發(fā)布時間:2023-03-07 15:03:59
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的光通信研究論文樣本,期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā),請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞:光纖通信技術(shù)特點(diǎn)發(fā)展趨勢光纖鏈路現(xiàn)場測試
1光纖通信技術(shù)
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。可以把光纖通信看成是以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。光纖由內(nèi)芯和包層組成,內(nèi)芯一般為幾十微米或幾微米,比一根頭發(fā)絲還細(xì);外面層稱為包層,包層的作用就是保護(hù)光纖。實(shí)際上光纖通信系統(tǒng)使用的不是單根的光纖,而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜。由于玻璃材料是制作光纖的主要材料,它是電氣絕緣體,因而不需要擔(dān)心接地回路;光波在光纖中傳輸,不會發(fā)生信息傳播中的信息泄露現(xiàn)象;光纖很細(xì),占用的體積小,這就解決了實(shí)施的空間問題。
2光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)
2.1頻帶極寬,通信容量大。光纖的傳輸帶寬比銅線或電纜大得多。對于單波長光纖通信系統(tǒng),由于終端設(shè)備的限制往往發(fā)揮不出帶寬大的優(yōu)勢。因此需要技術(shù)來增加傳輸?shù)娜萘浚芗ǚ謴?fù)用技術(shù)就能解決這個問題。
2.2損耗低,中繼距離長。目前,商品石英光纖和其它傳輸介質(zhì)相比的損耗是最低的;如果將來使用非石英極低損耗傳輸介質(zhì),理論上傳輸?shù)膿p耗還可以降到更低的水平。這就表明通過光纖通信系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)的施工成本,帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益。
2.3抗電磁干擾能力強(qiáng)。石英有很強(qiáng)的抗腐蝕性,而且絕緣性好。而且它還有一個重要的特性就是抗電磁干擾的能力很強(qiáng),它不受外部環(huán)境的影響,也不受人為架設(shè)的電纜等干擾。這一點(diǎn)對于在強(qiáng)電領(lǐng)域的通訊應(yīng)用特別有用,而且在軍事上也大有用處。
2.4無串音干擾,保密性好。在電波傳輸?shù)倪^程中,電磁波的傳播容易泄露,保密性差。而光波在光纖中傳播,不會發(fā)生串?dāng)_的現(xiàn)象,保密性強(qiáng)。除以上特點(diǎn)之外,還有光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè);光纖的原材料資源豐富,成本低;溫度穩(wěn)定性好、壽命長。正是因?yàn)楣饫w的這些優(yōu)點(diǎn),光纖的應(yīng)用范圍越來越廣。
3不斷發(fā)展的光纖通信技術(shù)
3.1SDH系統(tǒng)光通信從一開始就是為傳送基于電路交換的信息的,所以客戶信號一般是TDM的連續(xù)碼流,如PDH、SDH等。伴隨著科技的進(jìn)步,特別是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,傳輸數(shù)據(jù)也越來越大。分組信號與連續(xù)碼流的特點(diǎn)完全不同,它具有不確定性,因此傳送這種信號,是光通信技術(shù)需要解決的難題。而且兩種傳送設(shè)備也是有很大區(qū)別的。
3.2不斷增加的信道容量光通信系統(tǒng)能從PDH發(fā)展到SDH,從155Mb/s發(fā)展到lOGb/s,近來,4OGB/s已實(shí)現(xiàn)商品化。專家們在研究更大容量的,如160Gb/s(單波道)系統(tǒng)已經(jīng)試驗(yàn)成功,目前還在為其制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。此外,科學(xué)家還在研究系統(tǒng)容量更大的通訊技術(shù)。
3.3光纖傳輸距離從宏觀上說,光纖的傳輸距離是越遠(yuǎn)越好,因此研究光纖的研究人員們,一直在這方面努力。在光纖放大器投入使用后,不斷有對光纖傳輸距離的突破,為增大無再生中繼距離創(chuàng)造了條件。
3.4向城域網(wǎng)發(fā)展光傳輸目前正從骨干網(wǎng)向城域網(wǎng)發(fā)展,光傳輸逐漸靠近業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。而人們通常認(rèn)為光傳輸作為一種傳輸信息的手段還不適應(yīng)城域網(wǎng)。作為業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn),既接近用戶,又能保證信息的安全傳輸,而用戶還希望光傳輸能帶來更多的便利服務(wù)。
3.5互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求與下一代全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢近年來,互聯(lián)網(wǎng)業(yè)發(fā)展迅速,IP業(yè)務(wù)也隨之火爆。研究表明,隨著IP業(yè)的迅速發(fā)展,通信業(yè)將面臨“洗牌”,并孕育著新技術(shù)的出現(xiàn)。隨著軟件控制的進(jìn)一步開發(fā)和發(fā)展,現(xiàn)代的光通信正逐步向智能化發(fā)展,它能靈活的讓營運(yùn)者自由的管理光傳輸。而且還會有更多的相關(guān)應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生,為人們的使用帶來更多的方便。綜上所述,以高速光傳輸技術(shù)、寬帶光接入技術(shù)、節(jié)點(diǎn)光交換技術(shù)、智能光聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心,并面向IP互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的光波技術(shù)是目前光纖傳輸?shù)难芯繜狳c(diǎn),而在以后,科學(xué)家還會繼續(xù)對這一領(lǐng)域的研究和開發(fā)。從未來的應(yīng)用來看,光網(wǎng)絡(luò)將向著服務(wù)多元化和資源配置的方向發(fā)展,為了滿足客戶的需求,光纖通信的發(fā)展不僅要突破距離的限制,更要向智能化邁進(jìn)。
4光纖鏈路的現(xiàn)場測試
4.1現(xiàn)場測試的目的對光纖安裝現(xiàn)場測試是光纖鏈路安裝的必須措施,是保證電纜支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的重要方式。它的目的在于檢測光纖連接的質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn),并且減少故障因素。
4.2現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn)目前光纖鏈路現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn)分為兩大類:光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。①光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn):光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是獨(dú)立于應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn)。對于不同的光纖系統(tǒng),它的標(biāo)準(zhǔn)也不同。目前大多數(shù)的光纖鏈路現(xiàn)場檢測應(yīng)用的就是這個標(biāo)準(zhǔn)。②光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn):光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是基于安裝光纖的特定應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn)。這種測試的標(biāo)準(zhǔn)是固定的,不會因?yàn)楣饫w系統(tǒng)的不同而改變。
