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【关键词】无线通信技术 应用 发展
在信息化极速发展的当今社会,无线通信技术已经普及到各群众的生活中。无线通信技术不再局限于用于语音通话方面,它已经全面运用于商业、生活、金融及工作中。移动电话,语音通话,数字电视,网络通信,数据交换等,都随着无线通信技术的平台繁衍而生。人们只需要一个可以移动或者固定的终端设备,在任何地点,任何时间,即可享受无线通信技术带来的语音或视频通话,数据及交换,图像和传真等便利服务。我国的无线通信技术是个循序渐进的过程,了解我国无线通信技术的发展历史对无线通信技术的应用和发展趋势是必要的。
一、我国无线通信技术的发展历史
我国的无线通信技术最早是从固定模式开始的,大致上通过了五个发展时期才进入移动式模式。
第一个发展时期是在19世纪50年代初,当时只有利用短波频和电子管技术进行无线通信。并且因为技术和设备不够成熟稳定,没有得到普及应用,仅用于军事用处。50年代末,才通过实验研究出现了单工汽车公用移动电话系统。
第二个发展时期是19世纪50年代至60年代,此时出现了半导体的UFH450MHz,出现了公用电话网,就是所谓的通过有线连接终端进行传输语音通话的公用电话系统,并向移动电话的发展迈了一大步。
第三个发展时期是19世纪70年代至80年代,这个时段我国借鉴美国的视频段技术,引进了科学家贝尔的蜂窝系统概念,经过实验,将视频段提高到了800MHz,为后期的视频传输奠定了基础。
第四个发展时期是19世纪80年代至90年代中期,这个时段是第二代移动通信技术大力发展的时期。出现了GSM等系统,并运用于个人通信业务中。
第五个发展时期是19世纪中期至今,这个时段是无线通信技术发展时期,随着科技日新月异和通信技术的飞速发展,出现了第三代移动通信技术。如3G,UWB,WLAN,WiMax。移动终端设备也越来越精巧。
二、无线通信技术在我国的应用
我国现行的无线通信技术大致有以下几种:
(一)较早时期出现的红外线传输技术。它是通过短距离的数据交换。21世纪初期我们应用于我们的移动手机中。它虽然耗能小,但是受距离远近的控制,而且传输速度较慢。
(二)蓝牙技术。蓝牙技术能实现全双工传输技术。它主要用于移动手机、无线耳机和电脑上,进行无线的信息等传输交换。简化了移动设备和终端设备与网络之间的通信技能,实现了数据通信高效传输功能。
(三)WLAN的接入。WLAN即是我们所说的无线局域网。用户可以通过无线电波作为媒介接入无线WLAN网络,它是通过RF射频技术,利用存取架构的简易化,使信息快速的达到用户终端。在大型的酒店、机场或商务场所基于IEEE802.11的标准随时随地共享无线局域网带来的高速快捷的网络体验。虽然WLAN得传输距离只有几十米,但它是通过一个或者多个无线端口接入,具有传输的高速性。我国的WLAN技术相较于外国正处于初步引进阶段。而我国大多数城市还没有接入这种无线通信技术。
三、无线通信技术的发展趋势
(一)网络融合。由于技术和开发原因,我国现有的无线通信技术有由电信推出的3G业务TD-SCDMA,该无线通信技术能为广大客户提供高速的语音通话、数据传输和多媒体等覆盖广的无缝率移动业务。是广大用户使用率最高和最频繁的无线通信技术。但此无线通信技术受诸多产业链的影响,要利用流量数据KB实现,技术方面还未形成大规模的趋势。而由外国引进WLAN无线通信技术,虽然可以随时随地享受高速的中距离网络接入服务,但网络具有局限性,覆盖率低,仅在我国一级城市应用,在我国二线城市还很少普及运用。其次,在19世纪出现的使用脉冲无线接入技术的UWB无线通信技术,可以实现近距离10米的极速无线接入服务。根据各无线通信技术的不同功能,我们可以对各种网络无线技术进行统一融合,互补长短,将无线通信技术广度和深度完美结合化。做到客户全方位的需求,以提高无线通信技术市场需求。
