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在互联网技术高速发展以及通信需求不断增长的今天,对通信行业提出的服务要求也越来越高,其中光纤通信技术在我国已经经历了超过30年的研究以及应用历程,该通信技术的诞生以及发展属于电信行业的一次革命性发展,这种通信技术能够优化信息传输质量,同时减少可能出现的串扰问题,可以获得非常理想的实用效果。现阶段,光纤通信技术的应用范围越来越广泛,从电信通信行业逐渐推广应用到电视传输、军事、工业生产过程中的现场监视、电力以及交通监控和有线电视网等领域。本文主要对光纤通信技术的实际应用和未来发展趋势进行探讨,提出笔者的思考和建议,仅供参考。
【关键词】
光纤通信技术;应用发展趋势
光纤通信技术应用方面主要有:将光波当做信息载体实现传播功能;将光纤当做延续传播介质。现阶段,在信息通信来说,光纤通信属于第四代通信方式。具有的特点主要为:质量轻、传播速度快、损耗不大以及体积小,同时其传输频带非常宽,能够有效抵抗大多数电磁干扰。其所具有的这些优势使光纤通信慢慢变成了社会主流。现在,我国大多数通信领域都架设有光纤,同时相关业务依然在继续拓展,得到了越来越多生产以及服务领域的认可。深入了解以及研究这种通信技术的具体应用,可以促进我国信息化的发展。
1光纤通信技术
所谓光纤通信,就是光导纤维通信,通过光导纤维来有效传输信号,从而达到信息传递目的的通信方式,我们可以将这种光纤通信当做以光导纤维为媒介的一种光通信方法[1]。其中光纤主要组成部分有:涂层、纤芯以及包层,而内芯通常只有几十微米或者是几微米,其直径比发丝还小;包层就是中间层,利用纤芯以及包层具体折射率的差异,让光信号可以在纤芯里面进行全反射,即传输光信号;其中涂层主要就是为了提升光纤所具有的韧性,从而保护光纤不受损害。光纤通信系统里面的光线并不是只有一根,而是由大量光纤一起聚集成的光缆,这种由大量光纤构成的光缆之所以可以在单位时间里面传送庞大的信息,主要是因为这种光缆的光波频率非常高,并且光纤传输频带非常宽,所以其传输容量相对较大。这种光纤通信技术所具有的优点包括:体积比较小,重量非常轻,采用的金属材料非常少,具有较强抗电磁干扰性能以及抗辐射性能,具有非常好的保密性,可以防窃听、频带比较宽以及抗干扰性能很好,价格比较便宜等,同时其所采用的光线材料来源非常丰富,能够减少很多有色金属的应用,直径非常小,也不重。
2光纤通信技术的具体应用
2.1在通信方面的应用
现阶段,在通信领域里面,光纤通信技术利用光导纤维当做传播介质的这种光纤通信起着非常重要的作用。特别是在城域通信、本地通信以及国际通信等通信行业中,光纤通信技术得到了非常广泛的应用[2]。同时,光纤通信技术正在不断扩展,变成了通信领域里面非常关键的一项技术,有效促进了整个通信行业的进一步发展。
2.2电力通信方面的应用
目前,现代化社会所具有的主要标准包括电气化,在所有生活能源中,电力所占比例已经大于70%,在我国现代化发展程度不断提升以及经济迅猛发展的条件下,国家电网需要承受的负荷也在不断增加[3]。电力系统传统远程通信结合人工调节的通信方式已经脱离了现代化社会的具体发展需求,引进并且有效使用电气自动化技术的前提之一就是对电力系统里面的通信网络进行不断的完善。安全稳定以及高效的通信网络能够保证在智能系统协助下的这种电气自动化设备投入正常运行,所以,光纤通信技术是非常理想的一个选择。现阶段,我国大部分电力系统里面的主干线以及各区域里面的接入网络均采用了光纤通信,这种通信技术不仅能够有效提升电网所具有的稳定性以及可靠性,同时也能够减少大量资金成本,降低额外花费。
2.3在传媒行业的具体应用
对传媒行业来说,其主要包含有无线信号接受终端、广播以及电视等,而输出产品大部分都是声音以及图像,所以其对信号稳定性以及传播速度方面的要求非常高[4]。而光纤通信技术就同时具有非常强的抗干扰性、稳定性以及高效性,能够确保电视信号以及电波信号在远距离传播过程中不发生损耗,以此来确保画面质量以及声音品质。现阶段,很多大型媒体单位均开始投资建设采用了光纤技术的相应信号设备,从而保证给社会带来品质非常高的音频以及视频。
2.4在互联网中的具体应用
最具有代表性的是光纤通信以及互联网的嫁接,由于其本身所具有的特性,使得用户上网速度提升了很多,同时因为其传播形式主要是光信号,不会产生很多损耗,因此在转化数字信号的时候就更加清晰,弥补了传统通信方式这方面的不足。此外,光纤通信用在居民家庭,能够提升上网速度以及有效促进我国互联网的发展,其中主要包含有物流、电子商务以及网上银行等。网上用户通过电脑就能够快速进行下单以及支付,同时利用网络可以快速跟踪产品具体物流情况。
2.5在军事方面的具体应用
对于现代化战争以及国防事业来说,先进军事装备所具有的信息化程度也逐渐在提升,世界各国都在深入研究信息战争[5]。对于保密措施,因为光纤通信能够降低信号泄漏率,很难被窃听,并且能够提升其所具有的可靠性以及稳定性,因此,现阶段其在世界各国军事方面的应用非常广。此外,光纤传输具有非常大的容量,能够满足各种要求。
3光纤通信技术的发展趋势
尽管光纤通信技术已经越来越实用化,同时可以有效满足现代社会各方面的需要,可是依然没有将光纤通信所拥有的全部潜力充分发挥出来,目前只应用了其全部潜力的大约1‰[6]。在现今光纤通信技术不断趋于完善以及电信市场慢慢改革的条件下,相关人员应该深入研究以及应用光纤通信在不同方向的发展,结合数字化和具体网络化要求,对通信网络建设进行进一步改善,现阶段,光纤通信技术未来发展趋势为:
3.1通信信道容量持续增大,实现超大容量
实际应用光纤通信技术的时候,各项技术和各种使用设备已经出现了明显转变,特别对于系统核心技术。现阶段,采用了光纤通信技术的那种l0Gbps系统开始装备庞大的网络系统,这一系统对光缆产生的极化模色散非常敏感,从而可以显著提高光纤通信信息传输效果。然而现今光纤电缆以及10Gbps系统依然有很多互相不匹配的地方,如果进一步优化上述内容,就能够提高光纤通信传输速度和信息容量。同时,最近几年有效应用了一种波分复用技术,其可以显著提升光纤通信传输速度和信息容量,在以后的通信传输系统里面的应用前景非常具广阔。
3.2光孤子通信
进行超大容量传输的时候,这种孤子传输技术能够显著改善色散给容量和信息传输距离带来的影响,可以从根本上对信息传输质量进行有效的改善,这对通信建设来说有着非常重要的意义。孤子传输技术里面的孤子具有非常强的抗干扰性,可以对极化模色散产生抑制作用,同时能够通过光纤非线性来平衡色散,加大无中继具体传输距离。尽管孤子技术依然有很多技术难题需要攻克,可是在人们的努力下,孤子技术一定在以后的大容量、长距离以及高速全光通信里面,尤其是在未来海底光通信系统里面,有着非常大的发展空间。
3.3实现全光网络
可以说,全光网属于光纤通信的未来。这种全光网络通过光节点代替原来的电节点,并且节点间也均为全光化,需要传送的信息通过光的形式实现传输以及交换,而交换机处理具体用户信息的时候,不再依据比特,是按照其波长来选择路由。现阶段,该课题受到了广泛的关注,尽管依然处于发展初期,可是已经明确知道了全光网的巨大发展前景。克服电光瓶颈是未来光通信有效发展的一种必然选择,同时也属于未来信息网络的一个核心。
4结束语
对于光纤通信技术来说,其主要通过光导纤维进行信息传递,实际应用中应用的是大量光纤维构成的光缆,组成一种光纤通信系统。这种光纤通信技术的优点非常多,使得其在社会各个领域的应用越来越广泛。光纤通信技术以后的发展方向主要是:超大容量、高速以及低价。在光纤通信发展过程中,应该不断投入科技人才,勇于创新,进行不断的突破,让光纤通信技术不断为社会的有效发展做出贡献,这样才能迎来全光网时代。
作者:陈学锋 单位:国网福建省电力有限公司信息通信分公司
参考文献
[1]李岩.探讨光纤通信技术的应用及未来发展趋势[J].城市建设理论研究,2014(15):48~49.