4.3光纖鏈路現(xiàn)場測試光纖通信應(yīng)用的是光傳輸,它不會受到磁場等外界因素的干擾,所以對它的測試不同于對普通的銅線電纜的測試。在光纖的測試中,雖然光纖的種類很多,但它們的測試參數(shù)都是基本一致的。在光纖鏈路現(xiàn)場測試中,主要是對光纖的光學(xué)特性和傳輸特性進(jìn)行測試。光纖的光學(xué)特性和傳輸特性對光纖通信系統(tǒng)對光纖的傳輸質(zhì)量有重大的影響。但由于光纖的特性不受安裝的影響,因此在安裝時不需測試,而是由生產(chǎn)商在生產(chǎn)時進(jìn)行測試。
4.4現(xiàn)場測試工具①光源:目前的光源主要有LED(發(fā)光二極管)光源和激光光源兩種。②光功率計:光功率計是測量光纖上傳送的信號強(qiáng)度的設(shè)備,用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗。在光纖系統(tǒng)中,測量光功率是最基本的。光功率計的原理非常像電子學(xué)中的萬用表,只不過萬用表測量的是電子,而光功率計測量的是光。通過測量發(fā)射端機(jī)或光網(wǎng)絡(luò)的絕對功率,一臺光功率計就能夠評價光端設(shè)備的性能。用光功率計與穩(wěn)定光源組合使用,組成光損失測試器,則能夠測量連接損耗、檢驗(yàn)連續(xù)性,并幫助評估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。③光時域反射計:OTDR根據(jù)光的后向散射原理制作,利用光在光纖中傳播時產(chǎn)生的后向散射光來獲取衰減的信息,可用于測量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點(diǎn)定位以及了解光纖沿長度的損耗分布情況等。從某種意義上來說,光時域反射計(OTDR)的作用類似于在電纜測試中使用的時域反射計(TDR),只不過TDR測量的是由阻抗引起的信號反射,而OTDR測量的則是由光子的反向散射引起的信號反射。反向散射是對所有光纖都有影響的一種現(xiàn)象,是由于光子在光纖中發(fā)生反射所引起的。
雖然目前光通信的容量已經(jīng)非常大,但仍有大量應(yīng)用能力閑置,伴隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,對信息的需求也會隨之增加,并會超過現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)承載能力,因此我們必須進(jìn)一步努力研究更加先進(jìn)的光傳輸手段。因此,在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的推動下,光通信一定會有更加長久的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:卡塞格倫光學(xué)天線 光束 熱變形
中圖分類號:TN820 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)05(c)-0028-02
空間光通信的快速發(fā)展,帶動了光學(xué)天線系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)的進(jìn)步。光學(xué)天線系統(tǒng)作為空間光通信設(shè)備,具有自身的優(yōu)勢:體積小,重量輕、功耗低、頻帶寬、通信容量大,等等。卡塞格倫光學(xué)天線作為光學(xué)發(fā)射和接收天線,其突出的優(yōu)點(diǎn)有[1]:(1)口徑可以做得較大,不產(chǎn)生色差且可用波段范圍較寬;(2)采用非球面鏡后,有較大的消像差能力;(3)可以做到收發(fā)合一。但環(huán)境的變化對天線系統(tǒng)的性能會產(chǎn)生較大的影響。本文對一種典型的卡塞格倫光學(xué)天線的鏡體進(jìn)行了熱變形仿真,并利用了光學(xué)仿真軟件CODE-V分析了熱變形對傳輸光束傳輸質(zhì)量的影響。
1 天線鏡體的熱變形對光束傳輸?shù)挠绊?/p>
1.1 鏡體的熱變形分析
我們知道,當(dāng)鏡子的表面和內(nèi)部存在溫差時,由于玻璃的導(dǎo)熱率低,內(nèi)外部溫差產(chǎn)生的應(yīng)力能使鏡體變形并改變其表面的曲率半徑,尤其是靠近外部的區(qū)域,會出現(xiàn)所謂的“塌邊”或“翹邊”的現(xiàn)象,這一溫度效應(yīng)稱為“邊緣效應(yīng)”[2]。根據(jù)熱彈性力學(xué)理論,鏡體由于溫度的改變而產(chǎn)生的形變,主要由三部分組成:鏡體材料溫度升高而產(chǎn)生的自由熱膨脹、邊界固定后不能自由膨脹而引起的和材料的泊松比有關(guān)的形變、熱應(yīng)力而產(chǎn)生的形變[3]。
為了形象地描述鏡體的熱形變,該文利用ANSYS軟件仿真圖[4],以常溫(20 oC)為起始溫度、壓圈法固定鏡體為例,分析了鏡體隨溫度的升高而發(fā)生的形變。圖1、圖2、圖3分別表示溫度為100 oC時鏡體在X、Y、Z方向的位移。從圖中可以看出,升溫時,天線系統(tǒng)的反射鏡面向外鼓起。鏡體在軸向方向(Z方向)的變化,對光束的傳輸影響最大,當(dāng)溫度變化為100 oC時,軸向方向(Z方向)的變形量為0.6 ?m。而當(dāng)溫度降低時,天線系統(tǒng)的反射鏡面向內(nèi)凹陷。由此表明,溫度的變化對鏡體的形變影響還是比較大的。
1.2 鏡體的熱變形對傳輸光束的影響
圖4,圖5分別描述了鏡體變形前后天線的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)圖。圖6、圖7分別描述了鏡體變形前后天線系統(tǒng)的MTF圖。圖4、圖5表明鏡體變形前,光束通過設(shè)計的卡塞格倫光學(xué)天線,光束能量集中,發(fā)射光束發(fā)散角小,光線分布均勻,實(shí)現(xiàn)了卡塞格倫光學(xué)天線收發(fā)合一的功能。圖6、圖7表明,鏡體變形后,光束在卡塞格倫光學(xué)天線中傳輸時,天線系統(tǒng)的傳輸特性變差。相應(yīng)地,卡塞格倫光學(xué)天線的效率發(fā)生了明顯的變化,光束的傳輸達(dá)不到鏡體溫度變化前的理想值。這種反射鏡面的熱變形對傳輸光束會產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)、傳輸光束中心移位及光束發(fā)散等影響[5]。在空間光通信中,傳輸光束的偏轉(zhuǎn)、中心移位及光束發(fā)散會造成目標(biāo)圖像畸變、存在嚴(yán)重的像差以及圖像不清晰等等。本文設(shè)計的卡塞格倫光學(xué)天線采用了大量的反射鏡面,所以鏡面的熱變形對光束的傳輸影響很大。由此可見,在實(shí)際應(yīng)用時,要在鏡面材料選擇、鏡體應(yīng)力釋放方式、鏡體大小選擇等方面進(jìn)行合理設(shè)計,盡量減小由于溫度變化對鏡體產(chǎn)生的應(yīng)力,以避免出現(xiàn)像差增大和天線鏡面破裂等現(xiàn)象。
2 結(jié)語
該論文研究了卡塞格倫光學(xué)天線鏡體的熱變形對傳輸光束傳輸質(zhì)量的影響。光學(xué)天線的設(shè)計是空間光通信的重要發(fā)展部分,光學(xué)天線傳輸?shù)馁|(zhì)量高低直接影響到信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確性,所以在系統(tǒng)設(shè)計過程中,應(yīng)該考慮環(huán)境變化對系統(tǒng)的影響。
參考文獻(xiàn)
[1] Cho Y M,Kong H J and Lee S S.OPTICAL ENGINEERING[M]. Bellingham,1994:33-100.