(二)无线高频谱接入,主要用于GSM和CDMA网。无线频谱是指在频率3000GHz下通过空间进行传播的无线通信技术。它是靠电磁波进行传输交换。无线高频谱有14个频段,可以在同一时间供多个客户端同时使用,而不影响其传输交换速度。提高了使用无线通信技术的时间间隙问题。
(三)宽带无线接入,由于用户都具有大的移动性和不同的需求性,无线通信技术发展方向必须是以满足市场需求的发展。当前主要的无线宽带技术有3G,UWB,WLAN,WiMax。他们都有各自的优越和技术性。都具有覆盖广,传输快的功能。依当今网络用度广来看,3G是主导产品,主要用于蜂窝移动通信。它的无缝性是大多二线城市注重的,也是我国无线通信技术广度发展的方向。而UWB的短距离高速度是我们深度技术的发展方向。WLAN在某个局域或商务上极具作用。WiMax主要用于城域网,成本低,通过网络塌能达到数英里的网络覆盖。是当前最好的一种蜂窝数据网络。
四、结束语
在当今的经济飞速的时期,无线通信技术不仅要综合各个网络技术的优越性,更要合理的规划发展方向。符合各大区域,不同用户群的多功能化和个性化。使无线通信技术多元化和一体化得到全面运用,为我国经济发展做出更大贡献。
参考文献:
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[2]杨博,王磊,杨创业. 我国无线通信技术的发展和应用研究[J]. 电脑知识与技术,2010,18:4912-4913.
[3]赵慧. 无线通信技术发展及未来趋势展望[J]. 信息通信,2011,03:123-124.
[摘要] 当今社会随着经济的不断迅猛发展,我国通信规模不断的加大,这将给以不断升级的通信技术带来更大的发展空间。本文主要研究通信技术的发展历史和现代通信技术的新未来,以及通信技术目前主要显现出来的特点。我们希望以此为基础,探讨现代通信技术的发展趋势,实现新的突破,是具有很大的现实意义。此外通过分析通信技术的主要前沿动态来研究现代通信技术在高速公路通信系统、海洋地质调查作业、电力计量系统中的应用。
[关键词]通信技术的发展史 现代通信技术的特点 通信技术的应用领域 通信技术发展的前沿动态
一、 通信技术的定义与现状
1、通信技术的定义与发展
通信是人与人之间通过某种媒体进行的信息交流传递。在古代人们就通过简单的语言、壁画等方式交换信息。其中在中国古代民间的通信只能是让别人捎口信,官方也只是通过一个一个的驿站进行信息传递,这种通信方式对远距离来说,最快也要几天的时间。而现在的通信的方式,有电报,电话,快信,短信,E-MAIL等,实现了即时通信。
纵观通信的发展分为以下三个阶段:第一阶段是语言和文字通信阶段。第二阶段是电通信阶段。第三阶段是即时通信。
2.通信技术的现状
现代的通信一般是指电信,国际上称为远程通信。现代通信的基本特征是数字化,现代通信中传递和交流的基本上都是数字化的信息。美国著名未来学家、网络专家尼葛庞帝在《数字化生存》一书中,提出了要实现信息化,数字技术是关键。纵观已经使用的信息产品,通信技术与装备和更广泛的信息技术,如数字通信、数字光纤通信、数字卫星通信、数字移动通信以及数字电视系统等,无不在这些通信技术前面冠以"数字"二字。因此可以说,现代通信姓"数"。
二、通信技术的主要体现
现代通信技术主要有四个方面技术。
1.现代通信技术的基础――微电子技术。
电子学,特别是微电子学是信息技术的关键,是现代通信产业的重要基础,它在很大程度上决定着硬件设备的运行能力。
2.现代通信技术的核心――计算机技术。
电话交换技术与计算机技术紧密结合,使交换技术数字程控化。通信与计算机融为一体,这使通信技术得到了飞跃发展,人们把数字通信与计算机的融合称为现代通信。
3.光通信的基础――光子技术。
从1964年英籍华人高锟博士首先提出利用玻璃纤维实现远距离通信到20世纪70年代的美国首先制成了实用的玻璃光导纤维--光纤,使光纤通信成为现实。