[2]王维平,赵旭.光纤通信技术的发展及趋势[J].河南科技,2013(17):2.
[3]王晓波.论光纤通信技术的发展及应用[J].电子制作,2015(10):162.
[4]白建春.光纤通信技术的发展及其应用[J].中国新技术新产品,2010(3):34.
关键词:光纤 通信 信息 技术
中图分类号:TP 文献标识码:A 文章编号:1007-0745(2013)05-0055-01
随着信息科学技术的飞速发展,光纤通信技术越来越受到人们的重视。近年来,光纤通信技术得到了长足的发展,新技术不断涌现,这大幅提高了通信能力,并使光纤通信的应用范围不断扩大。
一、光纤通信技术的特点
1.大容量、高速度。光纤通信的第一特点就是容量大,光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽,虽然现在的单波长光纤通信系统由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势,但是经过一系列的技术处理,单波长光纤通信系统的传输容量也在大幅增加,目前,光纤的传输速率一般在2.5Gbps到10Gbps,还有很大的扩展空间。
2.损耗低。和以往的任何传输方式相比,光纤传输的损耗都是最低的,目前,商品石英光纤损耗可低于0~20dB/km,随着科技的进步,将来采用非石英系统极低损耗光纤,那么,它的损耗可能更低,这就意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离,这无疑就减少了中继站数目,成本也就可以大幅降下来。
3.保密性好。电波传输时容易出现电磁波的泄漏,保密性差,而光波在光纤中传输,光信号被完善地限制在光波导结构中,泄漏的射线则被环绕光纤的不透明包皮所吸收,不会出现泄漏,因而光纤通信不会造成串音,也不会被窃听,保密性非常好。
4.抗电磁干扰能力强。光纤材料由石英制成的,不仅绝缘性好,抗腐蚀,更重要的是抗电磁干扰能力强,它既不受雷电、电离层和太阳黑子的变化和活动的干扰,也不受人为释放的电磁干扰,可以与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。
二、光纤通信技术的应用
1.光纤通信技术的分类。①光纤传感技术。因为光纤传感器具有耐腐蚀、宽频带、防爆性、体积小、耗电少的优点,所以其可分为功能型传感器和非功能型传感器;②波分复用技术。根据每一信道光波的频率不同,利用单模光纤低损耗区带来的巨大宽带资源,可以将光纤的低损耗窗口划分成为若干个信道,采用分波器来实现不同光波的耦合与分离;③光纤接入技术。光纤接入技术的应用十分广泛,已经应用到千家万户。光纤接入技术不仅仅可以解决窄带的业务,也可以解决多媒体图像等业务。
2.光纤通信技术的现实应用。我国的光纤通信产业发展十分迅速,尤其是广播电视网、电信干线传输网、电力通信网等发展极其迅速,使得对于光纤光缆的需求量急剧地增加。因为广电综合信息网规模的扩大和系统的复杂难度的提升,让我们在对于全网的管理和维护以及设备故障的判定等问题上存在着很大的难度。为了解决以上存在的问题,采用了ATM+或者是SDH+光纤组成宽带数字传输系统。对于这个传输网,我们可以采用环网传输系统,也可以采用链路系统或者是用它们组成的各种不同形式满足不同需要的符合网络。我们可以采用宽带传输系统,可以将通道设置为广播的方式,可以让人们在任何地方都可以对同样的电视节目进行下载,也可以让工作人员对下载的权限进行统一设置,更有利于管理。我们可以通过数据通道或者是电信网中的语音通道来形成上行信号,也可以通过语音接入系统来完成上行信号的传送。
三、光纤通信技术发展趋势
1.向超高速、超大容量发展。目前10Gbps系统已开始大批量装备网络,在理论上,基于时分复用的高速系统的速率还有望进一步提高,例如在实验室传输速率已能达到4OGbps,然而,采用电的时分复用来提高传输容量的作法已经接近硅和镓砷技术的极限,电的40Gbps系统在性能价格比及在实用中是否能成功也还是个未知因素,可以说采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽,然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用了不到1%,99%的资源尚待发掘。于是人们将目光转向波分复用,采用波分复用系统可以将光纤容量迅速扩大几倍乃至上百倍,可以大大降低成本,可以方便快捷的引入宽带新业务,有望实现光联网,基于此,近几年波分复用系统发展十分迅速,预计不久实用化系统的容量即可达到1Tbps的水平。
2.实现光联网的全面发展。尽管波分复用系统技术有诸多好处,但依旧是以点到点通信为基础的系统,其灵活性和可靠性还不够理想,如果在光路上也能实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话,无疑将增加新一层的威力。根据这一基本思路,光的分插复用器(OADM)和光的交叉连接设备(OXC)均已在实验室研制成功,并已投入商用。实现光联网的基本目的是:①实现超大容量光网络;②实现网络扩展性,允许网络的节点数和业务量的不断增长;③实现网络可重构性,达到灵活重组网络的目的;④实现网络的透明性,允许互连任何系统和不同制式的信号;⑤实现快速网络恢复,恢复时间可达100ms。光联网的全面发展将对21世纪的中国产生重要的影响。
3.新一代的光纤。近几年来随着IP业务量的爆炸式增长,传统的单模光纤已暴露出力不从心的态势,目前已出现了两种不同的新型光纤,即非零色散光纤(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。
①新一代的非零色散光纤。非零色散光纤(G.655光纤)的基本设计思想是在1550窗口工作波长区具有合理的较低色散,足以支持10Gbps的长距离传输而无需色散补偿,从而节省了色散补偿器及其附加光放大器的成本;同时,其色散值又保持非零特性,具有一起码的最小数值(如2ps/(nm.km)以上),足以压制四波混合和交叉相位调非线性影响,适宜开通具有足够多波长的DWDM系统,同时满足TDM和DWDM两种发展方向的需要。②全波光纤。与长途网相比,城域网面临更加复杂多变的业务环境,要直接支持大用户,因而需要频繁的业务量疏导和带宽管理能力,显然开发具有尽可能宽的可用波段的光纤成为关键。全波光纤就是在这种形势下诞生的,全波没有了水峰,光纤可以开放第5个低损窗口,从而使可复用的波长数大大增加,使元器件特别是无源器件的成本大幅度下降,从而降低了整个系统的成本;另外上述波长范围内,光纤的色散仅为1550nm波长区的一半,因而,容易实现高比特率长距离传输。