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論文摘要:通信技術(shù)的發(fā)展引領(lǐng)著社會生活的進(jìn)步。本文主要探討了高新技術(shù)在有線通信系統(tǒng)和光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。
從20世紀(jì)90年代初以來,全球向信息密集的工作方式和生活方式的轉(zhuǎn)變,推動了通信技術(shù)的發(fā)展。然而,在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)技術(shù)知識爆炸的時代,隨著行業(yè)及社會對信息需求的不斷增長和應(yīng)用的不斷深化,只有實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)在技術(shù)科技方面不斷更新,加快通信系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)化、體系化與融合化方向的演進(jìn),才能突顯通信系統(tǒng)在社會生活領(lǐng)域支撐引領(lǐng)的作用和地位,創(chuàng)造更好的發(fā)展空間。本文筆者結(jié)合工作實(shí)踐,主要探討了現(xiàn)代高新技術(shù)在有線通信系統(tǒng)和光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。
1、分?jǐn)?shù)階Fourier變換技術(shù)在有線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
有線通信是利用電線或者光纜作為通訊傳導(dǎo)的通信形式,它通過對現(xiàn)有各類網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行技術(shù)改造,與下一代新建網(wǎng)絡(luò)互通和融合,成為現(xiàn)代通信系統(tǒng)的重要支柱。然而,在有線通信信道中存在各種噪聲,如果不對其進(jìn)行處理則會使誤碼率增加。因此,要消除不理想信道和噪聲對信號的影響,必須應(yīng)用新技術(shù)。分?jǐn)?shù)階Fourier變換(FRFT)的通信技術(shù)原理是以線性調(diào)頻信號(chirp)作為調(diào)制信號,利用線性調(diào)頻信號在分?jǐn)?shù)階里變換域的能量聚焦特性,通過接收機(jī)進(jìn)行路徑分集接收抑制有線通信信道多途效應(yīng)所產(chǎn)生的碼間干擾,從而提高系統(tǒng)的抗噪聲干擾和頻率選擇性衰減的能力。具體應(yīng)用程序如下:
1.1信號檢測與參數(shù)估計
分?jǐn)?shù)階Fourier變換作為一種新型的線性時頻工具,其實(shí)質(zhì)是信號在時間軸上逆時針旋轉(zhuǎn)任意角度到U軸上的表示(U軸被稱為分?jǐn)?shù)階Fourier(FRF)域),而該核是U域上的一組正交的chirp基,這就是分?jǐn)?shù)階Fourier變換的chirp基分解特性。所以,在適當(dāng)?shù)姆謹(jǐn)?shù)階Fourier域中,一個chirp信號將表現(xiàn)一個沖擊函數(shù),即分?jǐn)?shù)階Fourier變換過程中,某個分?jǐn)?shù)階Fourier域?qū)?yīng)的chirp信號具有很好的能量聚焦性,而這種能量聚焦性對chirp信號的監(jiān)測和估計具有很好的作用。因此,在信號檢測與參數(shù)估計中,我們的基本思路是以旋轉(zhuǎn)角口為變量進(jìn)行掃描,求出觀測信號所有階次的分?jǐn)?shù)階Fourier變換,于是形成信號能量在由分?jǐn)?shù)階域U和分?jǐn)?shù)階次P組成的二維參數(shù)平面上的分布。然后,我們按域值在在此平面上進(jìn)行二維搜索,找出最大峰值位置。并根據(jù)最大峰值坐標(biāo)可以檢測出chirp信號,并估計出峰值所對應(yīng)的分?jǐn)?shù)階次P和分?jǐn)?shù)階域坐標(biāo),估計出信號的參數(shù)。
1.2分集接收
分集接收是利用信號和信道的性質(zhì),將接收到的多徑信號分離成互不相關(guān)的多路信號,然后將多徑衰落信道分散的能量更有效的接收起來,處理之后進(jìn)行判決,從而達(dá)到抗衰落的目的。本文采用分集合并技術(shù),即取出那些幅度明顯大于噪聲背景的多徑分量,對它們進(jìn)行延時相加,使之在某一時刻對齊并按一定的準(zhǔn)則合并,提高多徑分集的效果。在通信系統(tǒng)中,RAKE接收機(jī)由N個并行相關(guān)器和個合并器組成,每個相關(guān)器與發(fā)射信號的一個多徑分量匹配。在N個相關(guān)器前增加時移單元,就可在時間上將所有分量對齊,從而采用相同的本地參考信號。然后,相關(guān)器組的輸出送給合并器,將合并器輸出的判決變量送到檢測器進(jìn)行判決。最后,根據(jù)接收機(jī)使用的不同合并方法,在選擇性合并方式下,在多支路接收信號中,選取信噪比最高的的支路信號作為輸出信號。
1.3峰值輸出
信噪比系數(shù)呈現(xiàn)出一個典型的振蕩特性,且振蕩頻率與振蕩幅度與時頻面的旋轉(zhuǎn)角度和輸入信號相關(guān)。因此在采用分?jǐn)?shù)階Fourier變換技術(shù)的實(shí)際使用中,在進(jìn)行近似計算處理時需要特別注意,必須對近似處理帶來的誤差進(jìn)行評估。
2、ATP系統(tǒng)在光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
隨著科技發(fā)展的日新月異,自由激光空間光通信已經(jīng)成為現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展的新熱點(diǎn)。但從技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面來講,由于激光通信具有信號光束窄、發(fā)散角小這樣的特點(diǎn),從而導(dǎo)致APT(Acquisition Pointing Tracking)捕獲、跟蹤、瞄準(zhǔn)相距較遠(yuǎn)的運(yùn)動體上的較窄信號光束相當(dāng)困難。ATP系統(tǒng)是由粗跟蹤和精跟蹤單元構(gòu)成的復(fù)合跟蹤系統(tǒng),其主要功能是在粗跟蹤單元實(shí)現(xiàn)初始的捕獲和跟蹤,并將信標(biāo)光引入精跟蹤的視場范圍內(nèi),然后精跟蹤單元實(shí)現(xiàn)更高帶寬的跟瞄,再將信標(biāo)光穩(wěn)定在可通信的視場之內(nèi),為最終空間站光通信系統(tǒng)工程實(shí)現(xiàn)奠定了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。
2.1粗跟蹤單元
粗瞄準(zhǔn)單元由一個安裝在精密光機(jī)組件上的收發(fā)天線,萬向支架驅(qū)動電機(jī)以及粗跟蹤探測器(CCD)組成,主要作用是捕獲目標(biāo)和完成對目標(biāo)的粗跟蹤。在捕獲階段,粗瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)接收由上位機(jī)根據(jù)已知的衛(wèi)星運(yùn)動軌跡或星歷表給出的命令信號,將望遠(yuǎn)鏡定位到對方通信終端的方向上。為確保入射的信標(biāo)光在精跟瞄控制系統(tǒng)的動態(tài)范圍內(nèi),必須根據(jù)粗跟蹤探測器給出的目標(biāo)脫靶量來控制萬向支架上的望遠(yuǎn)鏡,使它的跟蹤精度必須保證系統(tǒng)的光軸處于精跟蹤探測器視場內(nèi),從而把信標(biāo)光引入精跟蹤探測器的視場內(nèi)。