4.卫星通信技术的基础――空间技术
航天技术的发展,促进了现代空间通信的发展。从1957年苏联发射第一颗人造地球卫星来,火箭、航天飞机等空间技术发展非常迅速。
现代通信技术不论从什么角度来讲都是具备良好的发展前景的,也有越来越多的人投入到通信产业中去。从宏观上看,人们对通信的理想目标是:实现任何人、任何时间、 在任何地方、以任何方式、传递任何形式的信息内容。简单来说也就是5A目标:Anyone、Anytime、Anywhere、Anyway、Anything。
二、现代通信技术的发展趋势
1.综合化
综合化具有双重含义。其一是技术的综合化,即无论是传输、交换还是通信处理功能都采用数字技术,实现数字传输与数字交换的综合,使网络技术如电话网、数据网、电视网一体化。
2.宽带化
宽带化主要指现代数字通信宽带化。人们日益增长的物质文化需求,如高速数据、高速文件、可视电话、会议电视、宽带可视图文、高清晰度电视以及多媒介、多功能终端等促进了新的宽带业务的发展,从而研究开发了宽带数字信号交换和传输。
3.智能化
智能化主要指在现代通信中,大量采用计算机及其软件技术,使网络与终端,业务与管理都充满智能。
4.个人化
人们在日常生活中总会到处奔波、移动,现代通信已经能使移动中的用户方便快捷地实现信息的交流―移动通信。
5.网络全球化
近年来,Internet(互联网)像野火一样在全球蔓延,互联网的覆盖面已遍及五大洲,它已成为全球范围的公共网。
通信的发展都是在交换、传输、终端几个方面交替或同步发展的,各个时期在各个方面都有相应的技术热点。目前通信领域的技术热点很多,且随着时间推进会迅速发生变化,因此把握技术热点前沿的最好方法是紧跟时代,多看通信杂志和浏览相关网页,时时追踪其发展的脉搏。
三、通信技术的前沿动态
1.NGN(下一代网络)
NGN(Next Generation Network)即下一代网络。所谓“下一代网络”,从字面上理解,应该是以当前网络为基点的新一代网络,它是一个建立在IP技术基础上的新型公共电信网络,能够容纳各种形式的信息,提供各种宽带应用和传统电信业务,是一个真正实现宽带窄带一体化、有线无线一体化、有源无源一体化、传输接入一体化的综合业务网络。
2.IMS
IMS即IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem),它是一种定义IP网络处理语音呼叫和数据会话方式的架构。基本上相当于在传统线路交换电话网络中控制基础设施的地位,但也存在一些关键的区别。在它的架构中,服务与其下层的网络是完全分离开来的。通过这种方式,文本信息、语音邮件和文件共享等服务就可以驻留在任何地点的应用服务器上,并且通过多家无线和有线服务商提供给用户。
3.第三代移动通信
第三代移动通信系统(3G)是一种能提供多种类型、高质量多媒体业务,能实现全球无缝覆盖,具有全球漫游能力,与固定网络相兼容,并以小型便携式终端在任何时候、任何地点,进行任何类型通信的通信系统。
4.第四代移动通信
第四代移动通信系统(4G)是多功能集成的宽带移动通信系统,是宽带接入IP系统,可提供的最大带宽为4G是一个包括卫星通信在内的端到端IP系统,与其他技术共享一个IP核心网。
四、通信技术的广泛应用
随着现代通信技术的不断发展,其应用的范围也越来越广泛,并迅速向电力行业渗透。从技术成熟、应用广泛的有线通信方式,到近年发展迅速的无线通信方式,现代化通信技术在各个领域都体现出其重要性。现代通信技术的飞速发展,给电力系统的生产、运行提供了新的技术支撑,大大提高了电力企业的生产效率、给电力生产力的发展注入了新的活力。
在当今海洋地质调查作业中,声学通信技术,通信技术,卫星通信技术,局域网络通信技术等现代通信技术得到广泛应用。