在新世纪的信息技术发展中,光纤通信技术将成为重要的支撑平台,光纤通信也将成为未来通信发展的主流,光纤通信有着巨大的潜力等待人们的开发。
参考文献:
关键词:光纤通信技术;特点;发展趋势
1光纤通信技术概念
光纤通信技术是以光信号作为信息载体、以光纤作为传输介质的通信技术。在光纤通信系统中,因光波频率极高以及光纤介质损耗极低,故而光纤通信的容量极大,要比微波等通信方式带宽大上几十倍。光纤主要由纤芯、包层和涂敷层构成。纤芯由高度透明的材料制成,一般为几十微米或几微米,比一根头发丝还细;外面层称为包层,它的折射率略小于纤芯,包层的作用就是确保光纤它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路问题;涂敷层的作用是保护光线不受水气侵蚀及机械擦伤,同时增加光线的柔韧性;在涂敷层外,往往加有塑料外套。光纤的内芯非常细小,由多根纤芯组成光缆的直径也非常小,用光缆作为传输通道,可以使传输系统占极小空间,解决目前地下管道空间不够的问题。
2光纤通信技术现状
2.1单模光纤
单模光纤是目前主要应用的一种光纤。80年代后,光纤通信已逐步从短波长的多模光纤转向长波长的单模光纤应用。随着光通信系统的发展,最早实用化的常规单模光纤G.652光纤在降低损耗提升带宽性能方面还有进一步提升空间,而在1.55μm窗口实现最低损耗的色散位移单模光纤G.653实现了这样的改进。90年代后,密集波分复用(DWDM)技术迅速发展,使光纤传输容量极大提高,而四波混频会引起复用信道间串扰,严重影响WDM系统性能,为适应需要,非零色散位移光纤G.655应运而生。
2.2波分复用(WDM)技术
波分复用(WDM)技术是一项90年代在通信网中扮演重要角色的技术。波分复用技术是将一系列载有信息的不同波长的光信号合成一束,让其沿着单根光纤传输;在接收端再将各个不同波长的光信号分开的通信技术。利用该技术大大增加光纤传输容量,降低成本;节省光纤及光中继器,达到对已建成系统扩容目的。2.3光纤接入技术随着社会发展,通信信息量在不断增加,业务的种类也不断丰富,传统的语音业务、短信业务已不能满足人们的信息需求,高速、高保真音视频等多媒体业务越来越受到人们的青睐。光纤接入技术大幅提升了信息传输速度,满足了人们对信息高速传输的需求。光纤接入技术通过主干传输网络和用户接入两部分实现光纤入户,利用光调制解调器,让用户享受到高速带宽资源。
3光纤通信技术发展趋势
3.1多年来,人们对高速率及大容量的追求不断推进着光纤通信技术的发展
如何最大化的拓展光纤带宽,成为各国不断研究目标。目前国际上利用波分复用(WDM)和光时分复用(OTDM)技术提升光纤系统容量。为了提高光纤通信系统的传输容量,光波长分割复用技术经历了三个阶段,即波分复用(WDM)、密集波分复用(DWDM)和光频分复用(OFDM)技术,系统传输容量随着技术的发展成千倍提升,目前容量1.6Tbit/s的波分复用系统已得到大量商用,全光传输的距离也在大幅提升。另一种提升传输容量的方式是采用光时分复用(OTDM)技术,不同于WDM技术通过增加光纤传输信道数量来提升容量,OTDM技术是通过提升信道传输速率来提高容量,其单信道最高速率已达640Gbit/s。利用波分复用技术,把多个OTDM信号进行复用,WDM/OTDM混合传输系统可以进一步提高光纤通信系统的传输容量。偏振复用(PDM)技术可以大幅减弱信道间的相互作用,将频谱效率提高一倍。利用占空较小的归零(RZ)编码信号,降低了光纤通信系统对色散管理分布的要求,且RZ编码适应性较强,因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统通常采用RZ编码作为传输方式。
3.2光孤子通信
在光纤反常色散区,由于色散和非线性效应相互作用而产生光学孤子。孤子是一种特别的波,它可以传输很长距离不变形,特别适用超长距离、超高速的光纤通信系统。光孤子通信就是以光孤子作为载体的通信方式,它实现信号波长在长距离传输过程中无畸变,在零误码的情况下信息可传递万里。光孤子通信未来的前景是利用传输速度方面优势进行超长距离的高速通信,通过时域和频域的超短脉冲控制技术,使现行速率提高十倍以上;利用重定时、整形、再生技术,同时减少ASE,增大传输距离,使传输距离提高到十万公里以上;获得低噪声高输出性能。虽然目前光孤子通信技术仍存在许多难题,但已取得很大进展,人们相信光孤子通信在大容量、超长距、高速、的全光通信中有着巨大的发展前景。
3.3全光通信网
随着人类社会信息化速度加快,人们对通信容量和带宽的需求也呈现加速增长的趋势,通信网两大组成部分,即传输和交换,都在不断发展和革新。随着波分复用技术的成熟,传输系统容量的增长给交换系统的发展带来压力和动力。未来交换系统运行速率会越来越高,而目前电子交换和信息处理网络能力已接近极限,无法满足要求,在交换系统中引入光子技术,实现光交换、光交叉连接和光分叉复用势在必行,未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的理想阶段,传统的光网络只是实现了节点之间的全光化,但在网络结点处仍采用电器件,从而限制了通信网总容量的提升,真正的全光网已成为科研机构的一个重要课题。目前,全光网络处于初期发展阶段,但它的发展前景是不可估量的。未来光通信发展的趋势是形成一个真正的以WDM技术与光交换技术为主的光网络系统,消除电光瓶颈,建立纯粹的全光网络,这将是通信技术发展的理想阶段。
4结语
随着人类社会信息化程度的不断提高,随着Internet业务和多媒体应用的不断发展,网络的业务量正在以指数级的速度迅速膨胀,光纤通信系统作为信息数据的重要支撑平台,在未来信息社会中起到十分重要的作用。目前,光纤通信系统做为一种最主要的信息传输平台,为人们提供着各类数据信息,保障着人们的生产生活。光纤通信技术的发展也在不断的提升。从现代通信的发展趋势来看,光纤通信技术的发展在不断提升,光纤通信必将成为未来通信发展的主流,真正的全光网络的时代也会在人类科技水平不断地提升下如愿到来。
作者:孙建伟 单位:中国电信股份有限公司东莞分公司
随着科技水平的不断发展,5G移动通信技术作为当前最先进的通信技术,是为了满足后期发展而形成的,当前其依然处于探索和研究阶段。基于此,现对第5代移动通信技术及其发展趋势进行了研究和探讨。
