光通信技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析

謝寶榮

摘 要 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷更新發(fā)展，人們對網(wǎng)絡(luò)需求也開始逐漸提出了更高的要求?，F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)光纖通信技術(shù)面臨著傳輸容量以及粒子交換的巨大瓶頸，想要解決這些問題，世界各地的研究人員都開始深入研究，逐漸深入挖掘光通信系統(tǒng)的研究就發(fā)展方案。本文將針對近年來光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的一些技術(shù)創(chuàng)新進行簡要論述并分析，動態(tài)可重構(gòu)光網(wǎng)絡(luò)以及集成電子光學(xué)等發(fā)展現(xiàn)狀展望光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的未來發(fā)展，希望能夠?qū)馔ㄐ偶夹g(shù)研究發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞 光通信;技術(shù)研究;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢;分析探討

引言

20世紀(jì)60年代華裔物理學(xué)家在雜志上發(fā)表文章，從理論上證明光纖作為傳媒實現(xiàn)長距離大容量的通訊可能性，并且在文中還論述了低損光纖的技術(shù)途徑，從此變?yōu)楝F(xiàn)代光通信技術(shù)奠定了發(fā)展基礎(chǔ)。在此后幾十年的發(fā)展過程中，隨著光纖損耗的不斷降低，新的光檢測設(shè)備以及激光器件的不斷研制，使得光纖通信得到迅猛的發(fā)展，在各大行業(yè)中都發(fā)揮出了光纖通信的獨特優(yōu)勢。

1光通信技術(shù)的發(fā)展

自從20世紀(jì)五六十年代以來，光傳輸?shù)耐ㄓ嵞Ｊ揭恢痹诓粩啾蝗藗儼l(fā)掘和研究的過程中。隨著光源傳輸技術(shù)以及傳輸介質(zhì)或光器件等各個方面的不斷發(fā)展，都促成了現(xiàn)代光通信網(wǎng)絡(luò)的整體形成[1]。在發(fā)展過程中通訊光電子器件則是現(xiàn)代光通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展核心，也是里程碑式的巨大發(fā)展革命。隨著20世紀(jì)70年代以來室溫連續(xù)傳輸半導(dǎo)體器以及低損耗光纖的出現(xiàn)，使得光纖通信成為現(xiàn)代化商用發(fā)展基礎(chǔ)。在20世紀(jì)80年代，DFB激光的使用以及出現(xiàn)使得單模光纖傳輸成為了可能，并且光纖維的傳輸系統(tǒng)和傳輸質(zhì)量也隨之大大增長。20世紀(jì)90年代，EDFA等放大器的出現(xiàn)奠定了光纖維的通訊長距離傳輸模式[2]。21世紀(jì)以來各類波分復(fù)用器件的使用不斷的開始擴展光通信設(shè)備的傳輸容量。光通信技術(shù)的大大發(fā)展，與傳統(tǒng)設(shè)備相比，光通信系統(tǒng)具有了高靈敏度和傳輸距離長、質(zhì)量高，通訊傳輸優(yōu)勢在技術(shù)傳輸過程中，邁上了新的發(fā)展臺階。

2集成光電子技術(shù)提升光網(wǎng)絡(luò)傳輸性能

近年來光通信技術(shù)不斷發(fā)展，光通訊充分利用現(xiàn)代相干通訊的混合頻率，不斷增益良好的通信選擇性，以及波長可調(diào)和性質(zhì)的傳統(tǒng)的通信技術(shù)靈活性和傳輸距離都大大增強，并且采用現(xiàn)代電子均衡計算方式將色散補償提高。

2.1 光子集成技術(shù)發(fā)展

現(xiàn)代光纖通信系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)在信息傳輸?shù)闹饕Ｊ剑⑶以诠馔ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)中城域網(wǎng)以及骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)的發(fā)展模式越來越多。隨著現(xiàn)代光通訊系統(tǒng)的不斷升級，光模塊也逐漸朝著小型成本化，并且低功耗熱插拔以及高速率等方向發(fā)展光電子技術(shù)應(yīng)運而生。光電子集成電路形成各種不同光學(xué)器件或光電器件，比如激光器以及光電探測器，光復(fù)用器[3]。光集成是現(xiàn)代乃至未來光器件發(fā)展的主流方向，所以光子集成技術(shù)對于現(xiàn)代通訊發(fā)展方向來說，具有非常明顯的發(fā)展優(yōu)勢。

2.2 相干DSP技術(shù)發(fā)展

隨著相位調(diào)制以及相干檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代信號處理技術(shù)開創(chuàng)了以光通信系統(tǒng)模式為基礎(chǔ)的數(shù)字化發(fā)展時代。利用現(xiàn)代先進的電子數(shù)據(jù)信號技術(shù)進一步提升傳輸數(shù)據(jù)的頻率以及傳輸距離，通過自適應(yīng)模式不斷調(diào)節(jié)和調(diào)制帶寬，以及調(diào)制格式使得光傳輸系統(tǒng)的容量逐漸增大。DSP傳輸技術(shù)采用了色散補償模式，在大幅提升現(xiàn)代化傳輸系統(tǒng)色散榮縣的同時極大地精簡了系統(tǒng)設(shè)置，在節(jié)約成本的同時使得色散容限能夠達(dá)到60000ps/nm。在不斷升級和提升的過程中，系統(tǒng)的傳輸性能更加優(yōu)良，并且隨著各種系統(tǒng)的不斷換代，更多算法的不斷加入，使得非線性補償模式以及多編碼調(diào)制解調(diào)技術(shù)不斷升級[4]。與此同時，DSP集成度以及對應(yīng)的功耗也開始不斷下降，逐漸升級換代的同時更加滿足下一代發(fā)展需求。傳統(tǒng)的基于DSP技術(shù)進行的長距離相干接收會逐漸以考慮傳輸距離以及性能為基礎(chǔ)，對于數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用選擇并不非常重視，因為數(shù)據(jù)中心的成本以及功耗非常昂貴。在諾基亞貝爾實驗室發(fā)明了一種新的調(diào)制技術(shù)，這種PCS調(diào)制技術(shù)通過正交的格式在給定的信號上實現(xiàn)了更高的傳輸容量，大幅提升了現(xiàn)在光通信系統(tǒng)的頻率傳輸效率。

3結(jié)束語

總而言之，光傳輸技術(shù)從現(xiàn)代化發(fā)展模式的角度不斷提升，無論是從網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架以及傳輸性能方面都實現(xiàn)了進一步的發(fā)展?，F(xiàn)代光通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及各組件的研究和應(yīng)用發(fā)展，使得現(xiàn)代光子集成設(shè)備以及光通信技術(shù)不斷迅猛發(fā)展，在進一步擴大傳輸容量以及傳輸質(zhì)量的同時實現(xiàn)高速高靈活性發(fā)展。隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的不斷更新，光通信技術(shù)實現(xiàn)了新的發(fā)展模式，并且適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展服務(wù)需求。

參考文獻

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[3] WEERDENBURG J V.138 Tbit/s transmission over 650 km graded-index 6-mode fiber[J]. Journal of Lightwave Technology，2018，36（6）：136.

[4] TONG W J，YANG C，LIU T Q. Progress and prospect of novel specialty fibers for fiber optic sensing[J].Opto-Electronic Engineering，2018，（9）：16-29.