2.2精跟蹤單元
精跟蹤單元的跟蹤精度將決定整個系統(tǒng)的跟蹤精度,它要求帶寬非常高,帶寬越高,對干擾的抑制能力就越強(qiáng),從而可加快系統(tǒng)的反應(yīng)速度,加強(qiáng)跟蹤精度。因此,設(shè)計一個高帶寬高精度的精跟蹤環(huán)是整個ATP系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。在這一單元我們可采用高幀頻、高靈敏度、具有跳躍式讀出模式的面陣電荷耦合器件(CCD)傳感器。它基于深埋溝道移位寄存器技術(shù),可以獲得非常高的讀出速率、非常低的噪聲和非常高的動態(tài)范圍。通過由捕獲探測器(CCD)和定位探測器(OPI N)組成探測接收單元轉(zhuǎn)換,CCD完成捕獲與粗跟蹤,并將接收光引導(dǎo)至OPI N上,在OPI N中進(jìn)行誤差信號的檢測,從而提高信標(biāo)光捕捉精度。
2.3控制單元
將捕捉的信號經(jīng)放大、整形和A/D變換處理后,在計算機(jī)中按一定的數(shù)據(jù)分配流程將信號輸入。然后通過計算機(jī)給出的速度控制信號和加速度控制信號,又經(jīng)數(shù)據(jù)分配接口送入D/A轉(zhuǎn)換與處理網(wǎng)絡(luò),使伺服電機(jī)按要求轉(zhuǎn)動并帶動天線轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)分別在水平和俯仰兩個方位轉(zhuǎn)動,以調(diào)整天線的位置,達(dá)到自動捕獲、跟蹤、瞄準(zhǔn)的目的。
3、結(jié)語
通信技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了社會生活的進(jìn)步,在未來通信技術(shù)的研究上,應(yīng)不斷探索、創(chuàng)新,追求高新技術(shù)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】 衛(wèi)星通訊 發(fā)展方向 發(fā)展前景
一、衛(wèi)星通訊的當(dāng)前情況
1964年,國際通訊衛(wèi)星組織INTEL-SAT在美國總部成立,同年發(fā)射了地球上有史以來第一顆商用衛(wèi)星,經(jīng)過大半個世紀(jì)的不斷發(fā)展的壯大,相比較二十世紀(jì)五十年代的衛(wèi)星通訊,如今的衛(wèi)星通訊取得了許多突破性進(jìn)展。衛(wèi)星通訊被大范圍的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、商業(yè)和軍事等各個與我們息息相關(guān)的方面。在日常生活中,衛(wèi)星通訊占據(jù)了很高的地位,例如精彩絕倫語音廣播和電視廣播都是靠衛(wèi)星通訊提供技術(shù)支持,為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供了必不可少的通信,也為發(fā)生了嚴(yán)重自然災(zāi)害的地方提供了緊急通信,并為各種重大事件提供了及時的實(shí)況直播。
總之,為人們?nèi)粘5纳钐峁┝司薮蟊憷T谲娛骂I(lǐng)域,衛(wèi)星通訊也發(fā)揮著巨大能力。新世紀(jì)的到來,科學(xué)技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展,生產(chǎn)力也隨之增長,這也為衛(wèi)星通訊技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的理論支撐和科技幫助。
二、衛(wèi)星通訊新技術(shù)
2.1星上信號處理
早期,采用透明轉(zhuǎn)發(fā)器實(shí)現(xiàn)中級傳輸是GEO衛(wèi)星通訊的常用手段,用戶可以根據(jù)自身需要,租用不同頻率的轉(zhuǎn)發(fā)器,有較強(qiáng)的靈活性是這種信道資源的一項(xiàng)優(yōu)勢。
2.2星上交換
支持星上交換是OBP最重要的一個作用。其中,再生式的OBP由于其能獲得各路信號所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流,能支持任何方式的交換,比如程控電路交換、ATM交換和IP交換等等。特別是,IP交換的技術(shù)若能在星上實(shí)現(xiàn),那么地面因特網(wǎng)和衛(wèi)星網(wǎng)之間的鏈接就會變得非常簡單和方便。
2.3空間激光通信技術(shù)
空間激光通信技術(shù)是一項(xiàng)用激光束作為載體在自由空間進(jìn)行通信的技術(shù),既可作為衛(wèi)星與地面之間的通信鏈路,也可以作為衛(wèi)星與衛(wèi)星之間的告訴傳輸鏈路。但由于前者在存在較濃的云霧或降雨的情況下,無法完成正常的通信,所以空間激光通信技術(shù)作為衛(wèi)星與地面的通信鏈路時,信息傳輸?shù)乃俾什惶?。此技術(shù)將攜帶信息的電信號調(diào)制到光束上發(fā)送,通過初定位和調(diào)整,再經(jīng)過光束的捕獲、瞄準(zhǔn)和跟蹤,在通信的兩端建立起光鏈路,從而進(jìn)行信息傳遞。
三、衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展前景
骨干網(wǎng)由計算機(jī)局域網(wǎng)、有線電視網(wǎng)以及有線電信網(wǎng)三部分融合組成,除此之外,地面移動通信蜂窩網(wǎng)通過其自身的無線核心網(wǎng)與骨干網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián),衛(wèi)星通訊網(wǎng)也通過無線核心網(wǎng)與骨干網(wǎng)建立了鏈接。近幾年,IP化是大勢所趨,正是由于衛(wèi)星通訊不斷IP化,各種各樣的不同性質(zhì)與不同業(yè)務(wù)的衛(wèi)星通訊終端都變成了類似的因特網(wǎng)接入設(shè)備,由此可見一斑。需要指出的是,@里所說的IP化不代表衛(wèi)星通訊網(wǎng)內(nèi)部的傳輸和交換全部實(shí)現(xiàn)IP化,而是將其特別的傳輸和交換方式保留,這樣對于發(fā)揮衛(wèi)星通訊的特點(diǎn)而獲得更高的衛(wèi)星資源利用率和達(dá)到更高水平的業(yè)務(wù)質(zhì)量都更有利。隨著Ka頻段的LEO衛(wèi)星群蜂窩網(wǎng)的不斷發(fā)展,使得頻率資源和通信容量大幅度增長,同時,也在一定程度上降低了用戶終端的成本,衛(wèi)星通訊無線覆蓋的優(yōu)勢也得以體現(xiàn),基于此,衛(wèi)星通訊技術(shù)在國際民用通信市場上占據(jù)了一席之位。但是,在我國情況有所不同,原因在于相比于國外大多數(shù)國家,我國的4G地面蜂網(wǎng)在我國民用通信市場上占有很大比例,使得衛(wèi)星通信接入互聯(lián)網(wǎng)的競爭力遠(yuǎn)不如4G。
根據(jù)我國目前的情況,衛(wèi)星通訊技術(shù)可實(shí)現(xiàn)的可用頻率的地域覆蓋密度,相比4G的地域覆蓋密度,要低好幾個數(shù)量級。
