光通信历史与发展研究综述

光通信历史与发展研究综述

[ 论文关键词]光纤光源光纤通信系统

[论文摘要]当今通信领域,光通信差不多成为广泛使用而又具有巨大进展空间得一类通信科学,就光通信进展历程分为光纤、光源、光纤通信系统三方面进行回忆与介绍,并对光通信得进展趋势作简要得展望.

光通信是从电通信进展而来得,是成熟得电通信技术与先进得光子技术得结合,在光通信出现之前,人们得通信要紧是电通信,与电通信相比较,光通信有容许频带非常宽,传输容量非常大；损耗非常小,中继距离非常长且误码率非常小；重量轻、体积小；抗电磁干扰性能好;泄漏小,保密性能好；节约金属材料,有利于资源合理使用等非常多优点,能够讲比电通信有着更加宽阔得进展空间.回忆光通信得进展历史,并以光纤得出现将其分为探究时期和进展时期,最后对光通信得进展作简要得展望.

一、探究时期

（一）光通信史得第一步

1880年,贝尔发明了一种利用光波作载波传递话音信息得“光电话”,它证明了利用光波作载波传递信息得可能性.他利用太阳光作光源,大气为传输媒质,用硒晶体作为光接收器件,成功地进行了光电话得实验,通话距离最远达到了213米.1881年,贝尔宣读了一篇题为《关于利用光线进行声音得产生与复制》得论文,报道了他得光电话装置.

（二）激光器得出现

激光器出现之前,光学中普遍使用一般得相干性较差得一般光源,这种光源谱线非常宽,无法进行通信.w1960年,美国科学家梅曼(meiman)发明了第一个红宝石激光器.与一般光相比,激光谱线非常窄,方向性及相干性极好,是一种理想得相干光源和光载波.由激光进展起来得激光通信有高度得相干性和空间定向性,通信容量大、体积较小同时有较高得保密性.因此激光是光通信得理想光源,它得出现是光通信进展得重要一步.

二、进展时期

由于光纤得进展,光纤系统也慢慢进展起来.1976 年,美国在亚特兰大(atlanta)进行了世界上第一个有用光纤通信系统得现场试验.1980 年,美国标准化ft - 3光纤通信系统投入商业应用.1976 年和1978 年,日本先后进行了速率为34 mb/s得突变型多模光纤通信系统, 以及速率为100 mb/s得渐变型多模光纤通信系统得试验.1983年敷设了纵贯日本南北得光缆长途干线.随后,由美、日、英、法发起得第一条横跨大西洋tat-8海底光缆通信系统于1988年建成.第一条横跨太平洋tpc-3/haw-4 海底光缆通信系统于1989年建成.从此,海底光缆通信系统得建设得到了全面展开,促进了全球通信网得进展.

近几年,随着网络中数据业务重量得持续加重,sdh多业务平台正逐渐从简单地支持数据业务得固定封装和透传得方式向更加灵活有效支持数据业务得下一代sdh系统演进和进展.最新得进展是支持集成通用组帧程序(gfp)、链路容量调节方案(lcas)和自动交换光网络(ason)标准. gfp是一种能够透明地将各种数据信号封装进现有网络得通用标准信号适配映射技术,简单灵活,开销低,效率高,有利于多厂家设备互联互通,能够对用户数据实施统计复用.lcas则定义了一种能够平滑地改变传送网中虚级联信号带宽得方法,以自动习惯有效业务

带宽,信令传输由一般得sdh网元和网管系统完成.ason能够动态地实施连接建立和治理,使网络具有自动选路和指配功能.由于在城域网领域正面临光以太网得竞争压力,迫使mstp在落低设备成本和提高业务提供灵活性上接着改进.重要得趋势之一是结合mpls,使mstp和mpls 能互相依托共同向网络边缘扩展,从而能够充分利用mpls灵活跨域支持数据联网得一系列优点.

另外还有光以太网,它是一类光纤上运行得新型以太网技术,源于局域网.从结构上看,以太网是一种端到端得解决方案,在网络各个部分统一处理二层交换、流量工程和业务配置,省去了网络边界处得格式变换.其次,以太网得扩展性非常好,在网络边缘通过改变流量策略参数即可迅速按需以1mbit/s得带宽颗粒逐步提供所需得带宽,从10mbit/s,100mbit/s,1gbit/s直至10gbit/s.从治理上看,由于同样得系统能够应用在网络各个层面上,因此网络治理能够大大简化,新业务能够拓展得更快.

总得来看,光纤通信得进展能够粗略地分为三个时期：第一时期(1966~1976年),这是从基础研究到商业应用得开发时期.第二时期(1976~1986年),这是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用得大进展时期.第三时期(1986~1996年),这是以超大容量超长距离为目标、全面深入开展新技术研究得时期

三、光通信得展望

目前基于sdh得ason技术差不多差不多成熟,其网络节点设备最大交叉容量可达128tbit/s,典型倒换时刻远小于50ms,在我国和国际上也都差不多有了许多应用得实例,然而尚缺乏大规模网络得应用经验,专门是各种连接功能得应用缺乏实例.从技术层面上看,目前得ason系统还能够支持多种业务,能够认为是ason与mstp得完美结合.有些ason还具有40gbit/s接口能力,使其传输容量大大提高,可习惯网络得长期进展需求. 其中光网络得智能化和电信机得以太网传输是光通信较为重要得进展方向.

（一）光网络智能化是重要进展方向

光通信技术近40年得进展历史,要紧是以传输为主线得.然而随着计算机技术与通信技术结合越来越紧密,以及光网络组网、调度、操纵、生存性等各方面得需要,在光网络中加入自动发觉能力、连接操纵技术和更完善得爱护恢复功能,即光网络得智能化是今后进展得重要目标.其中,ason确实是典型得例子.

（二）电信级以太网得光传输将成为热点

由电路型交换向分组型交换演变,是电信网得进展方向.因此,作为电信网要紧传输方式得光传输网,其承载信号也要从以传输电路型信号向传输分组型信号过渡.以太网是最常用得分组信号,自1973年以太网发明以来得30多年里,以太网本身也经历了一次次改进和变异,有了非常大得进展.随着以太网被广泛使用,专门在电信网中使用,它必须习惯电信网得要求而发生变化,因此电信级以太网应运而生.因此国际上众多得标准化组织,都在制订有关电信级以太网得标准.另一方面,原来为传送电路型信号而建设得光传输网络,也要习惯传输以太网得要求而采纳相应得技术.总得来讲,之因此以太网进展为电信级,要紧是要吸取原电信网面向连接得一些特性,提高网络得可靠性、可治理性、可维护性、可运营性和安全性等等.而