光通信详解,光通信结构原理及其优势优点

q812480638 发表于 2017-06-02 15:20:21 收藏 已收藏
赞(0) •  评论(0

光通信详解,光通信结构原理及其优势优点

q812480638 发表于 2017-06-02 15:20:21

  光通信(Optical Communication)是以光波为载波的通信方式。增加光路带宽的方法有两种:一是提高光纤的单信道传输速率;二是增加单光纤中传输的波长数,即波分复用技术(WDM)。

  光通信详解,光通信结构原理及其优势优点

  宽带城域网(BMAN)是我国信息化建设的热点,DWDM(密集波分复用)的巨大带宽和传输数据的透明性,无疑是当今光纤应用领域的首选技术。然而,MAN等具有传输距离短、拓扑灵活和接入类型多等特点,如照搬主要用于长途传输的DWDM,必然成本过高;同时早期DWDM对MAN等灵活多样性也难以适应。面对这种低成本城域范围的宽带需求,CWDM(粗波分复用)技术应运而生,并很快成为一种实用性的设备。对光通信来说,其技术基本成熟,而业务需求相对不足。以被誉为“宽带接入最终目标”的FTTH为例,其实现技术EPON已经完全成熟,但由于普通用户上网需要的带宽不高,使FTTH的商用只限于一些试点地区。但是,在2006年,随着IPTV等三重播放业务开展,运营商提供的带宽已经不能满足用户对高清晰电视的要求,随之FTTH的部署也提上了日程。无独有偶,ASON对传输网络控制灵活,可为企业客户提供个性化服务,不少运营商为发展和维系企业客户,不惜重金投资建设ASON。

  未来传输网络的最终目标,是构建全光网络,即在接入网、城域网、骨干网完全实现“光纤传输代替铜线传输”。骨干网和城域网已经基本实现了全光化,部分网络发展较快的区域,也实现了部分的接入层的光进铜退。

  光通信就是使用光,向对方传输信息的技术。

  光通信详解,光通信结构原理及其优势优点

  光通信的基本结构

  我们身边的电脑和手机,通过电信号“0和1”发送信息。光通信是由将电信号转换成光信号的“发送机”、将光信号转换成电信号的“接收机”,以及传输光的回路“光纤”构成。

  光通信详解,光通信结构原理及其优势优点

  光通信的优点

  1.传输距离长,经济节能

  2.一次性传输海量信息

  3.通信速度快

  (1)传输距离长,经济节能

  假设1秒钟内要传输10Gb的信息(100亿个信号),如果使用电通信的话,每隔100米就要调整一次信号。与此相比,使用光通信的话,需要调整间隔可为100千米以上。调整信号的次数越少,所使用的机器数量也越少,因此具有经济节能的效果。

  光通信详解,光通信结构原理及其优势优点

  比如说,现在和国外的朋友通话或上网聊天时,感觉与在国内通话没什么两样。不像以前那样声音会滞后。在只有电通信的时代,一次能传输的距离短而且传输的信息量少,国际间的通信主要通过人造卫星作为中继传输。但是,使用光通信的话,一次性传输的距离长而且传输的信息量多,因此,通过使用铺设在海底的光纤光缆,就能实现与海外自然畅通的通信。(电波和光的速度相同。但是,由于经由卫星的话传输路径会变长,信号到达较慢。海底电缆的距离短很多,所以信号会更快达到。)

  光通信详解,光通信结构原理及其优势优点

  (2)一次性传输海量信息

  大量用户可以同时接收需要的信息(电影或新闻等)。在1秒钟内,电通信最多只能传输10Gb(100亿个0和1信号)的信息,与此相比,光通信最多可以传输1Tb(1万亿个0和1信号)的信息。

  光通信详解,光通信结构原理及其优势优点

  (3)通信速度快

  电通信会因电噪声出现错误,导致通信速度下降。但是,光通信不会受到噪声的影响,因此可快速传输信号。

  光通信详解,光通信结构原理及其优势优点

  光通信就是以光波为载波的通信。增加光路带宽的方法有两种:一是提高光纤的单信道传输速率;二是增加单光纤中传输的波长数,即波分复用技术(WDM)事实上,光通信设备只适合在最后几公里的距离用。

  最基本的光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。其中数据源包括所有的信号源,它们是话音、图像、数据等业务经过信源编码所得到的信号;光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号,先后用过的光波窗口有0.85、1.31和1.55。光学信道包括最基本的光纤,还有中继放大器EDFA等;而光学接收机则接收光信号,并从中提取信息,然后转变成电信号,最后得到对应的话音、图像、数据等信息。

  光通信详解,光通信结构原理及其优势优点

  光通信四项技术

  基于上述全光网络构架有很多核心技术,它们将引领光通信的未来发展。下面着重介绍ASON、FTTH、DWM、RPR这四项最重要的技术。

  (1)ASON

  无论从国内研发进展、试商用情况,还是从国外的发展经验来看,国内运营商在传送网中大规模引入ASON技术将是必然的趋势。ASON(Automatically Switched Optical Network,智能光网络)是一种光传送网技术。目前的产品和市场状况表明,ASON技术已经达到可商用的成熟程度,随着3G、NGN的大规模部署,业务需求将进一步带动传送网技术的发展,预计2007年ASON将得到更加广泛的商用。

  2006年各大主要设备提供商华为、中兴、烽火、Lucent等已经推出了其可商用的ASON产品。中国电信、中国网通、中国移动、中国联通和中国铁通陆续开展了ASON的应用测试和小规模商用。