【关键词】
5G;移动通信技术;发展趋势
从上世纪八十年代第一代通信技术出现以来,已经经历了四个重要阶段的发展,而广大受众所期待的5G通信技术正在研究之中。在未来通信技术建设过程中5G网络将会充分利用局域网和蜂窝网的优势,逐渐形成更加友好智能化的通信环境,将物体作为通信技术的基础是保证5G时代网络时代智慧性的基础。伴随着科技水平的不断发展,预测2020年之后,5G技术将会在商业方面得到广泛使用,其更能够有效满足移动互联网未来的业务发展需求,保证用户得到更加全面的体验。此外,随着5G技术的成熟和快速发展,其必然会对人们的日常生产生活产生极大地影响作用,更会对社会经济的发展产生极大地促进作用。
一、第5代移动通信技术
1.1全双工技术
同时同频率进行双向通信是全双工通信技术的基本特点,因为在无线通信系统中,网络侧和终端侧都会存在固定的发射信号对接受信号形成较大干扰,而在当前的无线通信系统中,受到自身条件的限制,并不能保证同时同频的双向通信,而双向链路之间都是通过时间或者频率进行有效区分的。因为两者不能同时同频进行双向通信,因此已经造成了一般的无线资源浪费。而因为全双工技术能够使频谱的使用效率提升一倍,并保证频谱使用的灵活性,此外受到器件技术和信号处理技术的影响,全双工技术已经成为当前通信技术研究的重点,更是5G技术充分五绝无线频谱资源的重要发展方向。
1.2设备间直接通信技术
在传统移动通信技术组网过程中,通常是以基站为中心覆盖较小面积的区域,而中继站和基站则不能形成移动,使得网络结构设置的灵活性大大降低。在未来的5G业务开展过程中,由于数据流量极大,用户规模大,传统的基站网络结构已经不能满足实际需求,更无法保证相关业务的正常开展。借助D2D技术能够在没有基站的情况下完成直接通信,有效拓展网络之间的连接方式。该种通信技术是一种短距离通信技术,其具有信道质量高,数据速率快以及延时性和功耗较低等优势。借助分布广泛的终端设备有效改善覆盖面积,提升频谱资源的利用效率,提升链路的灵活性和网络的可靠性。
1.3高频段传输技术
当前来说,移动通信的工作频段主要为3GHz以下,而随着广大用户数量的不断增加,对于频谱资源的实际使用也极为拥挤,在高频阶段,倘若毫米频率的范围处于26.5-300GHz,而带宽高达273.5GHz。相对于微波来说,毫米波器件的尺寸极小,而毫米波系统小型化更容易,从而实现在短距离的高速通信,从而有效支持5G容量和传输速率等多方面的基本需求。
1.4自组织网络技术
从组织网络技术出现以来,为了有效解决网络部署的相关问题,该种技术在实际部署过程中将自组织能力引入到网络中,该种能力主要展现在现代网络的智能化方面,其中自愈合和自配置也隶属于该种网路结构范畴。随着该种技术上的广泛应用,使得网络的自动化维护和部署实现了自动化。而自组织的技术优势还体现在人工干预方面。随着5G技术在全球范围内的广泛应用,其必然会对广大受众的生产生活和社会经济发展产生极大地影响作用。
二、第5代移动通信技术的发展趋势
目前来说,全球对于5G技术研究尚处于早期阶段,还必须在未来对相关技术进行深入研究,并逐渐经历标准化和外场试验等多个重要阶段,最终实现该种技术的商业部署。但是虽然该种通信技术依然处于研究和探索阶段,但是当前的学术界和产业界已经对其形成了极大地认可。在2G和3G时代,不同通信协议之间存在着较大差别,而在4G时代所使用的网络已经具有了极大地相似性。而对于未来的5G时代,由于其在频谱使用中具有更强的灵活性和高效性,其核心技术和系统架构将会进一步融合,实现5G技术的全球化应用已经成为必然发展趋势。
三、结束语
为了有效解决2020年以及后期的无线移动通信系统高速、可靠以及兼容性发展的基本需求,5G通信技术虽然在当前尚未形成较为统一的认识,更存在兼容、联网灵活性、减少能耗以及终端设备兼容和产业结构调整等多种问题,但是随着社会科技水平的不断发展,5G技术必然会研究成功,而随着该种技术在全球范围内的推广和应用,其更会对人类的生产生活和全球经济发展形成巨大的帮助作用。
作者:高双贺 单位:吉林吉大通信设计院股份有限公司
参考文献
1.量子通信技术的特点及其发展历程
1.1量子通信技术的优点
量子通信系统是物理的量子学与现在信息理论想交叉的学科通讯技术,一类传输的是经典传输,一类是量子传输。其中经典传输是密钥的传输,而隐形的传输是无距离精确完美的传输。量子通信技术在信息化时代刚兴起不久,并迅速被应用到很多的领域中,并发挥了重要的作用。这一通信有密钥技术、远距离的传送、编码的实现、国防等领域中普及,而且通信技术具有高效率、灵活、高速、绝对安全的信息的传输、通讯时常可以为零等优点,被广泛应用各个领域。
1.2量子通信技术的提出发展历程
量子通信技术的提出简要分为19世纪进入通讯时代、信息交流与通信技术的演化、量子通信技术的突破。[2]
19世纪进入通讯时代,以往的通信技术是通过电磁波之类的信息载体进行信息的传送,速度很慢,没有量子效应的研制,这样的受很多因素条件限制比较大,空间距离就有可能让一些领域信息传输不够精准,一直都是信息载体的传输,效率不高且应用起来够完美。自从信息交流演化进程发展的加快,量子态开始迅速发展,时刻体现“零距离”、“高效率”“绝对安全实现”开始了通信传输进程的加快。最后在量子态的发展下具有了现在技术所需要的社会功用,具有很大的实用性。随着量子态中运用物理特性,例如原子可以表征粒子的物理特性、以及“量子效应”一个粒子的改变会牵引另一个粒子无论多远都会发生改变等的发展、远程通信技术,以及隐形传输的发展,都带来了量子通信传输研究领域的技术飞跃发展。
2.量子通信技术在各个信息化领域的广泛应用
2.1量子通信技术在发射卫星上天中的应用
量子通信传输不仅被应用到通信、多媒体、人工智能当中,也被各个领域运用,在日常生活中比较常见的是发射卫星上天网络的建立、以及利用卫星建立的网络平台实现中转,在较之非量子通信上有着不可替代的优势。量子通信技术虽然刚刚研究起步,但是确实研究的前景最为看好的通信传输技术,量子通信传输提供的零距离实现可以说是为其无空间受制最为成功的跨越,传输效率也因为量子通信传输的量子态处理,所以在传输中对完美传输要求精准这样严格的条件下,而量子信息技术恰恰满足了对于这样捕捉能力的需求,利用红外单光子探测器就实现了很好的捕捉。
2.2量子通信加密原理在国防、军事领域中的运用