數(shù)字通信和個人通信的飛快發(fā)展。在移動衛(wèi)星通訊中,中低軌衛(wèi)星通訊有很大的發(fā)展前景,能為未來“全球個人通訊”的實(shí)現(xiàn)助力,使得人們真正地進(jìn)入個人通信時代。伴隨衛(wèi)星通信容量和速率的持續(xù)增加,以及先進(jìn)的數(shù)字通訊技術(shù)的不斷影響,數(shù)字衛(wèi)星廣播的數(shù)量的質(zhì)量都得到了很大改善,衛(wèi)星電視廣播業(yè)務(wù)的空間有十分充足,人們的文化生活水平也得到了提高。
通信衛(wèi)星的功能隨著衛(wèi)星高新技術(shù)的不斷出現(xiàn)、推廣和利用而擴(kuò)大,所應(yīng)用的領(lǐng)域也正在不斷擴(kuò)寬。在二十一世紀(jì),衛(wèi)星通訊將擁有更廣闊的發(fā)展空間,并占據(jù)更加重要的地位。與光纖通信一起,發(fā)展成為一項(xiàng)供未來人類通信的最為重要的手段。
參 考 文 獻(xiàn)
論文摘要:光電子器件和部件廣泛應(yīng)用于長距離大容量光纖通信、光存儲、光顯示、光互聯(lián)、光信息處理、激光加工、激光醫(yī)療和軍事武器裝備,預(yù)期還會在未來的光計算中發(fā)揮重要作用。本文將介紹國內(nèi)外光電子技術(shù)及光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
如果說微電子技術(shù)推動了以計算機(jī)、因特網(wǎng)、光纖通信等為代表的信息技術(shù)的高速發(fā)展,改變了人們的生活方式,使得知識經(jīng)濟(jì)初見端倪,那么隨著信息技術(shù)的發(fā)展,大容量光纖通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),光電子技術(shù)將起到越來越重要的作用。美國商務(wù)部指出:“90年代,全世界的光子產(chǎn)業(yè)以比微電子產(chǎn)業(yè)高得多的速度發(fā)展,誰在光電子產(chǎn)業(yè)方面取得主動權(quán),誰就將在21世紀(jì)的尖端科技較量中奪魁”。日本《呼聲》月刊也有類似的評論:“21世紀(jì)具有代表意義 的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),第一是光電子產(chǎn)業(yè),第二是信息通信產(chǎn)業(yè),第三是健康和福利產(chǎn)業(yè)……”,可以斷言,光電子技術(shù)將繼微電子技術(shù)之后再次推動人類科學(xué)技術(shù)的革命。
1 世界光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
光纖通信技術(shù)的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)初人們的預(yù)料,光纖已經(jīng)成為通信網(wǎng)的重要傳輸媒介,現(xiàn)在世界上大約有60%的通信業(yè)務(wù)經(jīng)光纖傳輸,到20世紀(jì)末將達(dá)到85%,但從目前光纖通信的整體水平來看,仍處于初級階段,光纖通信的巨大潛力還沒有完全開發(fā)出來。目前,各種新技術(shù)層出不窮,密集波分復(fù)用技術(shù)(DWDM,在同一根光纖內(nèi)傳輸多路不同波長的光信號,以提高單根光纖的傳輸能力)、摻鉺光纖放大器技術(shù)(EDFA,可將光信號直接放大,具有輸出功率高、噪聲小,增益帶寬等優(yōu)點(diǎn))已取得突破性進(jìn)展并得到廣泛的應(yīng)用?,F(xiàn)在DWDM系統(tǒng)和光傳輸設(shè)備中,光電技術(shù)的比例將從過去比重不到10%達(dá)到90%。一種全新的、無需進(jìn)行任何光電變換的光波通信——“全光通信”,由于波分復(fù)用技術(shù)和摻鉺光纖放大器技術(shù)的進(jìn)展,也日趨成熟,將在橫跨太平洋和大西洋的通信系統(tǒng)上首次使用,給全球的通信業(yè)帶來蓬勃生機(jī)。為此提供支撐的就是半導(dǎo)體光電子器件和部件。光電子器件和技術(shù)已形成一個快速增長的、巨大的光電子產(chǎn)業(yè),對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著越來越大的作用。美國光電子產(chǎn)業(yè)振興協(xié)會估計,到2003年,光電子產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值將達(dá)2000億美元。
Internet應(yīng)用的飛速增長對電信骨干網(wǎng)帶寬提出越來越高的需求,為滿足需求的增長,人們可以鋪設(shè)更多的光纖,或靠提高單路光的信息運(yùn)載量(現(xiàn)在主干網(wǎng)可以分別工作在2.5Gbps和10Gbps,并已有40Gbps的演示性設(shè)備)。但更主要的方法卻是靠發(fā)展波分復(fù)用技術(shù),增加光纖內(nèi)通光的路數(shù)(光波分復(fù)用的實(shí)驗(yàn)記錄已經(jīng)達(dá)到2.64Tbps)。波分復(fù)用技術(shù)的普遍運(yùn)用為光電子器件和部件提供了廣闊的、快速增長的市場。無限戰(zhàn)略公司的報告指出:“信號傳輸用 1.31μm和1.55μm激光器市場1999年達(dá)到13億美元,比去年增加23%;1.48μm信號放大用激 光器1999年市場份額達(dá)到1.6億美元,比去年增加33%;980nm信號放大用激光器銷售額達(dá)2.9 億美元,比去年增長121%。整個激光器市場的份額1999年達(dá)18億美元,預(yù)期2003年將達(dá)到30 億美元”。美國通信工業(yè)研究公司(CIR)的研究預(yù)測,北美市場光電子部件的市場規(guī)模將由目前的28億美元增長到2003年的61億美元,約每年增長18.5%。密集波分復(fù)用設(shè)備銷售額也將從1998年的22億美元增加到2004年的94億美元。報告稱雖然10年內(nèi)全光通信還不會全面商業(yè)化,但是全光交換將在幾年內(nèi)成為市場主流,報告也指出盡管光學(xué)部件市場被大公司所占據(jù),但仍有創(chuàng)新性公司進(jìn)入的可能。
2 我國的光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)
近10年來我國光電子技術(shù)研究在國家“863”計劃和有關(guān)部門的支持下有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展,在很多領(lǐng)域同國外先進(jìn)國家只有兩三年的距離,個別領(lǐng)域還處于世界領(lǐng)先地位。
國內(nèi)光電子有關(guān)產(chǎn)業(yè)基地在光電子器件、部件和子系統(tǒng)(如激光器、探測器、光收發(fā)模塊、EDFA、無源光器件)等已經(jīng)占領(lǐng)了國內(nèi)較大的市場份額,初步具備同國外大公司競爭的能力,在毫無市場保護(hù)的情況下,靠自己的力量爭得了一席之地,市場營銷逐年有較大的增長,個別產(chǎn)品還取得國際市場相關(guān)產(chǎn)品中的銷量最大的成績。我國相應(yīng)研究發(fā)展基地和本領(lǐng)域高 技術(shù)公司的許多產(chǎn)品填補(bǔ)了國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品的空白,打破國外產(chǎn)品在市場上的壟斷地位,同時爭取進(jìn)入國際市場。