  ASON在国外成功商用的经验表明,ASON将在骨干传送网发挥不可替代的作用。例如,AT&T的140个节点覆盖美国的骨干传送网;BT组建21CN网,目前已建40个ASON节点;Vodafone的131个节点覆盖英国的ASON骨干传送网,等等。

  然而,目前ASON在路由、自动发现、ENNI接口等几方面的标准化工作还不完善,这成为制约ASON技术发展和商用的重要因素。未来中国将参与更多的ASON标准化工作,同时,ASON的标准化,尤其是其中ENNI的标准化,将在近年内取得突破性进展。

  (2)FTTH

  FTTH(Fiber To The Home,光纤到户)是下一代宽带接入的最终目标。目前,实现FTTH的技术中,EPON将成为未来中国的主流技术,而GPON最具发展潜力。

  EPON采用Ethernet封装方式,所以非常适于承载IP业务,符合IP网络迅猛发展的趋势。目前,国家已经将EPON作为“863”计划重大项目,并在商业化运作中取得了主动权。

  GPON比EPON更注重对多业务的支持能力,因此更适合未来融合网络和融合业务的发展。但是它目前还不够成熟并且价格偏高,还无法在中国大规模推广。

  中国的FTTH还处于市场启动阶段,离大规模的商业部署还有一段距离。在未来的产业化发展中,运营商对本地网“最后一公里”的垄断是制约FTTH发展的重要因素,采取“用户驻地网运营商与房地产开发商合作实施”的形式,更有利于FTTH产业的健康发展。从日本、美国、欧洲和韩国等国家的FTTH发展经验来看,FTTH的核心推动力在于网络所提供的丰富内容,而政府对应用和内容的监控和管理政策也会制约FTTH的发展。

  (3)WDM

  WDM突破了传统SDH网络容量的极限,将成为未来光网络的核心传输技术。

  按照通道间隔的不同,WDM(Wavelength Division Multiplexing,波分复用)可以分为DWDM(密集波分复用)和CWDM(稀疏波分复用)这两种技术。DWDM是当今光纤传输领域的首选技术,但CWDM也有其用武之地。

  2006年,烽火、华为等设备厂商都推出了自己的DWDM系统,国内运营商也开展了相关的测试和小规模商用。未来DWDM将在对传输速率要求苛刻的网络中发挥不可替代的作用,如利用DWDM来建设骨干网等。

  相对于DWDM,CWDM具有成本低、功耗低、尺寸小、对光纤要求低等优点。未来几年,电信运营商将会严格控制网络建设成本,这时CWDM技术就有了自己的生存空间,它适合快速、低成本多业务网络建设,如应用于城域和本地接入网、中小城市的城域核心网等。

  (4)RPR

  弹性分组环(Resilient Packet Ring,RPR)将成为未来重要的光城域网技术。近年来许多国内外传输设备厂商都开发了内嵌RPR功能的MSTP设备,RPR技术得到了大量芯片制造商、设备制造商和运营商的支持和参与。

  在标准化方面,IEEE802.17的RPR标准已经被整个业界认可,而国内的相关标准化工作还在进行中。未来RPR将主要应用于城域网骨干和接入方面,同时也可以在分散的政务网、企业网和校园网中应用,还可应用于IDC和ISP之中。

  光通信优点

  光纤通信之所以受到人们的极大重视,这是因为和其它通信手段相比,具有无以伦比的优越性。

  (1)通信容量大

  从理论上讲,一根仅有头发丝粗细的光纤可以同时传输1000 亿个话路。虽然目前远远未达到如此高的传输容量,但用一根光纤同时传输24 万个话路的试验已经取得成功,它比传统的明线、同轴电缆、微波等要高出几十乃至上千倍以上。一根光纤的传输容量如此巨大,而一根光缆中可以包括几十根甚至上千根光纤,如果再加上波分复用技术把一根光纤当作几根、几十根光纤使用,其通信容量之大就更加惊人了。

  (2)中继距离长

  由于光纤具有极低的衰耗系数(目前商用化石英光纤已达0.19dB/km 以下),若配以适当的光发送与光接收设备,可使其中继距离达数百公里以上。这是传统的电缆(1.5km)、微波(50km)等根本无法与之相比拟的。因此光纤通信特别适用于长途一、二级干线通信。据报导,用一根光纤同时传输24 万个话路、100 公里无中继的试验已经取得成功。此外,已在进行的光孤子通信试验,已达到传输120 万个话路、6000 公里无中继的水平。因此,在不久的将来实现全球无中继的光纤通信是完全可能的。

  (3)保密性能好

  光波在光纤中传输时只在其芯区进行,基本上没有光“泄露”出去,因此其保密性能极好。

  (4)适应能力强

  是指,不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀,可挠性强(弯曲半径大于25 厘米时其性能不受影响)等。

  (5)体积小,重量轻

  便于施工维护便于施工维护便于施工维护便于施工维护 。光缆的敷设方式方便灵活,既可以直埋、管道敷设,又可以水底和架空。

  (6)原材料来源丰富潜在价格低廉

  制造石英光纤的最基本原材料是二氧化硅即砂子,而砂子在大自然界中几乎是取之不尽、用之不竭的。因此其潜在价格是十分低廉的。

收藏

相关话题
文章来源栏目
+关注

评论(0)

加载更多评论

参与评论

相关文章

分享到

QQ空间 QQ好友 微博
取消