高速公路通信系统是高速公路现代化管理的重要支撑系统,它要准确及时地传输监控系统、综合收费系统的话音、数据和图像等信息,保持高速公路各管理部门之间业务联络通讯的通畅,并要为高速公路内部各部门和外界建立必要的联系;同时高速公路通信系统作为交通专用通信网的重要组成部分,是交通信息的主要传输载体,为各种网络服务及会议电视系统提供传输通道。
当代通信网络技术的迅速发展,促使了通讯网络得到了很大的发展,在电力计量系统的应用上,无线方面表现为移动通信技术,有线方面则表现Internet宽带网络,在局域网络方面,有RS485总线、CAN总线等。
五、总结
现代通信作为信息产业核心技术,迅速进入了多媒体、电子商务、光纤通信、卫星电视广播等通信领域,为社会发展基础设施和经济发展基本条件提供了保障。现代通信技术是信息时代的生命线,现代通信网是一个综合性的为多种信息服务的通信网。现代通信网已经成为支撑现代经济的最重要的基础结构之一。
[参考文献]
【1】 甘良才编著,《现代通信的发展动态》,武汉大学电子信息学院;
【2】 张荣坤、孙解中编著,人民邮电出版社,现代通信技术;2009
关键词:信息技术;通信技术;信息交流
1基本概念与特点
1.1计算机信息通信。计算机信息通信技术属于一种信息交流方式,其依托于信息通信和交流平台,实现计算机与计算机或者计算机与终端设备之间的信息交流。通常计算机利用通信线进行数据交换,通过客户端和服务器实现资源共享。计算机通信技术目前已经成为一种流行的远程交流手段,随着远程交流需求不断扩大,使得计算机通信逐渐进入了数字通信时代。1.2计算机通信技术特征(1)抗干扰能力强。计算机通信技术通过二进制表示数据信号,可以使得通信信息运算速度增加,同时还能够消除通信过程中的噪音影响,从而达到较高的抗干扰能力。计算机通信技术使得信息在传输过程中通道畅通以及传输质量可靠性保障,进而为人们提供更加高质量的服务。(2)传输效率高。数字信息的传输的速率一般为64kbit/s,一分钟可以传输48万字符,而模拟信息的传输速率为2400bit/s每分钟传输速率可达到18000万字符。仅仅从传输数据来看,通信技术的传输量非常大,计算机通信技术的信息传输速率相当快,效率相当高。(3)数据传输等待时间短。计算机在通信状态下可以在1s时间内完成25%的数据传输,5s内可以完成50%的数据传输,因此计算机通信中数据传输的速率远远高于电话的传输能力。计算机的传输方式丰富多样,数据传输的时候等待时间较短,因此计算机通信可以有效缩短信息传输等待时间。
2计算机通信技术的发展
计算机通信技术与其他科学技术一样也在不断发展,为企业带来了丰厚的利润,而且促使计算机通信技术和企业同步发展。计算机通信技术结合计算机网络技术共同发展,并且在微电子和光纤技术等领域取得了巨大的成果。计算机通信技术的开发利用软件和编程技术发展而发展,促使计算机通信技术跟上时代步伐。2.1微电子技术用于通信。微电子技术在通信领域的应用相当广泛,如数字电话就使用了微电子技术。微电子技术在多媒体通信中的应用也相当广泛,时至目前为止为电子通信技术的发展具备简化规程和高速分组设备。高速的分组交换技术分为帧中继技术和异步传送模式。其中异步传送模式主要在局域网和广域网等主干网络中应用,可以为媒体提供活动图像、数据、语音以及图形等信息。广域网中的帧中继技术则主要被用于图像数据传输,这是由于数据光纤网络的高速低误码率可以减少节点处理时间。微电子技术在计算机数据通信中的应用将变得越来越广泛,其前景比较广阔。2.2光纤技术用于通信。光纤通信技术可以提升数据传输的速率和传送性能,网络技术不断发展对于通信数据的传输要求越来越高。目前计算机通信技术采用分布式数据接口,该接口将传统的局域网数据大幅度提升,使得信息传输距离更加远,传输速度更加快。分布式数据传输接口还具备对成域网和局域网较高信息处理能力,同时也具有完整的国际化标准。
3新时期计算机通信技术的应用
