淺析光通信技術(shù)-科技論文

光通信技術(shù)是繼微電子技術(shù)之后近30年來迅猛發(fā)展的綜合性高新技術(shù)。1962年半導體激光器的誕生是近代科學技術(shù)史上一個重大事件。經(jīng)歷十多年的初期探索，從70年代后期起，隨著半導體光電子器件和硅基光導纖維兩大基礎(chǔ)元件在原理和制造工藝上的突破，光子技術(shù)與電子技術(shù)開始結(jié)合并形成了具有強大生命力的信息光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)。光通信技術(shù)是一個比較龐大的體系，它包括信息傳輸，如光纖通信、空間和海底光通信等；信息處理，如計算機光互連、光計算、光交換等；信息獲取，如光學傳感和遙感、光纖傳感等；信息存儲，如光盤、全息存儲技術(shù)等；信息顯示，如大屏幕平板顯示、激光打印和印刷等。其中信息光電子技術(shù)是光電子學領(lǐng)域中最為活躍的分支。在信息技術(shù)發(fā)展過程中，電子作為信息的載體做出了巨大的貢獻。
一、光通信技術(shù)的潛在問題
目前，光通信市場存在的主要問題是：有潛在市場需求的業(yè)務項目得不到提供；光網(wǎng)絡運營商業(yè)務規(guī)劃呆板，缺乏對市場的了解和對市場機會的把握，更不必說開辟新的市場空間；政策環(huán)境不利于業(yè)務的放開和競爭。在技術(shù)方面，以提高通信速率和容量的為主的單一技術(shù)方向已缺乏市場的有效驅(qū)動，而以優(yōu)化網(wǎng)絡、提供差別化服務和網(wǎng)絡靈活性為主的多種技術(shù)正在成為今后發(fā)展的主流方向。
二、光通信技術(shù)的發(fā)展走向
在網(wǎng)絡技術(shù)飛速發(fā)展的今天，隨著下一代網(wǎng)絡的開發(fā)，有專家預言，不管網(wǎng)絡如何發(fā)展，一定要達到三個世界，即服務層面上的IP世界、傳送層面上的光的世界和接入層面上的無線世界。因此在這種形勢下，新一代的全光網(wǎng)絡則要求光纖光纜能夠提供更寬的帶寬、容納更多的波長、傳送更高的速率，并且要便于安裝維護，使用壽命要更長。與此同時，對于能夠支持數(shù)字傳輸業(yè)務的，新型寬帶結(jié)構(gòu)的通信電纜技術(shù)也提出了更高的要求?？梢灶A計，在新的世紀光纖光纜及通信電纜技術(shù)必將獲得前所未有的巨大發(fā)展。
（一）從點到點的傳輸組網(wǎng)技術(shù)向動態(tài)的智能化光網(wǎng)絡技術(shù)方向發(fā)展
當前，廣泛應用的點到點WDM系統(tǒng)缺乏靈活的網(wǎng)絡節(jié)點和高效的組網(wǎng)能力，不能滿足帶寬靈活調(diào)度的現(xiàn)實需求。
為優(yōu)化網(wǎng)絡資源配置，增強網(wǎng)絡的生存性和可靠性，提供靈活的組網(wǎng)功能和強大的多種業(yè)務支撐能力及新業(yè)務的生成能力，出現(xiàn)了自動交換光網(wǎng)絡ASON的技術(shù)，它是傳輸與交換功能相結(jié)合的技術(shù)。ASON除了原有的光傳送平面和管理平面之外，還增加了控制平面，除了能實現(xiàn)原來光傳送網(wǎng)的人工配置連接外，在信令的控制下，可以實現(xiàn)交換的連接和混合連接。
目前，廠商多采用光一電一光的交叉連接技術(shù)，將來會向資源，構(gòu)建能支持多種交換粒度和多種業(yè)務的智能化光網(wǎng)絡節(jié)。在當前的市場環(huán)境下，ASON技術(shù)本身的穩(wěn)定性、成本還是個難于把握的問題，網(wǎng)絡功能的增強一般是以增加復雜性和成本為代價的，要取得較好的性價比不是容易的隋。要兼容現(xiàn)有網(wǎng)絡、充分利用已有的網(wǎng)絡資源與構(gòu)建全新的基于ASON的網(wǎng)絡之間，目前還存在許多沖突，短時期還無法克服，因而ASON在實際網(wǎng)絡的應用還有待技術(shù)的突破和市場空間的開拓。
（二）從單一承載技術(shù)向多種業(yè)務接入和傳送的綜合技術(shù)發(fā)展
從現(xiàn)在看，在應用中光通信僅僅作為一種傳輸手段已不能適應城域網(wǎng)的實際需要?？拷脩舻臉I(yè)務節(jié)點，特別對于數(shù)據(jù)業(yè)務的用戶，技術(shù)上應既能提供傳輸功能，又能提供多種業(yè)務的接入功能。目前這方面的研究主要是基于SDH的多業(yè)務傳送平臺MSTP，它同時實現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務的接攻理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務節(jié)點設(shè)備。TDM業(yè)務、刪業(yè)務或以太網(wǎng)業(yè)務的傳送功能，包括點到點的透明傳送功能，ATM業(yè)務或以太網(wǎng)業(yè)務的帶寬統(tǒng)計復用功能；刪業(yè)務或以太網(wǎng)業(yè)務映射到SDH虛容器的指配功能等。其中的以太網(wǎng)業(yè)務接口，除了可以通過PPP／I.APS／GFP映射進VC從而實現(xiàn)透明傳輸以外，還可以通過MSTP中嵌入的以太網(wǎng)2層甚至3層交換功能，直接掛接10／100M以太網(wǎng)端口，提供LAN的接入。有些MSTP設(shè)備除了提供業(yè)務外，還可以提供FR、FDDI、FiberChannel、FICON、ESCON等眾多類型的業(yè)務。
（三）高速大容量的光通信技術(shù)總體趨勢
提高光通信的速度和容，已不再像過去那樣作為光通信的單一技術(shù)方向，但仍是光通信技術(shù)不可忽視的重要方面，今后的重點是通過開發(fā)先進和低成本的復用技術(shù)，進一步降低信息傳輸?shù)某杀?，使光纖資源的利用率最大化。這方面的技術(shù)主要有：電時分復用、光波分復用、光時分復用等。開發(fā)出更高速率、更大容量的通信系統(tǒng)有賴于光電材料和器件的突破，由于當前市場對帶寬需求的相對飽和，對這一方向的投入放緩，將影響到相關(guān)技術(shù)的進展。
（四）光通信技術(shù)務必要保障信息的安全性
目前廣泛用于網(wǎng)絡、金融行業(yè)的是非對稱密碼，它是一種公開密鑰，加密和解密法則、加密的密鑰均是公開的，只是解密的密鑰不公開，只有接收者本人知道。這種密鑰的安全性基于大數(shù)因子分解這樣一類不易計算的單向性函數(shù)。
三、小結(jié)
綜上所述，以多業(yè)務接人，光交換、智能光聯(lián)網(wǎng)、光集成和光電集成、高速光傳輸、信息安全性等為主要方向的技術(shù)，將成為光通信在今后較長時期需要重點發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。當前，光通信技術(shù)在基本實現(xiàn)了超高速、長距離、大容量的傳送功能的基礎(chǔ)上，將朝著優(yōu)化傳送功能的方向發(fā)展，最終建成靈活、高效、可靠、安全、IP化和可管理的全業(yè)務光網(wǎng)絡。