利用量子效应,利用量子态的粒子携带密码信息,就不会有被窃听的风险,这样的应用到具有安全机密要求极高的军事领域中,保护通信密码的通信传输是量子通信的运用是对安全最完全的实现。以往通信传输受安全系数不高、传输距离的制约,不能对军事机密安全保证、空间距离大大制约了军事领域的发展。实现了“绝对安全‘这便直接决定了量子信息传输选择中量子理论的重要地位。[1]而且由于是信息仅仅是“黏着”在一个光子或者电子上,可以达到保证“窃听” 时信息的改变,这样的量子应用无疑是保证了内容绝对保密的关键的因素,这样加密方法是很难破译的、绝对安全以及突破传统数学加密方法,可以说,任何的“窃听”的活动以及信息的“拦截”都会改变量子状态。根据调查显示,大部分的军事领域将量子密钥为自己所用,已满足现在竞争的需求,而且80%以上的军事、国防需要安全保证、远距离、高效率的传输信息技术。使量子密钥在安全性、距离的传输以及量子态等转换得到保证,量子密码代替了传统数学密码可以破解的方法,在运用量子密码之后,保证了信息的绝对安全的保证。
2.3量子通信技术在空间信息传输中的应用
现如今信息时代传输高效安全是关键因素,信息传输的关注焦点主要集中在信息化安全、高效、远距离的传输上面,就是能安全、大容量的传输信息,且事实证明在传输上,因为距离原因上面,对于稳定性的传输技术还是需要由理论上升为研究实践的提高。
3.量子通信技术的发展前景展望
3.1网络密钥会有更大的“新”突破
网络密钥对于军事以及国防的安全性保证当之无愧对于安全系数高的领域能实现应用。但是还是没有被大规模的应用,这就是与量子纠缠有关,因为长距离的量子的稳定性还在创意研发阶段,不过,实现更远距离的有效的密钥的理论与实践能力都是会有更大的进展并且因为量子密码传输在全球都会实现安全的信息传输。
3.2满足更“大容量”方面的发展
数字信号处理技术打破了所受空间、距离以及安全等等的种种限制,同时对容量的需求给予了极大的满足,大容量可以实现高清晰图像,例如:可以实现超高速数据的传输。[2]目前,应用领域,80%以上的全球因特网络是以量子通信为基础的,预计以后全球化的通信技术的发展都要以此为基础。
3.3宇宙空间探索的更“快”进程
量子通信传输的信息技术,可以实现长距离且绝对安全的传输。不受空间等变化影响,可以并行执行多个操作,最可贵的是可以实现通信时常为零,甚至是超光速进行传输能力,将量子通信传输技术应用于宇宙探索中,这是当前发展的趋势能够加速我们在探索宇宙中的。
4.结论
在这样一个通信技术与交流、竞争并存的时代,通信技术的的如何更好的应用也是关键的问题,尤其是现在军事、经济等领域的竞争,空间拦截“窃听”技术研究国家的增多,量子力学与信息学的结合,如果不能不能很好的利用和很快将信息化时代的优势为自己所用,造成发展或者国家经济的发展出现被淘汰的境地。
综上所述,在信息化时代需要在一个较为大容量、安全的传输能力下,传输信息。而量子通信技术在实际的通信以及卫星、国防等领域的应用,因为远距离、高效、安全保证的能力的优点,促进了各个领域更好的发展,很好的结合信息学知识,向更好的方向发展的,因此,高效运用量子通信技术,将优点应用到各个领域,加速各个领域的发展同时也会使量子通信渗透进我们生活,量子通信技术的也使我们人类发展的进程的加快。
1前言
移动通信业务之所以发展迅猛主要是其满足了人们在任何时间。任何地点与任何个人进行通信的愿望。移动通信是实现未来理想的个人通信服务的必由之路。在信息支撑技术、市场竞争和需求的共同作用下,移动通信技术的发展更是突飞猛进,呈现出以下几大趋势:网络业务数据化、分组化,网络技术宽带化,网络技术智能化,更高的频段,更有效利用频率,各种网络趋于融合。了解、掌握这些趋势对移动通信运营商和设备制造商均具有重要的现实意义。
2网络业务数据化、分组化
2.1无线数据——生机无限当前移动数据通信发展迅速,被认为是移动通信发展的一个主要方向。近年来出现的移动数据通信主要有两种,一种是电路交换型的移动数据业务,如TACS、AMPS和GSM中的承载数据业务以及GSM系统的HSCSD;另外一种是分组交换型的移动数据业务,如摩托罗拉的DataTAC、爱立信的Mobitex和GSM系统的GPRS。
目前,无线数据业务只占GSM网络全部业务量中的很小一部分,但是在未来的两年中这种状况将开始扭转,并大大改变。1999年以后,随着HSCSD、GPRS等新的高速数据解决方案显露峥嵘,并成为数据应用的新焦点,无线数据将成为运营商经营计划中越来越重要的部分,它预示着未来大量的商业机遇。
(1)应用驱动市场
无线数据业务的主要驱动力在于用户的应用。话音是单一的、易于被大众所接受的业务,然而无线数据则不同,无线数据最初的应用重点放在运输管理这样的专业市场。近期无线数据业务的目标市场是销售人员或现场工程师这样的用户群。从这些先发目标的应用中积累无线数据的经验,并从中受益。
在过去的十年里,传统的生活方式已经在迅速改变,人们更经常性地移动,职业和个人生活之间的分界变得模糊,人们需要不分时间、地点访问很重要的信息。发生在用户身上的这种生活方式的改变将成为驱动无线数据业务发展的重要因素。
(2)因特网的影响
和通信的其他领域一样,无线数据业务的一个最重要的驱动力来自Internet。根据最近的研究,未来两年欧洲的因特网用户数量将翻一番。在我国,因特网用户的年增长率将高达300%,显然用户在运动中接入因特网的需求将会增长。
为了满足接入因特网的需求,一个全球性的开放协议——无线应用协议(WAP)应运而生。WAP为将Internet的信息内容以及增值业务传送到移动终端提供了一种开放的通用标准,实现了IP与GSM网络的桥接,是一个为厂商提供加速市场增长、避免网络割接、保护运营商投资的标准,WAP确保任何与WAP兼容的GSM手机都能工作。
(3)数据速率的发展
GSM承载业务所提供的GSM数据速率最高只能达到9.6kbit/s。国际上1998年引入的高速电路交换数据(HSCSD)技术将实现57kbit/s的数据速率,对要求连续比特率和传输时延小的应用是理想的,如会议电视、电子邮件、远程接入企业的局域网和无线图像。1999年商用化的GPRS是第一个GSM分组数据应用,将实现超过100kbit/s的数据速率。对较短的“突发”类型业务是理想的,如信用卡认证、远程测量和远程事务处理。EDGE(增强数据速率GSM改进模式)使用修改过的GSM调制方式来实现超过300kbit/s的数据速率。EDGE会让 GSM运营商特别受益,他们不但可以赢得第三代移动通信的经营执照,还可以提供有竞争力的宽带数据业务。
2.2个人多媒体通信——网络演进的方向
