Τα τελευταία χρόνια,τεχνολογία επικοινωνίας οπτικών ινώνέχει αναπτυχθεί ραγδαία και έχει γίνει ένα λαμπρό επίκεντρο στον τομέα των επικοινωνιών. Με τα μοναδικά της πλεονεκτήματα όπως το μεγάλο εύρος ζώνης, η μεγάλη χωρητικότητα, η ατρωσία στις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και το χαμηλό κόστος, η επικοινωνία με οπτικές ίνες έχει γίνει γρήγορα η κύρια μέθοδος μετάδοσης για διάφορα δίκτυα επικοινωνίας. Η μελλοντική ανάπτυξη της επικοινωνίας οπτικών ινών εξακολουθεί να έχει τεράστιες δυνατότητες.
Δικτύωση, υψηλή χωρητικότητα και υψηλή ταχύτητα
Ο κύριος κορμός επικοινωνίας οπτικών ινών της χώρας μου έχει ολοκληρωθεί, με χωρητικότητα που φτάνει τα Tbit/(s·km), η οποία είναι σχεδόν αχρησιμοποίητη. Στα μέσα της δεκαετίας του 1980, ο ρυθμός επικοινωνίας ψηφιακών οπτικών ινών έφτασε τα 144 Mbit/s, ικανή να μεταδώσει τηλεφωνικές γραμμές του 1980, υπερβαίνοντας τις ταχύτητες ομοαξονικού φορέα καλωδίων. Κατά συνέπεια, η επικοινωνία με οπτικές ίνες έγινε η κύρια τεχνολογία και υιοθετήθηκε ευρέως, αντικαθιστώντας πλήρως τα καλώδια στη ραχοκοκαλιά μετάδοσης. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος (WDM), το τρέχον πρακτικό επίπεδο έχει φτάσει τα 40 × 10 Gbit/s. Τα εργαστηριακά επίπεδα υπερβαίνουν κατά πολύ αυτό, με τα πειράματα μετάδοσης 80 × 40 Gbit/s να έχουν ήδη ολοκληρωθεί. Η ανάπτυξη της τεχνολογίας WDM βρίσκεται σε άνθηση και εκτιμάται ότι η εμπορική τεχνολογία στα 160 × 40 Gbit/s θα γίνει πραγματικότητα στο εγγύς μέλλον.
Long Waveletization
Η ελάχιστη τιμή απώλειας της οπτικής ίνας πυριτίου είναι ήδη κοντά στη θεωρητική τιμή. Για να επιτευχθεί επικοινωνία από απόσταση-, χρειάζονται νέα υλικά οπτικών ινών. Γενικά, οι οπτικές ίνες με εξαιρετικά χαμηλή απώλεια άνω των 2μm ονομάζονται υπερ-οπτικές ίνες μήκους κύματος (ή υπέρυθρες οπτικές ίνες) και τα συστήματα που κατασκευάζονται με τέτοιες ίνες ονομάζονται συστήματα επικοινωνίας οπτικών ινών υπερ-μεγάλου μήκους κύματος.
Υπηρεσίες παράδοσης βάσει IP{{0}
Τα τελευταία χρόνια, με την ταχεία ανάπτυξη του Διαδικτύου, οι υπηρεσίες IP γνώρισαν εκρηκτική ανάπτυξη. Οι προβλέψεις δείχνουν ότι το IP θα μεταφέρει διάφορες υπηρεσίες, συμπεριλαμβανομένων φωνής, εικόνας και δεδομένων, αποτελώντας τη βάση των μελλοντικών δικτύων πληροφοριών. Ταυτόχρονα, τα δίκτυα οπτικών μεταφορών, με το WDM ως τον πυρήνα τους και τα Ευφυή Οπτικά Δίκτυα (ION) ως στόχο τους, εισάγουν περαιτέρω σηματοδότηση ελέγχου στο οπτικό επίπεδο, ικανοποιώντας τη μελλοντική ζήτηση για ανταλλαγή πληροφοριών πολλαπλών-κοκκοποίησης, βελτιώνοντας τη χρήση πόρων και την ευελιξία των εφαρμογών δικτύου. Ως εκ τούτου, το πώς να δημιουργήσετε ένα οπτικό δίκτυο επόμενης-γενιάς που μπορεί να υποστηρίξει αποτελεσματικά τις υπηρεσίες IP έχει γίνει ένα ευρέως συζητημένο θέμα.
Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές υπηρεσίες, οι υπηρεσίες IP παρουσιάζουν σημαντική αυτο-ομοιότητα, ασυμμετρία δεδομένων και συμφόρηση διακομιστή. Επομένως, για τα οπτικά δίκτυα που μεταφέρουν υπηρεσίες IP, η επόμενη μεγάλη πρόκληση δεν είναι μόνο οι προφανείς απαιτήσεις για εξαιρετικά-υψηλή χωρητικότητα και ευρυζωνική πρόσβαση, αλλά και η ανάγκη για το οπτικό επίπεδο να παρέχει υψηλότερη ευφυΐα και να εφαρμόζει οπτική μεταγωγή σε οπτικούς κόμβους. Στόχος είναι να δημιουργηθεί ένα οικονομικό, αποδοτικό, ευέλικτα επεκτάσιμο οπτικό δίκτυο που υποστηρίζει QoS υπηρεσιών μέσω της προσαρμογής και ενσωμάτωσης του οπτικού και του επιπέδου IP, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις των υπηρεσιών IP για συστήματα μετάδοσης και ανταλλαγής πληροφοριών. Τα ευφυή οπτικά δίκτυα βασίζονται στα έξυπνα χαρακτηριστικά των δικτύων IP, προσθέτοντας ένα επίπεδο επιπέδου ελέγχου στο υπάρχον δίκτυο οπτικών μεταφορών.
Αυτό το επίπεδο ελέγχου όχι μόνο δημιουργεί συνδέσεις για τους χρήστες, παρέχει υπηρεσίες και ελέγχει το υποκείμενο δίκτυο, αλλά διαθέτει επίσης εξαιρετικά χαρακτηριστικά όπως υψηλή αξιοπιστία, επεκτασιμότητα και υψηλή απόδοση. Υποστηρίζει διαφορετικές τεχνικές λύσεις και διαφορετικές απαιτήσεις υπηρεσιών, που αντιπροσωπεύουν την κατεύθυνση ανάπτυξης της κατασκευής οπτικού δικτύου επόμενης-γενιάς.
Επομένως, λόγω του διπλού ερεθίσματος της ταχείας αύξησης της ζήτησης εύρους ζώνης από δορυφορικές υπηρεσίες και των πόρων εξαιρετικά{0}}μεγάλου εύρους ζώνης που παρέχονται από την τεχνολογία μετάδοσης WDM, η εξέλιξη των παραδοσιακών οπτικών δικτύων προς μια νέα γενιά οπτικών δικτύων κατάλληλων για τη μετάδοση υπηρεσιών IP είναι αναπόφευκτη. Επιπλέον, λόγω του σκληρού ανταγωνισμού που αντιμετωπίζει η παγκόσμια βιομηχανία επικοινωνιών και συναφείς τομείς, μεγάλοι τηλεπικοινωνιακοί κολοσσοί και κατασκευαστές εξοπλισμού επικοινωνίας έχουν ανυψώσει την έρευνα και την καινοτομία πιο ευέλικτων, αξιόπιστων και χαμηλότερου κόστους-επόμενης{3}}γενιάς οπτικών δικτύων για υπηρεσίες Διαδικτύου σε επίπεδο στρατηγικής ανάπτυξης. Διάσημα πανεπιστήμια και ερευνητικά ιδρύματα τόσο σε εγχώριο όσο και σε διεθνές επίπεδο εστιάζουν επίσης την έρευνά τους στα οπτικά δίκτυα επόμενης-γενιάς και στις βασικές υποστηρικτικές τεχνολογίες τους. Ο ρυθμός εξέλιξης από τα παραδοσιακά δίκτυα οπτικών επικοινωνιών στα οπτικά δίκτυα επόμενης-γενιάς επιταχύνεται, με στόχο να παρέχει στο Διαδίκτυο ένα ταχύτερο, ευρύτερο, πιο ευέλικτο, πιο αποτελεσματικό και πιο έξυπνο οπτικό δίκτυο επόμενης-γενιάς.
Πλήρως Φωτοχημικό
Τα παραδοσιακά οπτικά δίκτυα επιτυγχάνουν πλήρη οπτική συνδεσιμότητα μεταξύ των κόμβων, αλλά η χρήση ηλεκτρονικών στοιχείων σε κόμβους δικτύου εξακολουθεί να περιορίζει την αύξηση της συνολικής χωρητικότητας των τρεχόντων δικτύων επικοινωνίας. Ως εκ τούτου, ένα πραγματικό οπτικό δίκτυο-έχει γίνει ένα πολύ σημαντικό ερευνητικό θέμα. Ένα πλήρως-οπτικό δίκτυο αντικαθιστά τους ηλεκτρικούς κόμβους με οπτικούς κόμβους και η επικοινωνία μεταξύ των κόμβων είναι επίσης εξ ολοκλήρου οπτική. Οι πληροφορίες μεταδίδονται και ανταλλάσσονται πάντα με τη μορφή φωτός. Οι διακόπτες δεν επεξεργάζονται πλέον τις πληροφορίες χρήστη λίγο προς το κομμάτι, αλλά καθορίζουν τη δρομολόγηση με βάση το μήκος κύματος. Όλα τα-οπτικά δίκτυα προσφέρουν εξαιρετική διαφάνεια, άνοιγμα, συμβατότητα, αξιοπιστία