摻鉺光纖放大器(EDFA)是高速大容量光纖通信系統(tǒng)必需的關(guān)鍵部件,國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品占國內(nèi)市場40%的份額。我國也是目前國際上少數(shù)幾個有能力研制PIC和OEIC的國家。808nm大功率激 光器及其泵浦的固體綠光激光器,670nm紅光激光器已產(chǎn)品化和商品化并批量占領(lǐng)國際市場。國內(nèi)移動通信的光纖直放站所用的光電器件,90%使用國產(chǎn)器件,國產(chǎn)1.55μmDFB激光器 戰(zhàn)勝了國外器件,占領(lǐng)了100%的國內(nèi)市場。
但是,我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到在我國光電子技術(shù)發(fā)展中,光電子器件、部件雖是光通信、光顯示、光存儲等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵部分,但在整個系統(tǒng)和設(shè)備成本中所占的比重較小,其產(chǎn)值較低,目前科研開發(fā)主要處于跟蹤和小批量生產(chǎn)階段,光電子產(chǎn)業(yè)所需的規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)目前還未有實(shí)質(zhì)突破;國內(nèi)研究生產(chǎn)的光電器件和部件有相當(dāng)部分還未能滿足整機(jī)和系統(tǒng)的要求,導(dǎo)致國外器件占據(jù)國內(nèi)市場相當(dāng)多的份額;在機(jī)制上仍未擺脫科研、生產(chǎn)、市場相互脫離的狀況。
關(guān)鍵詞:DWDM,光分波/合波器,光放大器
1.引言
隨著話音業(yè)務(wù)的飛速增長和各種新業(yè)務(wù)的不斷涌現(xiàn),特別是IP技術(shù)的日新月異,網(wǎng)絡(luò)容量將會受到嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。隨著EDFA進(jìn)入實(shí)用階段,DWDM――目前解決通信網(wǎng)絡(luò)容量危機(jī)的最佳方案--復(fù)用波分技術(shù)得到了極大的發(fā)展。
波分復(fù)用(WDM)技術(shù),尤其是其中的密集波分復(fù)用(DMDM)技術(shù)除了能經(jīng)濟(jì)地使光網(wǎng)絡(luò)獲得超大傳輸容量外,還有應(yīng)用靈活方便的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)镈MDM系統(tǒng)各信道上的光信號可以具有彼此獨(dú)立的比特率和體系。用一根光纖能夠同時傳輸不同體系、不同速率(低速、高速、超高速)、不同業(yè)務(wù)類型(圖像、語音、數(shù)據(jù))的多種信號。至2000年,DWDM技術(shù)已在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用,該技術(shù)正邁向成熟。
2.光波分復(fù)用的基本概念
WDM是指在一根光纖中同時傳輸多波長光信號的一項(xiàng)技術(shù)。
DWDM指在同一窗口中信道間隔較小的波分復(fù)用。該系統(tǒng)是在1550nm波長區(qū)段內(nèi)(見圖1),同時用8,16或更多個波長,在一對光纖上(也可采用單光纖)構(gòu)成的光通信系統(tǒng),其中每個波長之間的間隔為1.6nm,0.8nm或更低,其對應(yīng)的帶寬約為200GHz,100GHz或更窄。
現(xiàn)在,也有用WDM來稱呼DWDM系統(tǒng)的。從本質(zhì)上講,DWDM只是WDM的一種形式,WDM更具有普遍性,DWDM缺乏很明確和準(zhǔn)確的定義。一般情況下,如果不特指1310nm/1550nm的兩波分WDM系統(tǒng),人們談?wù)摰腤DM系統(tǒng)就是指DWDM系統(tǒng)。
3.光波分復(fù)用的關(guān)鍵技術(shù)
DWDM技術(shù)把光波作為信號的載波,在發(fā)送端采用波分復(fù)用器(合波器)將規(guī)定的不同波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進(jìn)行傳輸。在接收端,再由波分解復(fù)用器(分波器)將這些不同波長承載不同信號的光載波分開的復(fù)用方式。根據(jù)波分復(fù)用器的不同,可以復(fù)用的波長數(shù)也不同。如圖1所示。論文格式,光放大器。。
DWDM系統(tǒng)中的光電器件主要包括激光器、波分復(fù)用/解復(fù)用器和光纖放大器。
圖 1 DWDM技術(shù)
3.1波分復(fù)用系統(tǒng)對光纖光源的要求
由于單模光纖具有內(nèi)部損耗低、帶寬大、易于升級擴(kuò)容和成本低的優(yōu)點(diǎn),國際上已一致認(rèn)同DWDM系統(tǒng)將只使用單模光纖作為傳輸媒質(zhì)。目前,ITU-T已經(jīng)在G.652、G.653、G.654和G.655建議中分別定義了4種不同設(shè)計的單模光纖。
波分系統(tǒng)的光源的兩個基本要求是:①光源有標(biāo)準(zhǔn)的、穩(wěn)定的光波長。②光源需要滿足長距離傳輸要求。
目前最適合傳輸DWDM系統(tǒng)的光纖是G.655光纖,但在我國因?yàn)榇罅夸佋O(shè)的是G.652尾纖,所以在上10G及以上速率的信號時,需要用色散補(bǔ)償。
3.2波分復(fù)用系統(tǒng)關(guān)鍵器件--分波/合波器
波分系統(tǒng)的關(guān)鍵器件是分波/合波器。論文格式,光放大器。。合波器的主要作用是將多個信號波長合在一根光纖中傳輸;分波器的主要作用是將在一根光纖中傳輸?shù)亩鄠€波長信號分離。
3.3 光放大技術(shù)
光放大技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用是DWDM技術(shù)得以應(yīng)用的主要因素。
在光纖通信中光信號不失真地傳送得越遠(yuǎn)越好。由于光纖存在一定的損耗和色散,從而限制了光纖通信系統(tǒng)的傳送距離。為實(shí)現(xiàn)長距離的光纖傳輸,需要采用光放大器。
迄今為止,人們已研究出3種光放大器,即半導(dǎo)體激光放大器(SOA)、光纖拉曼放大器(RAMAN)和摻稀土元素的光纖放大器。摻稀土元素的光纖放大器主要有摻鉺光纖放大器(EDFA)和摻鐠光纖放大器(PDFA),其中EDFA適合于長波長1550nm窗口的光信號放大,而PDFA適用于1310nm窗口的光信號。論文格式,光放大器。。目前已經(jīng)達(dá)到實(shí)用化水平并在DWDM系統(tǒng)應(yīng)用的就是EDFA。PDFA尚未達(dá)到商用水平。半導(dǎo)體激光放大器(SOA),集成性好,但其放大器噪聲較大是一個急待解決的問題;RAMAN在高速率系統(tǒng)和海底通信系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用前景。
3.4 DWDM設(shè)備工作方式
3.4.1 雙纖雙向傳輸
雙纖雙向傳輸是指一根光纖只完成一個方向光信號的傳輸,反向光信號的傳輸由另一根光纖來完成。因此,同一波長在兩個方向上可以重復(fù)利用。