对随时随地话音通信的追求使早期移动通信走向成功。移动通信的商业价值和用户市场得到了证明,全球移动市场以超凡的速度增长。移动通信演进的下一阶段是向无线数据乃至个人移动多媒体转移,这一进展已经开始,并将成为未来重要的增长点。个人移动多媒体将根据地点为人们提供无法想像的、完善的个人业务和无线信息,将对人们工作和生活的各个方面产生影响。在个人多媒体世界里,话音邮件和电子邮件被传送到移动多媒体信箱中;短信将成为带有照片和视频内容的电子明信片;话音呼叫将与实时图像相结合,产生大量的可视移动电话,还将实现移动因特网和万维网浏览。像无线会议电视这样的应用将随处可见,电子商务将蓬勃开展。对于运动中的用户还有随时随地的各种信箱和娱乐服务。
转贴于 3网络技术的宽带化
在电信业历史上,移动通信可能是技术和市场发展最快的领域。业务、技术、市场三者之间是一种互动的关系,伴随着用户对数据、多媒体业务需求的增加,网络业务向数据化、分组化发展,移动网络必然走向宽带化。
通过使用电话交换技术和蜂窝无线电技术,70年代末诞生了第一代模拟移动电话。AMPS(北美蜂窝系统)、NMT(北欧移动电话)和TACS(全向通信系统)是三种主要的窄带模拟标准。第一代无线网络技术的一大成就就是去掉了将电话连接到网络的用户线。用户第一次能够在他们所在的任何地方无线接收和拨打电话。
第二代系统引入了数字无线电技术,它提供更高的网络容量,改善了话音质量和保密性,并为用户引入了无缝的国际漫游。今天世界市场的第二代数字无线标准,包括GSM、MMPS、PDC(日本数字蜂窝系统)和IS95 CDMA等,均仍为窄带系统。
第三代移动系统,即IMT-2000,是一种真正的宽带多媒体系统,它能够提供高质量宽带综合业务并实现全球无缝覆盖。2000年以后,窄带移动电话业务需求将依然很大,但随着Internet等高速数据通信及多媒体通信需求的驱动,宽带多媒体综合业务将逐步增长,而且就未来信息高速公路建设的无缝覆盖而言,宽带移动通信作为整个移动市场份额的子集将显得愈来愈重要。
第三代系统预计在2002年投入商用。
从第二代到第三代系统的变化并不像从第一代模拟网络到第二代数字网络那样存在重大的技术变迁。从目前的技术发展现状和趋势来讲,第二代系统将逐步子滑过渡到第三代系统,在此演进过程中,移动网络所能实现的数据速率逐步升级: GSM承载业务所能提供的数据速率为9.6kbit/s,1998年商用的HSCSD技术实现了57kbit/s的数据速率,1999年引入的GPRS将实现超过100kbit/s的数据速率,将在2000年引入的 EDGE技术可实现超过300kbit/s的数据速率。2001年后投入商用的第三代系统将能够在广域网上实现384kbit/s的数据速率,在办公室和家中还可以达到2Mbit/s。
4网络技术的智能化
移动通信需求的不断增长以及新技术在移动通信中的广泛应用,促使移动网络得到了迅速发展。移动网络由单纯地传递和交换信息,逐步向存储和处理信息的智能化发展,移动智能网由此而生。移动智能网是在移动网络中引人智能网功能实体,以完成对移动呼叫的智能控制的一种网络,是一种开放性的智能平台,它使电信业务经营者能够方便、快速、经济、有效地提供客户所需的各类电信新业务,使客户对网络有更强的控制功能,能够方便灵活地获取所需的信息。移动智能网通过把交换与业务分离,建立集中的业务控制点和数据库,进而进一步建立集中的业务管理系统和业务生成环境来达到上述目标。通过智能网,运营公司可以最优地利用其网络,加快新业务的生成;可以根据客户的需要来设计业务,向其他业务提供者开放网络,增加收益。
关于移动智能网的研究,早在1995年就已开始,刚开始并没有具体的标准协议出现,各厂商各自制定了自己的标准,并且据此进行了不少的研究工作,如Alcatel、Nortel、Ericsson等都先后推出了自己的初期产品。这些工作为最终移动智能网标准的形成积累了经验。
1997年末,美国蜂窝电信工业协会(CTIA)制定了移动智能网的第一个标准协议——IS-41D协议。1998年1月,欧洲电信标准研究所(ETSI)在GSM phase2+阶段引入了CAMEL协议(移动通信高级逻辑的客户化应用程序),当时的版本是Phase1。1998年4月,ITU-T在新推出的智能网能力集一2标准中描述了移动接入的功能实体,称为CAMEL phase2标准。
伴随着移动网络向第三代系统的演进,网络的智能化程度也在不断地提升。智能网及其智能业务是构成未来个人通信的基本条件。
5更高的频段
从第一代的模拟移动电话,到第二代的数字移动网络,再到将来的第三代移动通信系统,网络使用的无线频段遵循一种由低到高的发展趋势。1981年诞生的第一个具有国际漫游功能的模拟系统NMT的使用频段为450MHz,1986年NMT变迁到900MHz频段。我国目前的模拟TACS系统的使用频段也为900 MHz。在第二代网络中,GSM系统的开始使用频段为900MHz,IS-95 CDMA系统为800MHz。为了从根本上提高GSM系统的容量,1997年出现了1800MHz系统,GSM 900/1800双频网络迅速普及。2002年将投入商用的第三代系统 IMT-2000则定位在2GHz频段。
6更有效利用频率
无线电频率是一种宝贵资源。随着移动通信的飞速发展,频谱资源有限和移动用户急剧增加的矛盾越来越尖锐,出现了“频率严重短缺”的现象。解决频率拥挤问题的出路是采用各种频率有效利用技术和开发新频段。
模拟制的早期蜂窝移动通信系统采用频分多址方式,主要通过多信道共用、频率复用和波道窄带化等技术实现频率的有效利用。随着业务的发展,模拟系统已远不能满足用户发展的需求。数字移动通信比模拟移动通信具有更大的容量。同样的频分多址技术,数字系统要求的载干比较小,因而频率复用距离可以小一些,系统的容量可以大一些。而且,数字移动通信还可采用时分多址或码分多址技术,它比模拟的频分多址制在系统容量上大4-20倍。
GSM作为最具代表性和最为成熟的数字移动通信系统,其发展历程就是一部频率有效利用技术的演进史。GSM采用时分多址制式,其对频率的有效利用主要是通过频率复用技术的不断升级实现的。从传统的4×3方式,到3×3、1×3、MRP、2×6等新的复用技术,频率复用的密集度逐步提升,频谱效率快速提高, GSM系统的容量得到逐步释放。1995年开始投入商用的IS-95 CDMA(窄带)系统,以无线技术的先进性和大容量等特点著称。它以扩频技术为基础,不同用户的信号靠不同的编码序列来区分,如果从频域或时域来观察,多个CDMA信号是相互重叠的,故理论上CDMA系统的频谱利用率比GSM系统更高,网络容量更大。同时CDMA系统具有一定的过载能力,即系统具备软容量。作为未来第三代移动通信系统主流无线接入技术的WCDMA(宽带码分多址)能够更高效地利用无线电频率。它利用分层小区结构、自适应天线阵和相干解调(双向)等技术,网络容量可得到大幅提高,可以更好地满足未来移动通信的发展要求。
