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組建光通信網(wǎng)的合理途徑
作者：
時(shí)間：2012-03-05
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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一、通信網(wǎng)的業(yè)務(wù)重心轉移和容量擴大
組建光網(wǎng)（Optical Networking）是當今國際上通信領(lǐng)域中一個(gè)熱門(mén)的重大課題，對于陸地的固定通信網(wǎng)，除了光纖光纜及波分多路系統正在點(diǎn)一點(diǎn)傳輸線(xiàn)路上大量并繼續改進(jìn)技術(shù)以擴大應用效果外，通信研究人員也在考慮設計和試驗在通信網(wǎng)核心內部如何利用波分多路（WDM）技術(shù)使電傳送網(wǎng)進(jìn)化為光傳送網(wǎng)，認為這是未來(lái)通信網(wǎng)必然的趨向。
自20世紀90年代起，國際互聯(lián)網(wǎng)Internet向全世界機用戶(hù)開(kāi)放，促使數據通信的業(yè)務(wù)量爆炸性增長(cháng)，給傳統電話(huà)通信網(wǎng)以巨大沖擊。今后的通信形勢是：盡管全世界的電話(huà)業(yè)務(wù)量仍是每年增長(cháng)，但數據通信業(yè)務(wù)量的年增長(cháng)率遠遠大于電話(huà)業(yè)務(wù)量的增長(cháng)率，因此在21世紀里數據業(yè)務(wù)總量將很快趕上電話(huà)業(yè)務(wù)總量。換句話(huà)說(shuō)，未來(lái)的通信網(wǎng)不再以電話(huà)業(yè)務(wù)為重心，而是以數據業(yè)務(wù)為重心，宜于使用互聯(lián)網(wǎng)規約IP（Internet Protocol）。傳統電話(huà)通信網(wǎng)長(cháng)期使用的電路交換方式，在未來(lái)通信網(wǎng)不再合適，應該讓位給對數據通信有利的分組交換方式（packet switching）。當然，未來(lái)的通信網(wǎng)仍應保證電話(huà)業(yè)務(wù)暢通，而且IP-phone仍須達到傳統電話(huà)QoS的要求并保證數字圖視（video）通信業(yè)務(wù)暢通，以致能夠實(shí)現計算機操作的多媒體通信。
與此同時(shí)，通信網(wǎng)的核心本身總是應該具有足夠大的容量，有能力適應各種通信業(yè)務(wù)量的數字速率總和，保證通信暢通，通信網(wǎng)容量就以它同時(shí)提供數字速率多少來(lái)表示?，F在大家既然認識到各種通信業(yè)務(wù)特別是數據通信業(yè)務(wù)量每年以很高的增長(cháng)率快速增長(cháng)，未來(lái)的通信網(wǎng)就應該相應地擴大其容量。一方面，通信網(wǎng)絕對不停留于長(cháng)期使用的公用交換電話(huà)網(wǎng)每年緩慢增長(cháng)的容量，而是提供大得多、能夠經(jīng)常加大的容量。按數字速率計，現行的電通信網(wǎng)利用電的時(shí)分多路TDM技術(shù)，按照標準的同步數字群系列SDH，最高的數字速度限于最高一級數字群的速度，即10Gbit／s。在，該數字速度尚未能突破，這是受到電的TDM技術(shù)的限制，常稱(chēng)“瓶頸”。最近，國際會(huì )議上個(gè)別研究單位稱(chēng)他們利用電的TDM，能夠制成數字速度達40Gbit／s，但這是少數情況，目前還未能普遍推廣。
二、通信網(wǎng)從電的TDM發(fā)展至光的WDM
既然電的通信網(wǎng)在容量上受到電的TDM的限制，那么就應考慮其它有效而實(shí)際可行的辦法。光纖通信的傳輸線(xiàn)路在加大容量方面取得了顯著(zhù)的成功經(jīng)驗，似乎可以為通信網(wǎng)提供有益的。在原來(lái)的光纖線(xiàn)路上，一根光纖只傳輸一路光載波，其載荷的數字信號由電的TDM供給，最高數字速率為10Gbit／s，而單模光纖在波長(cháng)1550nm有很寬的窗口可供光信號傳輸，雖然一個(gè)光載波載荷信號的數字速率受到電的TDM限度不能提高，但如能讓一根光纖同時(shí)傳輸幾個(gè)光載波，則光纖的傳輸容量就可以成倍地加大，將光纖的潛在容量發(fā)掘利用。參照過(guò)去幾十年前通信線(xiàn)路的每對銅線(xiàn)利用頻分多路FDM技術(shù)實(shí)現多路載波電話(huà)的成功經(jīng)驗，考慮在光纖上采用波分多路WDM技術(shù)，實(shí)現一根光纖同時(shí)傳輸多路光載波的辦法。如每一根光纖上裝用戶(hù)路WDM，每路傳輸電的TDM信號10Gbit／s，那么n路WDM就使一根光纖在一個(gè)方向同時(shí)傳輸n×l0Gbii／s，使數字速率比原來(lái)提高n倍，這種辦法不難取得成功，完全可以推廣應用。最近國際會(huì )議上報道一根光纖在1550nm波長(cháng)窗口同時(shí)傳輸密集波分多路DWDM的100路具有適當波長(cháng)間隔的光載波，導致同時(shí)傳輸的數字速率提高至100×l0Gbii／s=1Tbit／s （1×1012bit／s）。而且，還有可能繼續提高至幾個(gè)Tbit／s。這樣的DWDM系統用于光纖線(xiàn)路，配以在1550nm波長(cháng)窗口提供光功率增益的寬帶光纖放大器W-EDFA，沿線(xiàn)路每隔100km設置一個(gè)放大器，就可使1Tbit／s數字速率的信號傳輸至1000km距離，實(shí)現大容量、長(cháng)距離的信號傳輸。
誠然，這種1Tbit／s-1000km的大容量、長(cháng)距離的通信系統真是通信領(lǐng)域的卓越貢獻，大家都深切體會(huì )到光比電有更大的潛力為通信的發(fā)展提供幫助。傳統的電通信應該引伸至光通信，尤其在考慮通信網(wǎng)擴大容量的，不能停留于電，而應著(zhù)眼于光。依這樣的思路進(jìn)一步深入考慮光在通信網(wǎng)的實(shí)際應用可能性?，F在波分多路WDM技術(shù)結合光放大器EDFA的方式，不應局限于光纖傳輸線(xiàn)路的應用，而是要求放開(kāi)思路，研究光的WDM技術(shù)能否引伸至通信網(wǎng)核心內部，代替原來(lái)利用電的TDM技術(shù)所起的作用。過(guò)去的電通信網(wǎng)雖然利用大容量光纖傳輸線(xiàn)路，但通信網(wǎng)本身由電的TDM起作用，通信網(wǎng)容量的數字速
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