這種DWDM系統(tǒng)可以充分利用光纖的巨大帶寬資源,使一根光纖的傳輸容量擴(kuò)大幾倍至幾十倍。在長途網(wǎng)中,可以根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)量的需要逐步增加波長來實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容,十分靈活。
3.4.2 單纖雙向傳輸
單纖雙向傳輸是指在一根光纖中實(shí)現(xiàn)兩個方向光信號的同時傳輸,兩個方向光信號應(yīng)安排在不同波長上。單纖雙向傳輸允許單根光纖攜帶全雙工通路,通常可以比單向傳輸節(jié)約一半的光纖器件。論文格式,光放大器。。由于兩個方向傳輸?shù)男盘柌唤换ギa(chǎn)生FWM(四波混頻)產(chǎn)物,因此其總的FWM產(chǎn)物比雙纖單向傳輸少很多,但缺點(diǎn)是該系統(tǒng)需要采用特殊的措施來對付光反射,以防多徑干擾;當(dāng)需要將光信號放大以延長傳輸距離時,必須采用雙向光纖放大器以及光環(huán)形器等元件,但其噪聲系數(shù)稍差。論文格式,光放大器。。
4.結(jié)論:密集波分復(fù)用是光纖通信的發(fā)展方向
一百年來,電信網(wǎng)技術(shù)發(fā)生了巨大變化,其中交換網(wǎng)、傳輸網(wǎng)經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字、從電纜到光纜、從PDH到SDH、……總之,從業(yè)務(wù)形態(tài)來說,核心通信業(yè)務(wù)的發(fā)展遵循了從簡單到復(fù)雜,從窄到寬發(fā)展的規(guī)律。論文格式,光放大器。。DWDM的成功推出是必然趨勢,DWDM技術(shù)第一次把復(fù)用方式從電信號轉(zhuǎn)移到光信號,在光域上用波分復(fù)用的方式提高傳輸速率,光信號實(shí)現(xiàn)了直接復(fù)用和放大,并且各個波長彼此獨(dú)立,對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式透明,從某種意義上講,WDM技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)志著光通信時代的“真正”來臨。在可預(yù)見的未來,基于WDM技術(shù)的光選路、交換技術(shù)也將得到大規(guī)劃應(yīng)用,作為通信領(lǐng)域發(fā)展最為迅速的前沿技術(shù),WDM具有不可估量的發(fā)展?jié)摿凸饷髑巴?。所以說光波分復(fù)用是光纖通信發(fā)展的方向。
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(59)電信運(yùn)營商云服務(wù)的開展與管理研究 周可記 劉露 張云勇
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對策 秦雪松 秦雪峰
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(67)光電混合纜及英在遠(yuǎn)供電系統(tǒng)率的應(yīng)用 顧利國 薛夢馳 錢建榮 沈建春 張衛(wèi)強(qiáng)
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(71)3tn技術(shù)在長途傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用探討 李勇
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(76)sgsn池組規(guī)劃關(guān)鍵問題與后續(xù)演進(jìn)淺析 劉揚(yáng) 王娜 鄭航
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綜合
(83)業(yè)務(wù)財務(wù)一體化需求分析思路與方法研究 李福東 姜文穎 向磊
光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命。光纖從提出理論到技術(shù)實(shí)現(xiàn)和今天的高速光纖通信也不過幾十年的時間。從國外的發(fā)展歷程我們可以看出,20世紀(jì)60年代中期,所研制的最好的光纖損耗在400分貝以上,1966年英國標(biāo)準(zhǔn)電信研究所高錕及Hockham從理論上預(yù)言光纖損耗可降至20分貝/千米以下,日本于1969年研制出第一根通信用光纖損耗為100分貝/千米,1970年康寧公司(Corning)采用“粉末法”先后獲得了損耗低于20分貝/千米和4分貝/千米的低損耗石英光纖,1974年貝爾實(shí)驗(yàn)室(Bell)采用改進(jìn)的化學(xué)汽相沉積法制出性能優(yōu)于康寧公司的光纖產(chǎn)品。到1979年,摻鍺石英光纖在1.55千米處的損耗已經(jīng)降到0.2分貝/千米,這一數(shù)值已經(jīng)十分接近由Rayleigh散射所決定的石英光纖理論損耗極限。
目前國內(nèi)光纖光纜的生產(chǎn)能力過剩,供大于求。特種光纖如FTTH用光纖仍需進(jìn)口,但總量不大,國內(nèi)生產(chǎn)光纖光纜價格與國際市場沒有差別,成本無法再降,已經(jīng)是零利潤,在國際市場沒有太強(qiáng)競爭力,出口量很小。二十年來的光技術(shù)的兩個主要發(fā)展,WDM和PON,這兩個已經(jīng)相對比較成熟。多業(yè)務(wù)傳輸發(fā)展平臺兩個方面,一方面是更有效承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),另一方面是向業(yè)務(wù)方面發(fā)展。AS0N的現(xiàn)狀是目前的系統(tǒng)只是在設(shè)備中,或是在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)了一些功能,但是一些核心作用還沒有達(dá)到。
二、光纖通信技術(shù)的趨勢及展望
目前在光通信領(lǐng)域有幾個發(fā)展熱點(diǎn)即超高速傳輸系統(tǒng)、超大容量WDM系統(tǒng)、光傳送聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新一代的光纖、IPoverOptical以及光接入網(wǎng)技術(shù)。
(一)向超高速系統(tǒng)的發(fā)展
目前10Gbps系統(tǒng)已開始大批量裝備網(wǎng)絡(luò),主要在北美,在歐洲、日本和澳大利亞也已開始大量應(yīng)用。但是,10Gbps系統(tǒng)對于光纜極化模色散比較敏感,而已經(jīng)鋪設(shè)的光纜并不一定都能滿足開通和使用10Gbps系統(tǒng)的要求,需要實(shí)際測試,驗(yàn)證合格后才能安裝開通。它的比較現(xiàn)實(shí)的出路是轉(zhuǎn)向光的復(fù)用方式。光復(fù)用方式有很多種,但目前只有波分復(fù)用(WDM)方式進(jìn)入了大規(guī)模商用階段,而其它方式尚處于試驗(yàn)研究階段。
(二)向超大容量WDM系統(tǒng)的演進(jìn)