7网络趋于融合,走向统一
7.1第三代移动通信系统的结构
第三代系统的主要目标是将包括卫星在内的所有网络融合为可以替代众多网络功能的统一系统,它能够提供宽带业务并实现全球无缝覆盖。为了保护运营公司在现有网络设施上的投资,第二代系统向第三代系统的演进遵循平滑过渡的原则,现有的GSM、D-AMPS IS-136等第二代系统均将演变成为第三代系统的核心网络,从而形成一个核心网家族,核心网家族的不同成员之间通过NNI接口联结起来,成为一个整体,从而实现全球漫游。在核心网络家族的外围,形成一个庞大的无线接入家族,现有的几乎所有的无线接入技术以及 WCDMA等第三代无线接入技术均将成为其成员。
【关键词】光纤通信技术;应用;发展趋势
引言
光纤通信技术从一定意义上来讲,它是电信行业里重要突破的一项技术,发展到至今,已经运用到生活的各个方面,它为人们生活带来了诸多便利。现在光纤通信技术严格来说,是属于第四代。也即为较之以往的前三代,它具有速度快、质量轻等特点,而且在抗磁干扰方面更是有所突破。所以,笔者将从以下几个方面来谈一下关于光纤通讯技术的应用与发展趋势,并提出一定的建议,促使我国的通信事业得以更好的发展。
一、光纤通信技术
首先笔者先来谈下什么是光纤通信技术。所谓光纤通信技术也即为通过光纤纤维来作传输媒介,在经过光通信的方式来传递信息。具体来说,可以从小的部分入手。先是光纤纤维它的硬件。它的硬件大致包括涂层、纤芯以及包层。重点来说下包层。所谓包层就是中间的那一部分,它配合着纤芯以及涂层,很好的能完成光信号的传输[1]。再者,笔者认为在光纤维中不仅含有一根纤维,准确的说它是由很多的光纤聚合成的,从而促使光信号的稳定性。光信号在传输信息方面有着至关重要的地位,随着光缆的光波频率加快,光纤技术的传输速度也随之加快,这样一来,它所传输的信息量也会加大。最后,再来说下光纤通信技术的优势。它的优势是在于它自身的空间较小,而且其传输的速度又稳又快,另外加之自身有防止窃听的作用,所以可以运用到相关的特殊领域。还有,一般光纤的储备材料比较的多样丰富,这样一来就可以减少有色金属的用量,倘若有色金属的用量能够减少,那么光纤的成本也会降低。
二、光纤通信技术的应用
(一)在通信方面的应用
随着科技的发展,光纤通信技术在通信方面的运用也是越来越频繁,而且有着很重要的地位。尤其是在本地、城域等行业中的运用更是频繁,俨然已经成为必不可少的一部分,而且不可替代。进一步说,光纤技术的在通信方面的应用,已经使其成为领军式的存在。
(二)电力通信方面的应用
随着我国电力事业的发展,从某种意义上来讲,人们已经进入了电力时代,它成为人们生活中必不可少的一部分。随着我国经济发展水平的提高,我们国家的电力行业也存在了一些问题和阻碍。据笔者了解,在我国传统的电力系统中,都是通过人力调节操控的,但随着电力通信的发展,这种传统模式已经不能适应于现在的电力通信时代,而这时,选取具有稳定性强、质量又高、成本又低的光纤技术,是其不二的选择。只有这样,才能够满足现在电力通信事业的发展趋势,只有这样,才能改善和提高电力系统中的网络通讯技术。
(三)在传媒行业的具体应用
笔者认为,现在传媒行业已经不再是过去传统意义上的单一模式的传媒行业。很多时候面对受众多元化的需求,传统的传媒行业不能够及时的向大众传输最新的信息或者是声音和图像。但根据笔者了解,对于传媒行业而言,它需要进行无线信号的传输,但是在传输过程中因为传输信号的不稳定,就会造成夹带噪音、色斑等现象。这样一来,它就不能很好地传输出画面或者声音。基于这种情况,运用光纤通信技术能够较好的避免这些现象的发生。因为光纤技术能够起到很好的抗干扰作用,使其在传输声音和画面的过程中,信号较为稳定,从而为受众提供高质量的声音和画面[2]。
(四)在互联网中的具体应用
对于互联网行业来说,它是众多领域内,传输信息最多的一个领域。它需要向很多的用户及时传送信息,但基于技术上的不完善,很多时候不能够准确性的传输信息。而光纤通信技术的出现,就可以完全满足互联网行业的需求。光纤通信技术在互联网行业的运用,有利于提高人们对于互联网的利用率,从而提高人们生活水平的质量。比如说,日常生活中的购物、物流、网上银行等等。
三、光纤通信技术的发展趋势
(一)通信信道容量持续增大,实现超大容量
如今的时代,也是信息发展的时代。而且随着社会经济的发展与科技水平的不断提高,信息传递的规模也会越来越大,越来越多。所以说,在通信信道容量方面,必须扩大其规模,只有保证好它的容量,才能能更好的满足于现在人们生活的需求。除此之外,也要优化现在的通信系统和光纤电缆的匹配度,这样一来,也有利于增大通信信道的容量以及传输速度。也可以利用波分复用技术,它能够最快速度的增大通信信道容量和通信速度。
(二)光孤子通信
所谓光孤子通信,也即为它是改善色散对通信信道容量所带来的影响,从而进一步提高信息的传输质量和速度。同时,光孤子通信也是在通信建设进程中必不可少的一部分。除此之外,光孤子通信在抗干扰方面具有很强的抵抗型,它能够很好地抵制住色散的出现,从而延长了孤子的有效输送距离。据笔者了解,关于光孤子通信技术,它未来的发展前景是非常乐观的,尤其是在海底通信系统的运用中。
(三)实现全光网络
全光网络它是光纤通信技术未来的一部分。所谓全光网络也即为它是采取光节点替代旧有的电节点,传输信号完全以光信号的方式存在。它的最终目的是为了克服电光的瓶颈,但是关于如何实现全光网络,也是值得去探讨的课题。笔者认为,实现全光网络是今后网络通信事业的必然选择,不容忽视。
四、结论
总而言之,光纤通信技术已经运用到人们生活中的方方面面,有着不可替代的作用。从一定程度上来说,光纤通信就是现在科技发展水平的心脏,它直接影响着我国现代科技和社会的良好发展。因此,我们必须结合现在社会发展的现状,不断的进行总结与创新,作为通信技术的工作人员也要认真的对待工作,不断的积累经验,及时提高光纤通信技术,设计并研究出更加强大的光纤通信技术,使其发展前景更为乐观。从而为我国现代化的发展提供动力,进而推动我国经济的快速发展。
参考文献
[1]李岩.探讨光纤通信技术的应用及未来发展趋势[J].城市建设理论究,2014(15):48-49.