και επεκτασιμότητα, παρέχοντας τεράστιο εύρος ζώνης, εξαιρετικά-μεγάλη χωρητικότητα, εξαιρετικά υψηλή ταχύτητα επεξεργασίας και χαμηλό ποσοστό σφαλμάτων bit. Η δομή του δικτύου είναι απλή και η δικτύωση είναι πολύ ευέλικτη, επιτρέποντας την προσθήκη νέων κόμβων ανά πάσα στιγμή χωρίς την εγκατάσταση εξοπλισμού μεταγωγής σήματος και επεξεργασίας. Φυσικά, η ανάπτυξη όλων των{11}οπτικών δικτύων δεν μπορεί να είναι ανεξάρτητη από πολλές τεχνολογίες επικοινωνίας. πρέπει να ενσωματωθεί με το Διαδίκτυο, τα δίκτυα ATM (Αυτόματη Ταμειακή Μηχανή), τα δίκτυα κινητής επικοινωνίας, κ.λπ. Επί του παρόντος, η ανάπτυξη όλων των οπτικών δικτύων βρίσκεται ακόμη στα αρχικά της στάδια, αλλά έχει ήδη δείξει πολλά υποσχόμενες προοπτικές. Από αναπτυξιακή σκοπιά, ο σχηματισμός ενός πραγματικού επιπέδου οπτικού δικτύου που βασίζεται κυρίως σε τεχνολογίες WDM και οπτικής μεταγωγής, δημιουργώντας ένα αποκλειστικά οπτικό δίκτυο και εξαλείφοντας ηλεκτρο-οπτικά σημεία συμφόρησης έχει γίνει αναπόφευκτη τάση στη μελλοντική ανάπτυξη της οπτικής επικοινωνίας. Αποτελεί τον πυρήνα των μελλοντικών δικτύων πληροφοριών, το υψηλότερο επίπεδο ανάπτυξης τεχνολογίας επικοινωνιών και το ιδανικό επίπεδο.
Ενσωμάτωση συσκευής
Η ανάπτυξη οπτοηλεκτρονικών συσκευών και ενσωματωμένων οπτοηλεκτρονικών συσκευών πρέπει να προωθηθεί σθεναρά, διότι η ανάπτυξη της τεχνολογίας επικοινωνίας οπτικών ινών εξαρτάται από την πρόοδο των οπτοηλεκτρονικών συσκευών.
Με τη συνεχή αύξηση των ταχυτήτων δικτύου, συστήματα οπτικής επικοινωνίας με ηλεκτρονική ταχύτητα μονού-μήκους κύματος 40 Gbit/s είναι ήδη διαθέσιμα στο εμπόριο, ενώ συστήματα με ταχύτητα 160 Gbit/s βρίσκονται υπό ανάπτυξη σε εργαστήρια. Επομένως, οι οπτοηλεκτρονικές συσκευές πρέπει να προσαρμόζονται σε αυτές τις ταχύτητες, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης λέιζερ διαμορφωμένων-υψηλών ταχυτήτων. Η υλοποίηση του ROADM (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer) απαιτεί την ανάπτυξη μήκους κύματος-συντονίσιμα οπτικά φίλτρα, μήκους κύματος-συντονίσιμα λέιζερ και οπτικούς διακόπτες, προσφέροντας σημαντικό περιθώριο καινοτομίας.
Η ενσωμάτωση πολλών διακριτών οπτοηλεκτρονικών συσκευών δημιουργεί ενσωματωμένες οπτοηλεκτρονικές συσκευές, οι οποίες προσφέρουν πλεονεκτήματα όπως πλούσια λειτουργικότητα, μικρό μέγεθος, υψηλή ταχύτητα και υψηλή αξιοπιστία. Υπάρχουν ήδη-ενσωματωμένες οπτοηλεκτρονικές συσκευές μικρής κλίμακας, αλλά πρέπει να αναπτυχθούν ενσωματωμένες οπτοηλεκτρονικές συσκευές μεγαλύτερης-κλίμακας. Υπάρχουν δύο διαδικασίες για ενσωματωμένες οπτοηλεκτρονικές συσκευές: μονολιθική και υβριδική ολοκλήρωση. Η υβριδική ενοποίηση μειώνει την πολυπλοκότητα και αυξάνει την απόδοση. Η βασική τεχνολογία για την υβριδική ενσωμάτωση είναι το Planar Lightwave Circuit (PLC), μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος με οπτικό κυματοδηγό στον οποίο μπορούν να τοποθετηθούν διακριτές οπτοηλεκτρονικές συσκευές. Επί του παρόντος, οι εμπορικά διαθέσιμες ενσωματωμένες οπτοηλεκτρονικές συσκευές περιλαμβάνουν μονάδες λέιζερ 8 μήκους κύματος, οπτικά φίλτρα AWG με μήκη κύματος άνω των 100 μήκη κύματος, οπτικούς εξασθενητές AWG+ και οπτικούς διακόπτες 32×32. Η ανάπτυξη ολοκληρωμένων οπτοηλεκτρονικών συσκευών βρίσκεται επί του παρόντος στα αρχικά της στάδια και η χώρα μου θα πρέπει να ενισχύσει την εξερεύνηση και την έρευνά της στον τομέα αυτό.