3.1多媒体中的应用。计算机技术将多媒体与通信技术结合,可以实现多媒体信息采集,然后对其进行存储与处理分析。计算机通信技术使得多媒体技术不断打破传统计算机、电视等信息传播方式,实现了空间和时间上的数据传输突破。多媒体技术快速发展,推动了网络技术和电视视频会话、远程教育等技术飞速发展,从而有效降低了通信成本。3.2远程信息通信的实现。计算机通信技术使得人们的通信范围大幅度增加,为人们的生活提供更加丰富多彩的内容。通过计算机实现网络链接,可实现远程通信,这样可以为更多人提供通信服务,进而促进计算机通信技术发展。现代的计算机通信技术涵盖的内容相当广泛,而且通信的方式也相当多,只有积极探索通信新模式,才能够为人们提供更加便利的通信服务。3.3无线计算机通信的应用。无线计算机通信技术属于人们最初的设想,其主要功能为信息的收发。目前,信息的收发已经得以实现,并且被广泛应用于工业生产之中,如出租车派遣、网络销售点管理等。人们通过无线技术可以实现对任何地点、任何时间或者任何人进行通信管理,且通信技术不断发展将逐渐成为人们关注的焦点内容。3.4信息管理系统中的应用。信息技术快速发展,通信技术在信息管理系统中的应用越来越广泛。日常工作中应充分利用计算机技术对企业进行智能化管理,进而提升企业的生产效率。通过计算机通信技术可以实现企业上下级管理,而且还能够下达生产指令,为实现企业远程操作提供便利。通过计算机通信技术可以为企业各个部门构建起更加便捷的通信平台,通过通信平台实现工人与工人、工人与企业之间相互交流。
4结语
计算技术被广泛应用于生产和生活各个方面,其中计算机通信技术作为当前一种非常流行的技术,对于人们的生活和工作有着非常巨大的影响。计算机通信技术可以为人们提供资料存储、数据分析以及远程操控等功能,切实实现通信技术飞跃式发展。本文就计算机通信技术的发展和应用相关问题进行研究,以期为相关研究学者提供参考。
作者:吴承洲 单位:西华大学
参考文献:
关键词:光通信技术;现状;前景
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)09-1912-02
光纤通信是利用光信号做为信息载体,以光纤做为传输物质媒介的通信方式。在通信系统中,由于光的频率比电磁波的频率要高的多,在传输过程中,光纤能量损耗要比电缆或波导管要低得多,理论上用光波做为信息传送载体,其承载的信息量要比同轴电缆大得多;另外由于光纤是用石英材料构造而成,石英是电的绝缘体,不会发生电磁干扰、接地干扰等问题;由于光在光纤中传播时能量高度集中,极少外泄,保密性好,所以不同的光纤之间几乎不会引发信号串扰,也不用担心发生因光信号泄漏通信信息被人窃取的风险;光纤的纤芯直径很小,无论是单芯光缆还是多芯的光缆,其体积都很小,所以用光缆作为传输媒介,占用很有限的物理空间,从而解决了管道资源(管孔)拥挤的问题。
1 光纤通信技术的特点
1) 频带带宽极宽,传输速率极高,信息量巨大,光纤比铜芯电缆有大得多的传输带宽。
2) 传输损耗低,中继距离长。光纤通信系统的传输距离取决于光源的调制特性、调制方式和光纤的衰耗、色散等。目前石英光纤损耗可低于0.2dB/km,这样的传输损耗比其它任何传输媒介都要低的多。
3) 抗电磁干扰能力强。由于光纤构成的原材料是石英,石英是电磁的绝缘体,所以不会被外界的电磁干扰,而且抗腐蚀性。
4)光波信号频率稳定,不同频率间的信号不易串扰,而且光能量在光纤中传输时几乎不外泄,保密性极好。
2 光纤通信技术的发展及现状
光纤通信技术从它诞生的那一天,就注定是电信史上的一次重要革命。目前传送网大多数是具有自愈功能的环网系统,少量的链型传输系统或者组成环加链等其它形式的复合网络,以满足客户各式各样的信息传输需求。回顾光通信的发展历史,人们一直都在追求实现传送的超大容量、超高速度、超长距离的梦想。现在光通信网络的传输容量虽然已经很大,但今后随着信息社会的不断发展,人们对通信的需求也会不断增长,一定会超越现有网络通信承载能力,推动光通信技术向前发展。