关键词:光纤;光纤通信;通信技术
光纤通信是以光波为主要载波,以光纤为传输媒介,将信息从某一处传输到另一处的一种通信方式。近些年,随着我国光纤通信技术的发展,大量的新技术涌现出来,这不但大大地提高了通信能力,而且拓宽了光纤通信的运用范围。
1 光纤通信技术的发展现状
1.1 波分复用技术
光波分复用技术采用了单模光纤中低损耗区的优点,从而得到了较大的宽带资源。由于每条信道光波的波长和频率不同,波分复用技术按照具体情况将光纤的低损耗窗口划分成无数个单一的通信管道,且在发送端安置了波分复用器,用来聚合各种波长的信号传送到单根光纤中,然后再将信息进行传输,再利用接收端安置的波分复用器来分离这些波长和信号不同的光载波。
1.2 光纤接入网技术
如今,光纤通信技术大部分的接入网仍是采用铜线为主的双绞线和古老的模拟系统。这两种技术所存在的缺陷正好说明接入网制约了全网的进一步发展。而光接入网是能从根本上解决这个问题最为长远的技术手段。在过去几年的时间里,网络的核心部分发生了翻天覆地的变化。光纤接入技术之所以是一项非常重要的技术,主要是因为它能为更多的普通用户和大中型企业提供方便,能满足目前人们对通信的需要。
1.3 光纤通信技术
如今,光纤通信技术中的光传输技术和交换技术都得到了相应的发展和提高,网络的核心结构和光接入网的通讯技术也发生了巨大的变化,但如何将光纤通信技术中的光传输和交换技术有效的融合在一起却成了通信行业亟待解决的难题。
2 光纤通信技术的发展趋势
虽然近年来我国通信技术取得了非常可观的成绩,得到了飞速的发展,但是仍需继续对通信行业的管理体制进行改革,决不可固步自封,应该在电信市场日益逐步开放的同时,大力发展光纤通信技术,为光纤通信技术的发展开辟新的道路。
2.1 逐步向更高速与大容量发展
人们一直盼望光纤通信能向着大容量和更高速的方向发展。而以往传统的通信技术,存在最大的问题就是无法真正满足人们对网络的需求。以往的光纤通信技术传输数据主要采用电的时分复用,而且传输速度可以提升4倍,只有速度提升才会造成成本相应地下降,因此,需要加大光纤通信系统的传输速度,只有加大高速光纤系统的传输量,才能为日后多媒体行业创造更多的价值。通过调查发现,全球范围内,已安装超过4000的光纤通信设备的终端,甚至6000,一些发达国家已广泛采用光纤通信设备,虽然我国也逐步开始实行,但从目前我国的设施条件看来,我国已铺设的光缆百分百无法满足人们对光纤设备的需求,因此,我国在安装与采用光纤通信设备前,首先必须进行相应的测试,只有在测试合格之后才能采用光纤通信设备。
2.2 实现光纤到户
移动通信正以惊人的速度在发展,但由于受其带宽、终端体积以及显示屏幕等因素的限制,人们依旧希望寻找到性能相对良好的固定终端,彻底实现光纤到户。实现光纤到户最大好处在于它有足够的带宽,能解决从互联网的主干网到用户桌面 这“最后一公里”出现的瓶颈现象。由于技术不断的推陈出新,致使光纤到户的成本得到大幅度的降低,在不久的将来,可能会降到与HFC和DSL网一样,使光纤到处变得更加实用化。据调查发现,一些发达国家很早就开始发展光纤到户,而且随着成本的降低用户量也逐渐增加。因此,我国也必将会实行光纤到户,在一些大城市和沿海城市都已实现了光纤到户。
2.3 建立全光网络
我国传统的光网络虽然也实现了节点之间的全光化,但是在网络的节点处仍然采用电器件,这样导致通信网络干线的总容量无法得到提高,因此,建立真正的全光网络是我们势在必行的任务。由于全光网络是用光节点来替代电节点,不仅实现节点之间的全光化,而且信息自始至终也是以光的形式来进行交换与传输,交换机不必再按比特来对用户信息的进行处理,而是通过波长来判断路由。全光网络既具有良好的开放性、透明性、可靠性、兼容性以及可扩展性等优点,也能保证超大的容量、较高的处理速度、巨大的带宽以及较低的误码率,而且它组网相当灵活,网络结构简单,能随时增添新节点而无需安装信号的处理和交换设备。但全光网络不可能脱离众多的通信技术而独立发展,它也必须结合ATM网、因特网、移动通信网等。虽然全光网络目前处于初期建立阶段,但是已显现出较好的发展前景。根据目前的发展形势,架设一个以光交换技术与WDM技术为主的光网络层,建立真正的全光网络,已成为未来通信技术发展的必然趋势。
[参考文献]
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[2]马峰国,牛丽红.浅谈光纤通信技术的发展特点与应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊).2012(05).
[3]盖兆清,薛雪梅.光纤通信技术发展的现状及趋势[J].科技促进发展(应用版).2011(04).
[4]蒋耀明.浅析光纤通信在我国的发展现状及前景[J].硅谷.2008(21).
关键词:光纤通信核心网接入网光孤子通信全光网络
光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。近年来,光纤通信技术得到了长足的发展,新技术不断涌现,这大幅提高了通信能力,并使光纤通信的应用范围不断扩大。
1 我国光纤光缆发展的现状
1.1 普通光纤
普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展,光中继距离和单一波长信道容量增大,g.652.a光纤的性能还有可能进一步优化,表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合itutg.654规定的截止波长位移单模光纤和符合g.653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。
1.2 核心网光缆
我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆,其中多模光纤已被淘汰,全部采用单模光纤,包括g.652光纤和g.655光纤。g.653光纤虽然在我国曾经采用过,但今后不会再发展。g.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量,它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤,不采用光纤带。干线光缆主要用于室外,在这些光缆中,曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构,目前已停止使用。
1.3 接入网光缆
接入网中的光缆距离短,分支多,分插频繁,为了增加网的容量,通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中,由于管道内径有限,在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量,是很重要的。接入网使用g.652普通单模光纤和g.652.c低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用,目前在我国已有少量的使用。
1.4 室内光缆
室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并目还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(iec)在光缆分类中所指的室内光缆,笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内,布放紧密有序和位置相对固定。综合布线光缆布放在用户端的室内,主要由用户使用,因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。
1.5 电力线路中的通信光缆
光纤是介电质,光缆也可作成全介质,完全无金属。这样的全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结构:即全介质自承式(adss)结构和用于架空地线上的缠绕式结构。adss光缆因其可以单独布放,适应范围广,在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用。国内已能生产多种adss光缆满足市场需要。但在产品结构和性能方面,例如大志数光缆结构、光缆蠕变和耐电弧性能等方面,还有待进一步完善。adss光缆在国内的近期需求量较大,是目前的一种热门产品。
2 光纤通信技术的发展趋势
对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标,而全光网络也是人们不懈追求的梦想。
(1) 超大容量、超长距离传输技术波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量,在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛,目前1.6tbit/的wdm系统已经大量商用,同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用(otdm)技术,与wdm通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同,otdm技术是通过提高单信道速率来提高传输容量,其实现的单信道最高速率达640gbit/s。
仅靠otdm和wdm来提高光通信系统的容量毕竟有限,可以把多个otdm信号进行波分复用,从而大幅提高传输容量。偏振复用(pdm)技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零(rz)编码信号在超高速通信系统中占空较小,降低了对色散管理分布的要求,且rz编码方式对光纤的非线性和偏振模色散(pmd)的适应能力较强,因此现在的超大容量wdm/otdm通信系统基本上都采用rz编码传输方式。wdm/otdm混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在otdm和wdm通信系统的关键技术中。
(2) 光孤子通信
光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲,由于它在光纤的反常色散区,群速度色散和非线性效应相互平衡,因而经过光纤长距离传输后,波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信,在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。
光孤子技术未来的前景是:在传输速度方面采用超长距离的高速通信,时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10~20gbit/s提高到100gbit/s以上;在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ase,光学滤波使传输距离提高到100000km以上;在高性能edfa方面是获得低噪声高输出edfa。当然实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题,但目前已取得的突破性进展使人们相信,光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系统中,有着光明的发展前景。
(3) 全光网络
未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段,也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍采用电器件,限制了目前通信网干线总容量的进一步提高,因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。
全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。
目前,全光网络的发展仍处于初期阶段,但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以wdm技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。
3 结语
光通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到重要作用。虽然经历了全球光通信的“冬天”但今后光通信市场仍然将呈现上升趋势。从现代通信的发展趋势来看,光纤通信也将成为未来通信发展的主流。人们期望的真正的全光网络的时代也会在不远的将来如愿到来。
参考文献