In de afgelopen jarenglasvezelcommunicatietechnologieheeft zich snel ontwikkeld en is uitgegroeid tot een lichtend hoogtepunt op communicatiegebied. Met zijn unieke voordelen zoals grote bandbreedte, grote capaciteit, immuniteit tegen elektromagnetische interferentie en lage kosten is glasvezelcommunicatie snel de belangrijkste transmissiemethode geworden voor verschillende communicatienetwerken. De toekomstige ontwikkeling van glasvezelcommunicatie heeft nog steeds een enorm potentieel.
Netwerken, hoge capaciteit en hoge snelheid
De belangrijkste glasvezelcommunicatiebackbone van mijn land is voltooid, met een capaciteit van Tbit/(s·km), die vrijwel ongebruikt is. Halverwege de jaren tachtig bereikte de snelheid van digitale glasvezelcommunicatie 144 Mbit/s, waarmee telefoonlijnen uit 1980 konden worden verzonden, waarmee de snelheden van coaxiale kabelmaatschappijen werden overschreden. Bijgevolg werd glasvezelcommunicatie de mainstream-technologie en werd deze op grote schaal toegepast, waarbij kabels in de transmissiebackbones volledig werden vervangen. Met de ontwikkeling van de golflengteverdelingsmultiplextechnologie (WDM) heeft het huidige praktische niveau 40 × 10 Gbit/s bereikt. Laboratoriumniveaus overtreffen dit ruimschoots, aangezien er al transmissie-experimenten met 80 x 40 Gbit/s zijn voltooid. De ontwikkeling van WDM-technologie bloeit en er wordt geschat dat commerciële technologie van 160 x 40 Gbit/s in de nabije toekomst werkelijkheid zal worden.
Lange golfletisatie
De minimale verlieswaarde van optische silicagel ligt al dicht bij de theoretische waarde. Om communicatie over lange-afstanden mogelijk te maken, zijn nieuwe optische vezelmaterialen nodig. Over het algemeen worden optische vezels met een extreem laag verlies boven 2 μm ultra-optische vezels met lange golflengte (of infrarood optische vezels) genoemd, en systemen die met dergelijke vezels zijn geconstrueerd heten communicatiesystemen met ultra- lange golflengte optische vezels.
Op IP-gebaseerde bezorgservices
Door de snelle ontwikkeling van het internet hebben IP-diensten de afgelopen jaren een explosieve groei doorgemaakt. Voorspellingen geven aan dat IP verschillende diensten zal vervoeren, waaronder spraak, beeld en data, die de basis zullen vormen van toekomstige informatienetwerken. Tegelijkertijd introduceren optische transportnetwerken, met WDM als hun kern en Intelligente Optische Netwerken (ION) als hun doel, besturingssignalering verder in de optische laag, waardoor tegemoet wordt gekomen aan de vraag van het toekomstige netwerk naar multi-granulaire informatie-uitwisseling, waardoor het gebruik van hulpbronnen en de flexibiliteit van netwerkapplicaties wordt verbeterd. Daarom is het bouwen van een optisch netwerk van de volgende-generatie dat IP-services effectief kan ondersteunen een veelbesproken onderwerp geworden.
Vergeleken met traditionele services vertonen IP-services aanzienlijke -zelfovereenkomsten, gegevensasymmetrie en servercongestie. Daarom is de volgende grote uitdaging voor de optische netwerken die IP-diensten dragen niet alleen de voor de hand liggende vraag naar ultra-hoge capaciteit en breedbandtoegang, maar ook de behoefte aan de optische laag om hogere intelligentie te bieden en optische schakelingen op optische knooppunten te implementeren. Het doel is om een economisch, efficiënt en flexibel schaalbaar optisch netwerk tot stand te brengen dat service QoS ondersteunt door de aanpassing en integratie van de optische en IP-lagen, en voldoet aan de eisen van IP-services voor systemen voor informatieoverdracht en -uitwisseling. Intelligente optische netwerken maken gebruik van de intelligente kenmerken van IP-netwerken en voegen een control plane-laag toe aan het bestaande optische transportnetwerk.
Dit besturingsvlak brengt niet alleen verbindingen tot stand voor gebruikers, levert diensten en bestuurt het onderliggende netwerk, maar beschikt ook over uitstekende kenmerken zoals hoge betrouwbaarheid, schaalbaarheid en hoge efficiëntie. Het ondersteunt verschillende technische oplossingen en diverse servicevereisten, die de ontwikkelingsrichting van de volgende- generatie optische netwerkconstructie vertegenwoordigen.
