面向5G大容量業務的超高速傳輸標準及技術探討

韋 猛

（河南省信息咨詢設計研究有限公司，鄭州　450000）

第五代移動通信是5G的全稱，它是未來網絡發展的必然趨勢，對目前的通信傳輸技術做出了重大貢獻。5G網絡可以極大提升用戶的上網體驗，用戶可以充分享受高清視頻、云桌面、物聯網等帶來的服務。5G網絡對于帶寬、容量以及靈活性等方面有極高的要求。5G網絡通過采用多載波、高階調制等技術可以實現大帶寬；通過采用空分復用以及頻段擴展等技術實現了高容量。此外，5G網絡還具有低時延和靈活性強等優勢。隨著5G網絡以及各種關鍵技術的出現和發展，目前通信網絡和傳輸技術的發展重點是如何采用有效措施來提升光傳送網傳輸能力。

1　線路傳輸速率技術

1.1　多載波技術

多載波技術的應用可以顯著提高系統傳輸容量。雙載波方式可以極大提高頻譜的傳輸效率，提升幅度高度165%，而且這種技術具有較高的成熟度，可以傳輸較遠的距離。單載波方式的技術難度比較大，不僅需要較高的成本，而且傳輸距離有限。

1.2　靈活柵格技術

靈活柵格技術有利于提高頻譜的使用效率。靈活柵格技術利用頻域方法替代了傳統的時域方法，從而有效提升了波長路由光傳送網的高效性和靈活性。靈活柵格技術可以跟怒每條光路的動態要求來對參數進行調整，可以承載各種各樣的數據速率，能夠實現頻譜資源的彈性分配。同時，利用軟件定義對網絡硬件資源的可編程控制可以改善波分復用技術的劣勢，比如，光通道靈活性不足、傳輸自適應能力較低等。靈活柵格技術中的載波有兩種形式：其一是微柵格，其二是無柵格。靈活柵格光網絡至少可以提升5%的頻譜利用率，最高提升率可達95%。

2　系統傳輸容量技術

2.1　頻譜擴展技術

密集波分復用技術主要是通過利用光纖的C波段作為工作波長的。現有的波長存在浪費資源和信號串擾的弊端，所以為了進一步提升系統容量，可以使用C+L波段來實現信號的傳輸過程。雖然應用頻譜擴展技術可以極大擴充傳輸容量，但是因為兩個波段波長存在較大的差異，所以系統中諸如激光光源以及光放大器等器件的工作帶寬都應該隨之進行調整，這就對技術提出了更高的要求。

2.2　空分復用技術

隨著單模光纖傳輸容量的顯著提升，空分復用技術開始得到行業內的廣泛關注。空分復用技術可以在一定的空間范圍內同時傳輸多路信號，不僅能夠有效 抑制非線性效應，還能極大提高傳輸系統容量。空分復用技術有多種實現方式，第一，多芯光纖。多芯光纖具有防干擾能力強和防止能量泄露的優勢。第二，多模光纖。多模光纖可以通過不同模式來承載不同的信號，實現各高階模式的獨立傳輸，防止出現相互干涉的情況。第三，空間光學器件模式復用。這種形式同樣可以實現相互獨立、互不干擾的傳輸通道。就目前空分復用技術的應用現狀來看，多芯光纖的應用最為廣泛。但是空分復用技術受到光放大器和信號串擾等問題的限制，未來將突破重點放在這幾方面。

3　光網絡安全保障技術

目前網絡信息呈現出爆炸式增長的趨勢，再加上光網絡不斷升級的發展形勢，使得我國目前的網絡安全面臨著嚴峻的挑戰。量子通信的應用可以有效制約光纖傳輸網絡非法竊聽等行為給網絡安全帶來的負面影響。量子秘鑰分發技術可以用過安全性極高的通信密碼加強對點對點通信方式的安全。在誘騙態提出之后，量子秘鑰技術得到了實質性的發展，進一步突破了經典密碼學中的秘鑰拓展問題。如果將高效超低噪聲單光子探測器和新型超低損耗光纖，可以進一步延長安全傳輸的距離，這對網絡的安全發展無疑是一個巨大的突破。

4　結束語

5G網絡的出現和發展在創新大帶寬、高容量業務的同時，還給光傳送網的傳輸能力提出了更高的要求。為了充分滿足這一需求，需要對光傳送網進行不斷的改造升級。在提升線路傳輸質量和速率的基礎上，還應該重視網絡安全性建設，延長安全傳輸距離，從而為5G網絡未來的智能發展提供重要的技術保障。

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