這種光纖已經(jīng)不能夠滿足與如今對光纖容量的需要，且這種型號的光纖也不能夠再進(jìn)行大幅度的增容，因此在近幾年，這種光纖已經(jīng)退出了我國陸地的光纖市場。干線光纜采用的不是光纖帶，而是選用分立的光纖。干線光纜經(jīng)常在室外使用，且在這些干線光纜中，以前使用過骨架式結(jié)構(gòu)或是緊套層絞式的光纜，現(xiàn)在也已經(jīng)停用了。

3.3接入網(wǎng)光纜

接入網(wǎng)中的分插較為頻繁，分支多且距離較短。要想增加這種網(wǎng)的容量，就必須從增加光纖芯數(shù)著手。像是在市內(nèi)的管道，由于其管徑受到城市建筑結(jié)構(gòu)的制約，一般管徑比較小，管道的內(nèi)徑是有限的。因此，在增加光纖網(wǎng)絡(luò)芯數(shù)的同時，要加強(qiáng)集裝的密度，對光纜的重量與直徑要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，盡量保證最小。

3.4室內(nèi)光纜

室內(nèi)的光纜主要是用于視頻、數(shù)據(jù)以及話音的傳輸，并且還能夠在傳感器跟遙測方面得以應(yīng)用。這里提到的室內(nèi)光纜，應(yīng)包含用來綜合布線的光纜以及局內(nèi)光纜這兩個部分。

3.5通信光纜

光纖的鋪設(shè)是屬于介電質(zhì)，而光纜可以作為全介質(zhì)來作為通信設(shè)施。光纜是完全不含有金屬的，這種不含金屬的全介質(zhì)是電力系統(tǒng)部門最愿意使用的線路。就目前電力在道路上敷設(shè)的全介質(zhì)光纜來看，主要有兩種結(jié)構(gòu)。一是纏繞式結(jié)構(gòu)，用于架空地線上；二是全介質(zhì)的自承結(jié)構(gòu)，通常簡寫為ADSS。

4光纖通信技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)展趨勢

4.1波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展

近年來，波分復(fù)用技術(shù)在我國發(fā)展迅速，光傳輸?shù)木嚯x也有了很大的發(fā)展。在提高光纖傳輸容量方面，除了原有技術(shù)的運(yùn)用，還可以采用OTDM（光時分復(fù)用）技術(shù)，通過傳輸速率的提高來讓傳輸容量也有所提高。兩種技術(shù)的應(yīng)用都能夠有效幫助光纖網(wǎng)絡(luò)通信提高其傳輸?shù)拈L度與容量。波分復(fù)用技術(shù)由于其特性，能夠很好地運(yùn)用于未來通信中跨海光傳輸領(lǐng)域。目前的1.6Tbit/的WDM體統(tǒng)已經(jīng)大量地應(yīng)用于商業(yè)中，同時隨著應(yīng)用范圍、行業(yè)的不斷擴(kuò)大，這種技術(shù)的全光傳輸距離也在不斷發(fā)展。相信結(jié)合OTDM技術(shù)，單信道的傳輸速率會有效提高，傳輸容量也會隨之加大，在現(xiàn)有的單信道最高速率640Gbit/s的基礎(chǔ)上產(chǎn)生突破。

4.2光弧子技術(shù)通信

這是一種特殊數(shù)量級的脈沖，屬于超短光的脈沖。這種通信存在于光纖網(wǎng)絡(luò)的反常色散區(qū)域，其非線形效應(yīng)與群速度色散之間相互平衡，因此在經(jīng)過了長時間、長距離的傳輸之后，信息的速度與波長都能夠保持不變。這種通信技術(shù)就是以光弧子作為載體，來實(shí)現(xiàn)長距離的有效通信，實(shí)現(xiàn)超長距離信息傳輸?shù)牧阏`碼。光弧子技術(shù)具有強(qiáng)大的發(fā)展前景，在傳輸速度方面，高速通信與超長距離以及強(qiáng)大的脈沖控制能夠有效讓現(xiàn)行速率從傳統(tǒng)的20Gbit/s迅速提升到100Gbit/s以上。