Daarom is de evolutie van traditionele optische netwerken naar een nieuwe generatie optische netwerken die geschikt zijn voor het verzenden van IP-diensten onvermijdelijk, gedreven door de dubbele stimulans van de snelle groei in de bandbreedtevraag van satellietdiensten en de ultra-grote bandbreedtebronnen die door WDM-transmissietechnologie worden geboden. Bovendien hebben grote telecomgiganten en fabrikanten van communicatieapparatuur, als gevolg van de hevige concurrentie waarmee de mondiale communicatie-industrie en aanverwante vakgebieden wordt geconfronteerd, het onderzoek en de innovatie van flexibelere, betrouwbaardere en goedkopere -volgende- optische netwerken van de volgende generatie voor internetdiensten naar een strategisch ontwikkelingsniveau getild. Gerenommeerde universiteiten en onderzoeksinstellingen, zowel nationaal als internationaal, richten hun onderzoek ook op optische netwerken van de volgende-generatie en hun belangrijkste ondersteunende technologieën. Het tempo van de evolutie van traditionele optische communicatienetwerken naar optische netwerken van de volgende-generatie versnelt, met als doel het internet te voorzien van een sneller, breder, flexibeler, efficiënter en intelligenter optisch netwerk van de volgende-generatie.
Volledig fotochemisch
Traditionele optische netwerken bereiken volledige optische connectiviteit tussen knooppunten, maar het gebruik van elektronische componenten op netwerkknooppunten beperkt nog steeds de toename van de totale capaciteit van de huidige communicatienetwerken. Daarom is een echt volledig-optisch netwerk een heel belangrijk onderzoeksonderwerp geworden. Een volledig-optisch netwerk vervangt elektrische knooppunten door optische knooppunten, en de communicatie tussen knooppunten is ook volledig optisch. Informatie wordt altijd verzonden en uitgewisseld in de vorm van licht. Switches verwerken gebruikersinformatie niet meer stukje bij beetje, maar bepalen de routering op basis van golflengte. Alle-optische netwerken bieden uitstekende transparantie, openheid, compatibiliteit, betrouwbaarheid en schaalbaarheid, en bieden enorme bandbreedte, ultra-grote capaciteit, extreem hoge verwerkingssnelheid en een laag bitfoutpercentage. De netwerkstructuur is eenvoudig en het netwerken is zeer flexibel, waardoor nieuwe knooppunten op elk moment kunnen worden toegevoegd zonder dat signaalschakel- en verwerkingsapparatuur hoeft te worden geïnstalleerd. Natuurlijk kan de ontwikkeling van alle-optische netwerken niet onafhankelijk zijn van talloze communicatietechnologieën; het moet worden geïntegreerd met internet, ATM-netwerken (Automated Teller Machine), mobiele communicatienetwerken, enzovoort. Momenteel bevindt de ontwikkeling van alle-optische netwerken zich nog in de beginfase, maar deze heeft al veelbelovende vooruitzichten opgeleverd. Vanuit ontwikkelingsperspectief is de vorming van een echte optische netwerklaag, voornamelijk gebaseerd op WDM en optische schakeltechnologieën, het opzetten van een puur -optisch netwerk en het elimineren van elektro-optische knelpunten een onvermijdelijke trend geworden in de toekomstige ontwikkeling van optische communicatie. Het is de kern van toekomstige informatienetwerken, het hoogste niveau van de ontwikkeling van communicatietechnologie en het ideale niveau.
Apparaatintegratie
De ontwikkeling van opto-elektronische apparaten en geïntegreerde opto-elektronische apparaten moet krachtig worden bevorderd, omdat de ontwikkeling van glasvezelcommunicatietechnologie afhankelijk is van de vooruitgang van opto-elektronische apparaten.
Met de voortdurende toename van netwerksnelheden zijn optische communicatiesystemen met een elektronische snelheid van 40 Gbit/s met een enkele golflengte al commercieel verkrijgbaar, terwijl systemen met een snelheid van 160 Gbit/s in laboratoria in ontwikkeling zijn. Daarom moeten opto-elektronische apparaten zich aan deze snelheden aanpassen, inclusief de ontwikkeling van gemoduleerde lasers met hoge snelheid. Het realiseren van ROADM (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer) vereist de ontwikkeling van golflengte-afstembare optische filters, golflengte-afstembare lasers en optische schakelaars, die aanzienlijke ruimte bieden voor innovatie.
Door veel discrete opto-elektronische apparaten te integreren, ontstaan geïntegreerde opto-elektronische apparaten, die voordelen bieden zoals rijke functionaliteit, kleine afmetingen, hoge snelheid en hoge betrouwbaarheid. Er bestaan al kleinschalige-geïntegreerde opto-elektronische apparaten, maar op grotere schaal-geïntegreerde opto-elektronische apparaten moeten worden ontwikkeld. Er zijn twee processen voor geïntegreerde opto-elektronische apparaten: monolithische integratie en hybride integratie. Hybride integratie vermindert de complexiteit en verhoogt de opbrengst. De sleuteltechnologie voor hybride integratie is het Planar Lightwave Circuit (PLC), een printplaat met een optische golfgeleider waarop discrete opto-elektronische apparaten kunnen worden gemonteerd. Momenteel omvatten commercieel verkrijgbare geïntegreerde opto-elektronische apparaten lasermodules met 8 golflengten, optische AWG-filters met golflengten groter dan 100 golflengten, AWG+ optische verzwakkers en 32 x 32 optische schakelaars. De ontwikkeling van geïntegreerde opto-elektronische apparaten bevindt zich momenteel in de beginfase, en mijn land zou zijn verkenning en onderzoek op dit gebied moeten versterken.