1)光纤到户:光纤到户的魅力在于它有很高的传输速率,它是解决人们宽带上网从主干到家庭“最后一公里”问题的最佳选择。随着PON技术的发展以及配套材料的大批量生产,FTTH的建设成本大大降低,目前可降到与DSL和HFC网相当,在我国已掀起光纤到户建设,新建小区基本全部采用FTTH接入,同时也正在对DSL和LAN接入进行FTTH改造,预计在不远的将来,将会实现所有宽带用户的FTTH接入。
2)全光传输系统:全光传输系统是以光设备代替电设备,传输设备之间也是全光化,传输系统对信息数据的处理完全以光的形式进行,对信息的交叉交换也不再基于电比特流,而是按照不同频率的光波进行路由调整。全光传输系统具有良好的稳定性、开放性、兼容性、可扩展性以及低能耗性,全光传输网络结构简单,组网灵活,便于扩容和网络调整,能提供巨大的传输带宽,系统具有极高的处理速度,传输过程中误码率很低。
3 光纤通信技术的趋势及展望
目前光通信技术有几个发展方向,即大容量高速率的波分传输系统、城域网波分、EPON(GPON)技术以及新型的光纤材料。
1)向超高速系统超大容量发展:随着通信技术的发展,系统对信息传输容量的要求越来越高,促使向大容量高速率方发展,WDM技术出现后,使一切变成了现实。波分技术通过把不同频段的光信号复用到一根光纤传输,大大节省了光纤资源,目前已能做到复用1024个波以上,利用的频段也从最初的C波段扩展到了L波段和S波段,单波速率也从2.5G发展到40G,传输容量有了极大的提升,承载了包括SDH、MSTP、ATM、分组、IP等多种业务,只要在确保中继的情况下,传输距离可以达到上千公里以上。
2)融合的多业务承载节点:除了光传输链路的发展,光传输节点也向多业务承载、集成化方向发展,形成了多业务综合传输平台。一方面体现在传送节点接口的多样性,已从提供给传统单一的SDH接口,发展到PDH、SDH、ATM、以太口等多种方式,可承载语音、数据、基站等多种业务,波分设备已发展到集分插复用器(ADM)、光分插复用器(OADM/OXC)为一体的物理实体,实现了统一管理控制。多业务承载节点的出现减少了大量独立的业务节点和传送节点设备,节省了大量机房空间和连接电缆以及设备功耗。
3)城域网波分技术的发展:近几年互联网数据业务飞速增长,迫切需要解决其传送问题,单独裸纤传送一是需要建设大量的光缆资源,建设成本太大,二是裸纤承载业务的网络安全性太差,极易引发业务中断。随着波分技术的发展,尤其是传送城域网所需的波分设备成本不断降低,城域网承载正逐渐转向波分系统。城域网传送一般距离不超过100KM,可以省掉长途网必须用的外调至器和光放大器,波长数也不必太多,允许较宽的波长间隔,降低了对波长精度、稳定性等要求,使合波器、分波器、光源等元器件的生产成本大大降低,从而降低了系统的整个成本。
目前,随着互联网数据流量的不断增长,互联网数据的承载已基本从ATM和SDH过渡到WDM,互联网数据直接在WDM光路上跑,简化了互联网的网络结构。以上三种互联网数据传送技术在通信技术发展的不同历时阶段,都起到了重要的作用,随着技术的不断进步,最终城域网波分技术以大容量、可靠性、兼容性等优点成为了解决互联网数据传送的最佳选择,得到了广泛的应用。
4)开发新型的光纤:光纤技术经过30多年的发展,其制造工艺水平和产品质量不断提高,生产成本不断降低,目前投入使用的不同型号的光纤基本满足了干线网、本地网以及城域网的需要,如非零色散光(G.655光纤)、零色散光纤(G.652光纤)、无水吸收峰光纤(全波光纤)等,随着应用需求的不断扩大,科研人员也将开发出新的光纤类型。
