浅析光通信技术-科技论文

光通信技术是继微电子技术之后近30年来迅猛发展的综合性高新技术。1962年半导体激光器的诞生是近代科学技术史上一个重大事件。经历十多年的初期探索，从70年代后期起，随着半导体光电子器件和硅基光导纤维两大基础元件在原理和制造工艺上的突破，光子技术与电子技术开始结合并形成了具有强大生命力的信息光电子技术和产业。光通信技术是一个比较庞大的体系，它包括信息传输，如光纤通信、空间和海底光通信等；信息处理，如计算机光互连、光计算、光交换等；信息获取，如光学传感和遥感、光纤传感等；信息存储，如光盘、全息存储技术等；信息显示，如大屏幕平板显示、激光打印和印刷等。其中信息光电子技术是光电子学领域中最为活跃的分支。在信息技术发展过程中，电子作为信息的载体做出了巨大的贡献。
一、光通信技术的潜在问题
目前，光通信市场存在的主要问题是：有潜在市场需求的业务项目得不到提供；光网络运营商业务规划呆板，缺乏对市场的了解和对市场机会的把握，更不必说开辟新的市场空间；政策环境不利于业务的放开和竞争。在技术方面，以提高通信速率和容量的为主的单一技术方向已缺乏市场的有效驱动，而以优化网络、提供差别化服务和网络灵活性为主的多种技术正在成为今后发展的主流方向。
二、光通信技术的发展走向
在网络技术飞速发展的今天，随着下一代网络的开发，有专家预言，不管网络如何发展，一定要达到三个世界，即服务层面上的IP世界、传送层面上的光的世界和接入层面上的无线世界。因此在这种形势下，新一代的全光网络则要求光纤光缆能够提供更宽的带宽、容纳更多的波长、传送更高的速率，并且要便于安装维护，使用寿命要更长。与此同时，对于能够支持数字传输业务的，新型宽带结构的通信电缆技术也提出了更高的要求。可以预计，在新的世纪光纤光缆及通信电缆技术必将获得前所未有的巨大发展。
（一）从点到点的传输组网技术向动态的智能化光网络技术方向发展
当前，广泛应用的点到点WDM系统缺乏灵活的网络节点和高效的组网能力，不能满足带宽灵活调度的现实需求。
为优化网络资源配置，增强网络的生存性和可靠性，提供灵活的组网功能和强大的多种业务支撑能力及新业务的生成能力，出现了自动交换光网络ASON的技术，它是传输与交换功能相结合的技术。ASON除了原有的光传送平面和管理平面之外，还增加了控制平面，除了能实现原来光传送网的人工配置连接外，在信令的控制下，可以实现交换的连接和混合连接。
目前，厂商多采用光一电一光的交叉连接技术，将来会向资源，构建能支持多种交换粒度和多种业务的智能化光网络节。在当前的市场环境下，ASON技术本身的稳定性、成本还是个难于把握的问题，网络功能的增强一般是以增加复杂性和成本为代价的，要取得较好的性价比不是容易的隋。要兼容现有网络、充分利用已有的网络资源与构建全新的基于ASON的网络之间，目前还存在许多冲突，短时期还无法克服，因而ASON在实际网络的应用还有待技术的突破和市场空间的开拓。
（二）从单一承载技术向多种业务接入和传送的综合技术发展
从现在看，在应用中光通信仅仅作为一种传输手段已不能适应城域网的实际需要。靠近用户的业务节点，特别对于数据业务的用户，技术上应既能提供传输功能，又能提供多种业务的接入功能。目前这方面的研究主要是基于SDH的多业务传送平台MSTP，它同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接攻理和传送，提供统一网管的多业务节点设备。TDM业务、删业务或以太网业务的传送功能，包括点到点的透明传送功能，ATM业务或以太网业务的带宽统计复用功能；删业务或以太网业务映射到SDH虚容器的指配功能等。其中的以太网业务接口，除了可以通过PPP／I.APS／GFP映射进VC从而实现透明传输以外，还可以通过MSTP中嵌入的以太网2层甚至3层交换功能，直接挂接10／100M以太网端口，提供LAN的接入。有些MSTP设备除了提供业务外，还可以提供FR、FDDI、FiberChannel、FICON、ESCON等众多类型的业务。
（三）高速大容量的光通信技术总体趋势
提高光通信的速度和容，已不再像过去那样作为光通信的单一技术方向，但仍是光通信技术不可忽视的重要方面，今后的重点是通过开发先进和低成本的复用技术，进一步降低信息传输的成本，使光纤资源的利用率最大化。这方面的技术主要有：电时分复用、光波分复用、光时分复用等。开发出更高速率、更大容量的通信系统有赖于光电材料和器件的突破，由于当前市场对带宽需求的相对饱和，对这一方向的投入放缓，将影响到相关技术的进展。
（四）光通信技术务必要保障信息的安全性
目前广泛用于网络、金融行业的是非对称密码，它是一种公开密钥，加密和解密法则、加密的密钥均是公开的，只是解密的密钥不公开，只有接收者本人知道。这种密钥的安全性基于大数因子分解这样一类不易计算的单向性函数。
三、小结
综上所述，以多业务接人，光交换、智能光联网、光集成和光电集成、高速光传输、信息安全性等为主要方向的技术，将成为光通信在今后较长时期需要重点发展的关键技术。当前，光通信技术在基本实现了超高速、长距离、大容量的传送功能的基础上，将朝着优化传送功能的方向发展，最终建成灵活、高效、可靠、安全、IP化和可管理的全业务光网络。