淺析光通信技術-科技論文

光通信技術是繼微電子技術之后近30年來迅猛發(fā)展的綜合性高新技術。1962年半導體激光器的誕生是近代科學技術史上一個重大事件。經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元件在原理和制造工藝上的突破，光子技術與電子技術開始結合并形成了具有強大生命力的信息光電子技術和產業(yè)。光通信技術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是光電子學領域中最為活躍的分支。在信息技術發(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。在技術方面，以提高通信速率和容量的為主的單一技術方向已缺乏市場的有效驅動，而以優(yōu)化網絡、提供差別化服務和網絡靈活性為主的多種技術正在成為今后發(fā)展的主流方向。
二、光通信技術的發(fā)展走向
在網絡技術飛速發(fā)展的今天，隨著下一代網絡的開發(fā)，有專家預言，不管網絡如何發(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，對于能夠支持數字傳輸業(yè)務的，新型寬帶結構的通信電纜技術也提出了更高的要求。可以預計，在新的世紀光纖光纜及通信電纜技術必將獲得前所未有的巨大發(fā)展。
（一）從點到點的傳輸組網技術向動態(tài)的智能化光網絡技術方向發(fā)展
當前，廣泛應用的點到點WDM系統缺乏靈活的網絡節(jié)點和高效的組網能力，不能滿足帶寬靈活調度的現實需求。
為優(yōu)化網絡資源配置，增強網絡的生存性和可靠性，提供靈活的組網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，出現了自動交換光網絡ASON的技術，它是傳輸與交換功能相結合的技術。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，除了能實現原來光傳送網的人工配置連接外，在信令的控制下，可以實現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，將來會向資源，構建能支持多種交換粒度和多種業(yè)務的智能化光網絡節(jié)。在當前的市場環(huán)境下，ASON技術本身的穩(wěn)定性、成本還是個難于把握的問題，網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。要兼容現有網絡、充分利用已有的網絡資源與構建全新的基于ASON的網絡之間，目前還存在許多沖突，短時期還無法克服，因而ASON在實際網絡的應用還有待技術的突破和市場空間的開拓。
（二）從單一承載技術向多種業(yè)務接入和傳送的綜合技術發(fā)展
從現在看，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的實際需要?？拷脩舻臉I(yè)務節(jié)點，特別對于數據業(yè)務的用戶，技術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TDM、ATM、以太網等業(yè)務的接攻理和傳送，提供統一網管的多業(yè)務節(jié)點設備。TDM業(yè)務、刪業(yè)務或以太網業(yè)務的傳送功能，包括點到點的透明傳送功能，ATM業(yè)務或以太網業(yè)務的帶寬統計復用功能；刪業(yè)務或以太網業(yè)務映射到SDH虛容器的指配功能等。其中的以太網業(yè)務接口，除了可以通過PPP／I.APS／GFP映射進VC從而實現透明傳輸以外，還可以通過MSTP中嵌入的以太網2層甚至3層交換功能，直接掛接10／100M以太網端口，提供LAN的接入。有些MSTP設備除了提供業(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方向，但仍是光通信技術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，進一步降低信息傳輸的成本，使光纖資源的利用率最大化。這方面的技術主要有：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，將影響到相關技術的進展。
（四）光通信技術務必要保障信息的安全性
目前廣泛用于網絡、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因子分解這樣一類不易計算的單向性函數。
三、小結
綜上所述，以多業(yè)務接人，光交換、智能光聯網、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，將成為光通信在今后較長時期需要重點發(fā)展的關鍵技術。當前，光通信技術在基本實現了超高速、長距離、大容量的傳送功能的基礎上，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)務光網絡。