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(dǎo)體激光器的誕生是近代科學(xué)技術(shù)史上一個(gè)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(dǎo)體光電子器件和硅基光導(dǎo)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(qiáng)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(gè)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(jì)算機(jī)光互連、光計(jì)算、光交換等；信息獲取，如光學(xué)傳感和遙感、光纖傳感等；信息存儲(chǔ)，如光盤、全息存儲(chǔ)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(xué)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(xiàn)。
一、光通信技術(shù)的潛在問題
目前，光通信市場(chǎng)存在的主要問題是：有潛在市場(chǎng)需求的業(yè)務(wù)項(xiàng)目得不到提供；光網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)規(guī)劃呆板，缺乏對(duì)市場(chǎng)的了解和對(duì)市場(chǎng)機(jī)會(huì)的把握，更不必說開辟新的市場(chǎng)空間；政策環(huán)境不利于業(yè)務(wù)的放開和競(jìng)爭(zhēng)。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(chǎng)的有效驅(qū)動(dòng)，而以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)、提供差別化服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)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(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，隨著下一代網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)，有專家預(yù)言，不管網(wǎng)絡(luò)如何發(fā)展，一定要達(dá)到三個(gè)世界，即服務(wù)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(shì)下，新一代的全光網(wǎng)絡(luò)則要求光纖光纜能夠提供更寬的帶寬、容納更多的波長(zhǎng)、傳送更高的速率，并且要便于安裝維護(hù)，使用壽命要更長(zhǎng)。與此同時(shí)，對(duì)于能夠支持?jǐn)?shù)字傳輸業(yè)務(wù)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(yù)計(jì)，在新的世紀(jì)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(diǎn)到點(diǎn)的傳輸組網(wǎng)技術(shù)向動(dòng)態(tài)的智能化光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方向發(fā)展
當(dāng)前，廣泛應(yīng)用的點(diǎn)到點(diǎn)WDM系統(tǒng)缺乏靈活的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和高效的組網(wǎng)能力，不能滿足帶寬靈活調(diào)度的現(xiàn)實(shí)需求。
為優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源配置，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的生存性和可靠性，提供靈活的組網(wǎng)功能和強(qiáng)大的多種業(yè)務(wù)支撐能力及新業(yè)務(wù)的生成能力，出現(xiàn)了自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)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(shí)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(shí)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(huì)向資源，構(gòu)建能支持多種交換粒度和多種業(yè)務(wù)的智能化光網(wǎng)絡(luò)節(jié)。在當(dāng)前的市場(chǎng)環(huán)境下，ASON技術(shù)本身的穩(wěn)定性、成本還是個(gè)難于把握的問題，網(wǎng)絡(luò)功能的增強(qiáng)一般是以增加復(fù)雜性和成本為代價(jià)的，要取得較好的性價(jià)比不是容易的隋。要兼容現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)、充分利用已有的網(wǎng)絡(luò)資源與構(gòu)建全新的基于ASON的網(wǎng)絡(luò)之間，目前還存在許多沖突，短時(shí)期還無法克服，因而ASON在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用還有待技術(shù)的突破和市場(chǎng)空間的開拓。
（二）從單一承載技術(shù)向多種業(yè)務(wù)接入和傳送的綜合技術(shù)發(fā)展
從現(xiàn)在看，在應(yīng)用中光通信僅僅作為一種傳輸手段已不能適應(yīng)城域網(wǎng)的實(shí)際需要?？拷脩舻臉I(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，特別對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶，技術(shù)上應(yīng)既能提供傳輸功能，又能提供多種業(yè)務(wù)的接入功能。目前這方面的研究主要是基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)MSTP，它同時(shí)實(shí)現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)的接攻理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)設(shè)備。TDM業(yè)務(wù)、刪業(yè)務(wù)或以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的傳送功能，包括點(diǎn)到點(diǎn)的透明傳送功能，ATM業(yè)務(wù)或以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的帶寬統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能；刪業(yè)務(wù)或以太網(wǎng)業(yè)務(wù)映射到SDH虛容器的指配功能等。其中的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接口，除了可以通過PPP／I.APS／GFP映射進(jìn)VC從而實(shí)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(wù)外，還可以提供FR、FDDI、FiberChannel、FICON、ESCON等眾多類型的業(yè)務(wù)。
（三）高速大容量的光通信技術(shù)總體趨勢(shì)
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(diǎn)是通過開發(fā)先進(jìn)和低成本的復(fù)用技術(shù)，進(jìn)一步降低信息傳輸?shù)某杀荆构饫w資源的利用率最大化。這方面的技術(shù)主要有：電時(shí)分復(fù)用、光波分復(fù)用、光時(shí)分復(fù)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(dāng)前市場(chǎng)對(duì)帶寬需求的相對(duì)飽和，對(duì)這一方向的投入放緩，將影響到相關(guān)技術(shù)的進(jìn)展。
（四）光通信技術(shù)務(wù)必要保障信息的安全性
目前廣泛用于網(wǎng)絡(luò)、金融行業(yè)的是非對(duì)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(jì)算的單向性函數(shù)。
三、小結(jié)
綜上所述，以多業(yè)務(wù)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(zhǎng)時(shí)期需要重點(diǎn)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)前，光通信技術(shù)在基本實(shí)現(xiàn)了超高速、長(zhǎng)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(wù)光網(wǎng)絡(luò)。