傳送網光纖通信技術研究

時間:2022-10-17 03:47:47

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傳送網光纖通信技術研究

摘要:光纖通信技術的研究在我國始于1974年,光纖通信具有頻帶寬、容量大、衰耗小、保密性強、抗干擾能力強等優點,目前它已經成為最主要的傳送網信息傳輸技術。介紹光纖通信技術的發展,總結傳送網的幾種主要光纖通信技術,并對傳送網中光纖通信技術的發展趨勢進行探討。

關鍵詞:光纖通信技術;傳送網;發展趨勢

現代通信的特點是數字化、遠距離、大容量、高效率、保密性、可靠性,光纖通信具有大容量、寬頻帶、低損耗、高保密性、強抗干擾能力等優點,通信技術正在向全光網通信演進。

1光纖通信技術的發展

現代光通信概念是在1880年提出的,美國的貝爾發明了“光電話”。原理是用振動的語音聲波調制陽光,將已調光波通過鏡面反射入大氣傳輸至終端,終端接收機將連續語音光信號通過光電池還原。此技術不能實用的原因有二:一是沒有可靠的、高強度的光源,二是沒有穩定的、低損耗的傳輸介質。1960年,紅寶石激光器由梅曼(T.H.Maiman)發明,它可產生波長大約694nm的單色相干光。1970年,損耗20dB/km的石英光纖由康寧(Corning)公司用改進型化學相沉積法(MCVD法)研制成功。這兩個科研成果光纖和激光器的問世,啟動了光纖通信的序幕,所以1970年被我們稱為光纖通信的“元年”。光纖通信技術的研究在我國始于1974年,標志性事件是武漢郵電科學研究院光通信研究室的組建。光纖通信技術的發展進程:開發階段-從基礎研究到商業應用,大發展階段-提高傳輸速率和增加傳輸距離,新技術研究階段-以超大容量和超長距離為目標。第四階段主要研究光纖通信新技術,如DWDM技術使速率達到256×40Gbit/s=10Tbit/s,和超長距離的光孤子通信技術等。[1]第五階段光纖通信系統的研究和開發具備四大特征:超寬帶寬(單根光纖傳輸容量Tbit/s以上),超長距離(光放大距離可達數千km),光交換(克服電交換瓶頸),智能化(智能光網絡技術)。隨著光復用(OTDM、OFDM、OWDM)技術和光交換技術的發展和成熟,光纖通信系統的速率更高、容量更大,逐步向信源到信宿之間全部采用光交換與傳輸演進。

2傳送網的光纖通信技術

2.1從DWDM到OTN密集波分復用(DWDM)是通過把光纖的1550nm低損耗窗口規劃為許多個單獨的通信管道,在發送端通過光合波器將多路信號合成1路,再在光纖中傳輸,在接收端通過光分波器把光載波再進行分離。DWDM的發展趨勢:更高的通道速率,基于40Gbit/s速率的系統已進入商用;更多的波長復用數量,最高可提供160波的復用;超長的全光傳輸距離,目前擴展到2000km以上;從點到點WDM走向全光網絡(OTN),通過光分差復用器(OADM)可構成鏈形、環形全光網絡。光傳送網(OTN)是繼SDH和WDM之后基于更大帶寬粒度的光網絡傳送和組網技術,具有兩個明顯優勢,首先統一傳送網的傳送層標準,其次提供更強的管理功能。2.2從ASON到WSON自動交換光網絡(ASON)的核心內容是在光傳送網絡原有的傳輸平面和管理平面中引入控制平面,控制平面負責傳輸鏈路保護方式的決策、不同傳輸鏈路帶寬的優化配置,轉發平面負責決策的實施,實現光網絡的智能化。我國智能光網絡設備包括OTN設備(基于ASON功能的OTN技術)、ASON設備(基于ASON功能的SDH技術)。ASON結合了IP傳輸網的智能特性和WDM光網絡的寬帶特性,可以提供超大傳輸的容量,單位比特信息的傳輸成本實現極大降低,另外還可以無縫連接電層面的設備。波長交換光網絡(WSON)主要關注控制技術,包括信令、路由、光層損傷控制、鏈路管理等內容。信令技術主要對GMPLS協議進行擴展,完成波長層面連接管理;路由廣播機制對OSPF協議進行擴展,路由計算機制采用PCE機制實現以及RWA波長分配算法。2.3從PTN到IPRAN分組傳送網(PTN)是以分組為傳送單位,基于分組架構融合MSTP和MPLS的雙重優點,兼容TDM、ATM和IP等業務,主要承載電信級的以太網業務。超帶寬、單端口可實現100GE和400GE;分組軟硬管道技術采用QoS技術實現;高可靠性,50ms保護功能,保證了高等級數據業務的微時延、弱抖動和高帶寬,通過流分類、帶寬管理、優先級調度和擁塞控制等能力對寬帶突發數據業務賦能。IP化的無線接入網(IPRAN)是在城域網內針對基站回傳場景優化定制的IP/MPLS技術為核心路由器的解決方案[2],主要關注路由技術,如路由協議報文交換技術,并關注QoS技術,如標記技術、監控技術、調度技術、擁塞控制技術。

3結語

光纖通信技術作為現代信息傳輸技術之一,必將在光網絡沿著超高速、智能化和分組化三個方向服務IP層和更高層業務形態的演進中發揮更大作用。

參考文獻:

[1]陳海燕,陳聰,羅江華,等.光纖通信技術[M].北京:國防工業出版社,2016.

[2]曹暢,唐雄燕,王光全.光傳送網—前沿技術與應用[M].北京:電子工業出版社,2014.

作者:賀松樹 單位:中國通信建設第四工程局有限公司