采用電的時分復(fù)用系統(tǒng)的擴(kuò)容潛力已盡,然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用率低于1%,還有99%的資源尚待發(fā)掘。如果將多個發(fā)送波長適當(dāng)錯開的光源信號同時在一級光纖上傳送,則可大大增加光纖的信息傳輸容量,這就是波分復(fù)用(WDM)的基本思路?;赪DM應(yīng)用的巨大好處及近幾年來技術(shù)上的重大突破和市場的驅(qū)動,波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展十分迅速。目前全球?qū)嶋H鋪設(shè)的WDM系統(tǒng)已超過3000個,而實(shí)用化系統(tǒng)的最大容量已達(dá)320Gbps(2×16×10Gbps),美國朗訊公司已宣布將推出80個波長的WDM系統(tǒng),其總?cè)萘靠蛇_(dá)200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。實(shí)驗(yàn)室的最高水平則已達(dá)到2.6Tbps(13×20Gbps)。預(yù)計不久的將來,實(shí)用化系統(tǒng)的容量即可達(dá)到1Tbps的水平。
(三)實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)
上述實(shí)用化的波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)盡管具有巨大的傳輸容量,但基本上是以點(diǎn)到點(diǎn)通信為基礎(chǔ)的系統(tǒng),其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實(shí)現(xiàn)類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話,無疑將增加新一層的威力。根據(jù)這一基本思路,光光聯(lián)網(wǎng)既可以實(shí)現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性、重構(gòu)性、透明性,又允許網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)和業(yè)務(wù)量的不斷增長、互連任何系統(tǒng)和不同制式的信號。
由于光聯(lián)網(wǎng)具有潛在的巨大優(yōu)勢,美歐日等發(fā)達(dá)國家投入了大量的人力、物力和財力進(jìn)行預(yù)研,特別是美國國防部預(yù)研局(DARPA)資助了一系列光聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目。光聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為繼SDH電聯(lián)網(wǎng)以后的又一新的光通信發(fā)展。建設(shè)一個最大透明的、高度靈活的和超大容量的國家骨干光網(wǎng)絡(luò),不僅可以為未來的國家信息基礎(chǔ)設(shè)施(NJJ)奠定一個堅實(shí)的物理基礎(chǔ),而且也對我國下一世紀(jì)的信息產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的騰飛以及國家的安全有極其重要的戰(zhàn)略意義。
(四)開發(fā)新代的光纖
傳統(tǒng)的G.652單模光纖在適應(yīng)上述超高速長距離傳送網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要方面已暴露出力不從心的態(tài)勢,開發(fā)新型光纖已成為開發(fā)下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。目前,為了適應(yīng)干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需要,已出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖,即非零色散光(G.655光纖)和無水吸收峰光纖(全波光纖)。其中,全波光纖將是以后開發(fā)的重點(diǎn),也是現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)。從長遠(yuǎn)來看,BPON技術(shù)無可爭議地將是未來寬帶接入技術(shù)的發(fā)展方向,但從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展、成本及應(yīng)用需求的實(shí)際狀況看,它距離實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用于電信接入網(wǎng)絡(luò)這一最終目標(biāo)還會有一個較長的發(fā)展過程。
(五)IPoverSDH與IpoverOptical
以lP業(yè)務(wù)為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是當(dāng)前世界信息業(yè)發(fā)展的主要推動力,因而能否有效地支持JP業(yè)務(wù)已成為新技術(shù)能否有長遠(yuǎn)技術(shù)壽命的標(biāo)志。目前,ATM和SDH均能支持lP,分別稱為IPoverATM和IPoverSDH兩者各有千秋。但從長遠(yuǎn)看,當(dāng)IP業(yè)務(wù)量逐漸增加,需要高于2.4吉位每秒的鏈路容量時,則有可能最終會省掉中間的SDH層,IP直接在光路上跑,形成十分簡單統(tǒng)一的IP網(wǎng)結(jié)構(gòu)(IPoverOptical)。三種IP傳送技術(shù)都將在電信網(wǎng)發(fā)展的不同時期和網(wǎng)絡(luò)的不同部分發(fā)揮自己應(yīng)有的歷史作用。但從面向未來的視角看。IPoverOptical將是最具長遠(yuǎn)生命力的技術(shù)。特別是隨著IP業(yè)務(wù)逐漸成為網(wǎng)絡(luò)的主導(dǎo)業(yè)務(wù)后,這種對JP業(yè)務(wù)最理想的傳送技術(shù)將會成為未來網(wǎng)絡(luò)特別是骨干網(wǎng)的主導(dǎo)傳送技術(shù)。
(六)解決全網(wǎng)瓶頸的手段一光接入網(wǎng)
近幾年,網(wǎng)絡(luò)的核心部分發(fā)生了翻天覆地的變化,無論是交換,還是傳輸都己更新了好幾代。不久,網(wǎng)絡(luò)的這一部分將成為全數(shù)字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網(wǎng)絡(luò),而另一方面,現(xiàn)存的接入網(wǎng)仍然是被雙絞線銅線主宰的(90%以上)、原始落后的模擬系統(tǒng)。兩者在技術(shù)上存在巨大的反差,制約全網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。為了能從根本上徹底解決這一問題,必須大力發(fā)展光接入網(wǎng)技術(shù)。因?yàn)楣饨尤刖W(wǎng)有以下幾個優(yōu)點(diǎn):(1)減少維護(hù)管理費(fèi)用和故障率;(2)配合本地網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,減少節(jié)點(diǎn),擴(kuò)大覆蓋;(3)充分利用光纖化所帶來的一系列好處;(4)建設(shè)透明光網(wǎng)絡(luò),迎接多媒體時代。
參考文獻(xiàn):
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