4.3智能化方向發(fā)展

智能化的光網(wǎng)絡(luò)是通信網(wǎng)絡(luò)長期發(fā)展的主要目標(biāo)。隨著通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)聯(lián)系得越來越緊密，加上光網(wǎng)絡(luò)的生存性、控制、調(diào)度、組網(wǎng)等方面的需求，光網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)向著智能化系統(tǒng)發(fā)展了。在光網(wǎng)絡(luò)中，可以加入自動發(fā)現(xiàn)的能力，提高控制連接技術(shù)。完善系統(tǒng)的自動恢復(fù)功能，這也是光網(wǎng)絡(luò)今后發(fā)展的目標(biāo)。

4.4全光網(wǎng)絡(luò)化

在未來網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展趨勢研究分析上，研究者一致認(rèn)為全光網(wǎng)是未來通信網(wǎng)絡(luò)想要高速化發(fā)展的必然選擇。全光網(wǎng)是光纖技術(shù)發(fā)展的高層次階段，但這一階段并沒有實(shí)現(xiàn)，所以也可以稱作是理想階段。傳統(tǒng)的光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的全光化，但在電器件的選用上干線的容量仍舊沒有滿足用戶的需求，還有待進(jìn)一步的提高。

4.5超大容量、超長距離傳輸技術(shù)

WDM雖然能極大地改善光纖傳輸系統(tǒng)的頻帶利用率，但是隨著通信需求的距離不斷加大，就需要一門更好的技術(shù)來支持超長距離傳輸，因此就有了DWDM（密集波分復(fù)用技術(shù)）及OTDM（光時分復(fù)用技術(shù)）和WDM（波分復(fù)用技術(shù)）相結(jié)合的產(chǎn)生。這種結(jié)合技術(shù)的優(yōu)勢在于極大的提升光通信系統(tǒng)的傳輸速率和傳輸帶寬。依靠WDM（波分復(fù)用技術(shù)）和OTDM（光時分復(fù)用技術(shù)）來提高光纖通信系統(tǒng)的傳輸帶寬的效果是一定的，因此可以把多個光時分復(fù)用信號進(jìn)行波分復(fù)用，從而提高系統(tǒng)的傳輸帶寬。RZ（歸零）編碼的占空比在光纖通信中對光纖的PDM（偏振模色散）和非線性適應(yīng)能力很強(qiáng)，此外RZ編碼信號的占空比在超高速系統(tǒng)中很小，這對色散的要求也降低了，所以一般超大容量的通信系統(tǒng)都采用RZ編碼傳輸。

5.光纖網(wǎng)絡(luò)在通信工程技術(shù)中應(yīng)用的前景展望

5.1光纖入戶

光纖入戶的寬帶極大，改善從互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)到用戶桌面的“最后一公里”的不足。在未來隨著各類技術(shù)的更新，光纖入戶的投入會越來越小?，F(xiàn)階段，我國的光纖入戶已經(jīng)覆蓋了平原地區(qū)，相信在不久后，山村地區(qū)也將實(shí)現(xiàn)全部光纖入戶。

5.2全光網(wǎng)絡(luò)大力發(fā)展

全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點(diǎn)代替電節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)全光化，也就是說信息的傳遞與交換能夠一直保持光速。雖然現(xiàn)階段全光網(wǎng)絡(luò)在我國還不夠完全成熟，但是它具有不可忽視的發(fā)展?jié)摿?，它具有開發(fā)、兼容、透明、可靠等優(yōu)點(diǎn)，且?guī)?、容量和處理速度都能達(dá)到很大，出現(xiàn)誤碼的現(xiàn)象也極少見，并且沒有太復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以以多種形式靈活組網(wǎng)，也能隨時增加新節(jié)點(diǎn)。

6結(jié)語

光纖網(wǎng)絡(luò)是近幾年發(fā)展起來的創(chuàng)新型的通信方式，將光纖的原理和思路引入到通信領(lǐng)域中可以最大化地減少構(gòu)架網(wǎng)絡(luò)的成本和維護(hù)投入。日益更新的光纖技術(shù)使得網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的大范圍化得以實(shí)現(xiàn)，傳統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)與技術(shù)消退、光纖網(wǎng)絡(luò)全面掌控世界的趨勢將必然到來并逐步實(shí)現(xiàn)。