5)PON接入技术:近几年,通信网络的核心网发生了翻天覆地的变化,无论是PSTN网,还是传送网都在不断更新换代,目前已发展成为全光、全数字化的系统,网络的维护和管理也实现了程序化和智能化。但接入部分仍是一个薄弱环节,PON接入技术的出现,从根本上彻底解决了这一问题,PON接入技术主要有以下几个优点:(1)大大提高了用户宽带上网速率,满足了普通用户上网、视频、IPTV等各类需求;(2)提高了接入段的网络通信质量,降低了故障率;(3)维护简单,容易扩展,易于升级,运行成本低;(4)具有光纤传输所具备一系列优势。相信随着PON技术的日益成熟,以及蝶形光缆、分光器等材料成本的逐步降低,运营商通过对现有DSL用户的不断改造转化,PON技术最终将全部取代传统DSL技术。
光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。光纤从提出理论到技术实现和今天的高速光纤通信也不过几十年的时间。从国外的发展历程我们可以看出,20世纪60年代中期,所研制的最好的光纤损耗在400分贝以上,1966年英国标准电信研究所高锟及Hockham从理论上预言光纤损耗可降至20分贝/千米以下,日本于1969年研制出第一根通信用光纤损耗为100分贝/千米,1970年康宁公司(Corning)采用“粉末法”先后获得了损耗低于20分贝/千米和4分贝/千米的低损耗石英光纤,1974年贝尔实验室(Bell)采用改进的化学汽相沉积法制出性能优于康宁公司的光纤产品。到1979年,掺锗石英光纤在1.55千米处的损耗已经降到0.2分贝/千米,这一数值已经十分接近由Rayleigh散射所决定的石英光纤理论损耗极限。
目前国内光纤光缆的生产能力过剩,供大于求。特种光纤如FTTH用光纤仍需进口,但总量不大,国内生产光纤光缆价格与国际市场没有差别,成本无法再降,已经是零利润,在国际市场没有太强竞争力,出口量很小。二十年来的光技术的两个主要发展,WDM和PON,这两个已经相对比较成熟。多业务传输发展平台两个方面,一方面是更有效承载以太网业务、数据业务,另一方面是向业务方面发展。AS0N的现状是目前的系统只是在设备中,或是在网络中实现了一些功能,但是一些核心作用还没有达到。
二、光纤通信技术的趋势及展望
目前在光通信领域有几个发展热点即超高速传输系统、超大容量WDM系统、光传送联网技术、新一代的光纤、IPoverOptical以及光接入网技术。
(一)向超高速系统的发展
目前10Gbps系统已开始大批量装备网络,主要在北美,在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。但是,10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感,而已经铺设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求,需要实际测试,验证合格后才能安装开通。它的比较现实的出路是转向光的复用方式。光复用方式有很多种,但目前只有波分复用(WDM)方式进入了大规模商用阶段,而其它方式尚处于试验研究阶段。
(二)向超大容量WDM系统的演进
采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽,然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用率低于1%,还有99%的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一级光纤上传送,则可大大增加光纤的信息传输容量,这就是波分复用(WDM)的基本思路。基于WDM应用的巨大好处及近几年来技术上的重大突破和市场的驱动,波分复用系统发展十分迅速。目前全球实际铺设的WDM系统已超过3000个,而实用化系统的最大容量已达320Gbps(2×16×10Gbps),美国朗讯公司已宣布将推出80个波长的WDM系统,其总容量可达200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。实验室的最高水平则已达到2.6Tbps(13×20Gbps)。预计不久的将来,实用化系统的容量即可达到1Tbps的水平。
(三)实现光联网
上述实用化的波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量,但基本上是以点到点通信为基础的系统,其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话,无疑将增加新一层的威力。根据这一基本思路,光光联网既可以实现超大容量光网络和网络扩展性、重构性、透明性,又允许网络的节点数和业务量的不断增长、互连任何系统和不同制式的信号。
由于光联网具有潜在的巨大优势,美欧日等发达国家投入了大量的人力、物力和财力进行预研,特别是美国国防部预研局(DARPA)资助了一系列光联网项目。光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展。建设一个最大透明的、高度灵活的和超大容量的国家骨干光网络,不仅可以为未来的国家信息基础设施(NJJ)奠定一个坚实的物理基础,而且也对我国下一世纪的信息产业和国民经济的腾飞以及国家的安全有极其重要的战略意义。
(四)开发新代的光纤
传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势,开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前,为了适应干线网和城域网的不同发展需要,已出现了两种不同的新型光纤,即非零色散光(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。其中,全波光纤将是以后开发的重点,也是现在研究的热点。从长远来看,BPON技术无可争议地将是未来宽带接入技术的发展方向,但从当前技术发展、成本及应用需求的实际状况看,它距离实现广泛应用于电信接入网络这一最终目标还会有一个较长的发展过程。
(五)IPoverSDH与IpoverOptical
以lP业务为主的数据业务是当前世界信息业发展的主要推动力,因而能否有效地支持JP业务已成为新技术能否有长远技术寿命的标志。目前,ATM和SDH均能支持lP,分别称为IPoverATM和IPoverSDH两者各有千秋。但从长远看,当IP业务量逐渐增加,需要高于2.4吉位每秒的链路容量时,则有可能最终会省掉中间的SDH层,IP直接在光路上跑,形成十分简单统一的IP网结构(IPoverOptical)。三种IP传送技术都将在电信网发展的不同时期和网络的不同部分发挥自己应有的历史作用。但从面向未来的视角看。IPoverOptical将是最具长远生命力的技术。特别是随着IP业务逐渐成为网络的主导业务后,这种对JP业务最理想的传送技术将会成为未来网络特别是骨干网的主导传送技术。
(六)解决全网瓶颈的手段一光接入网
近几年,网络的核心部分发生了翻天覆地的变化,无论是交换,还是传输都己更新了好几代。不久,网络的这一部分将成为全数字化的、软件主宰和控制的、高度集成和智能化的网络,而另一方面,现存的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的(90%以上)、原始落后的模拟系统。两者在技术上存在巨大的反差,制约全网的进一步发展。为了能从根本上彻底解决这一问题,必须大力发展光接入网技术。因为光接入网有以下几个优点:(1)减少维护管理费用和故障率;(2)配合本地网络结构的调整,减少节点,扩大覆盖;(3)充分利用光纤化所带来的一系列好处;(4)建设透明光网络,迎接多媒体时代。
参考文献:
[1]赵兴富,现代光纤通信技术的发展与趋势.电力系统通信[J].2005(11):27-28.
[2]韦乐平,光纤通信技术的发展与展望.电信技术[J].2006(11):13-17.