Ontwikkeling en huidige situatie van optische vezelcommunicatie

- Jul 24, 2019-

Optisch vezelcommunicatiesysteem is een communicatiesysteem dat licht als drager gebruikt, glas met zeer hoge zuiverheid gebruikt om zeer fijne optische vezels als transmissiemedia te maken en informatie doorgeeft via foto-elektrische conversie. Met de snelle ontwikkeling van internetbedrijven en de communicatie-industrie heeft informatietechnologie een grote impuls gegeven aan de ontwikkeling van de wereldproductiviteit en de menselijke samenleving. Als een van de belangrijkste technische pijlers van informatie, wordt glasvezelcommunicatie de belangrijkste strategische industrie in de 21e eeuw.

In 1970 ontwikkelde Corning Glass Company een verliesarme kwarts optische vezel met een verlies van 20 dB / km, wat bewijst dat optische vezel veelbelovend is als communicatiemedium. In hetzelfde jaar werden de heterojunctie halfgeleiderlasers van GaAlA continu op kamertemperatuur gebruikt in Bell Laboratory, VS, wat de ideale lichtbron voor optische vezelcommunicatie verbeterde. Deze twee onderzoeksresultaten leggen de basis voor de ontwikkeling van optische vezelcommunicatie.

In de jaren zeventig begon de glasvezelcommunicatie te rijpen. De belangrijkste prestatie is dat de transmissiekwaliteit van optische vezels sterk is verbeterd en dat het transmissieverlies van optische vezels elk jaar daalt. Tegelijkertijd nemen de bandbreedte van optische vezels en de levensduur van lichtbronnen toe. De prestaties van lichtbron en foto-elektrische detectie zijn continu verbeterd. De jaren tachtig zijn de grote ontwikkelingsfase van optische vezelcommunicatie. Tijdens deze periode veranderde optische vezelcommunicatie snel van 0,8 nm band naar 1,3 m band, van multi-mode vezel naar single-mode vezel. Door theoretische analyse en praktijk, wordt verliesarme glasvezeloverdracht met verlies van 0,5 dB / km en 0,2 dB / km op 1,3m en 1,55m banden gerealiseerd. Tegelijkertijd is de chromaticiteitsdispersie van kwartsvezel nul bij een band van 1,31 m, wat de snelle ontwikkeling van een communicatiesysteem voor optische vezels met een enkele modus van 1,31 M band bevordert.

In de jaren 1990 werd de technologie van Wavelength Division Multiplexing (WDM) geboren. Daarvoor werd in 1986 een met Erbium gedoteerde vezelversterker (EDFA) gefabriceerd door Erbium toe te voegen als laserbewerkingsmateriaal in de optische vezelmatrix en argonionlaser te gebruiken als pompbron, die 1,55 M optisch signaal direct kan versterken. De uitvinding overwint de "knelpunt" -limiet veroorzaakt door het gebruik van opto-elektronische en elektro-optische repeaters bij de overdracht van optische signalen. Wavelength Division Multiplexing (WDM) + EDFA-systeem lost de "bottleneck" -beperking van Opto-elektronica en micro-elektronica op transmissieapparatuur op.

De snelle ontwikkeling van optische vezelcommunicatie is onlosmakelijk verbonden met de superioriteit van optische vezelcommunicatie. De belangrijkste voordelen van glasvezelcommunicatie zijn:

Laag transmissieverlies, lange transmissieafstand, brede frequentiebandbreedte, grote communicatiecapaciteit, sterk anti-interferentievermogen, geschikt voor toepassingen in de omgeving met sterke elektrische interferentie en elektromagnetische straling, goede vertrouwelijkheid;

Klein formaat, licht van gewicht, bevorderlijk voor leggen en transport; de belangrijkste grondstof voor de productie van optische vezels is Si02, het meest voorkomende materiaal op aarde, met een goede economie.

In de afgelopen jaren, met de snelle ontwikkeling van optische vezelcommunicatietechnologie en de doorbraak van optische kabel- en componenttechnologie en de dalende prijs van jaar tot jaar, evolueert het traditionele optische vezelcommunicatienetwerk snel naar het volgende generatie volledig optische communicatienetwerk , uitbreiding van high-speed backbone-netwerk naar grootstedelijk netwerk en toegangsnetwerk, en overdracht van point-to-point linksysteem naar cross-connection. De ontwikkeling van een bezorgsysteem en een servicegeoriënteerd automatisch geschakeld optisch netwerk. In de nieuwe fase van ontwikkeling verhoogt de opkomst van high-speed en glasvezel transmissiesysteem met grote capaciteit niet alleen de capaciteit van servicetransmissie, maar biedt het ook de mogelijkheid om een verscheidenheid aan nieuwe services te realiseren. En een grotere bandbreedte kan operators flexibeler en effectiever maken bij het leveren van diensten. Daarom is het noodzakelijk om de overdrachtscapaciteit van het optische vezelcommunicatiesysteem continu te verbeteren om te voldoen aan de behoeften van snelle groei van informatieoverdracht.

Ontwikkelingstrends van optische vezelcommunicatie:

Sinds de 21e eeuw, enerzijds, zijn WDM-apparatuur en optische componenten steeds volwassener geworden, en de technologie van WDM + EDFA is geleidelijk doorgedrongen van backbone-netwerk naar MAN en toegangsnetwerk; aan de andere kant, de ontwikkeling en toepassing van optische cross-over technologie (OXC) en optische add-drop multiplexing (OADM) apparatuur, point-to-point WDM-systemen worden anders overgedragen naar complexe optische netwerken. Evolutie van optische netwerken met golflengtekanaal, gebruikersgericht en optische routing. Om een praktisch, volledig optisch communicatienetwerk met hoge snelheid en grote capaciteit te bouwen, moeten echter drie problemen worden opgelost:

(1) Dispersie-accumulatie en niet-lineariteit van optische vezels, overspraak en ruisaccumulatie van optische signalen veroorzaakt door optische apparaten in optische vezels, enz.

(2) De problemen van geïntegreerde lichtbron met hoge stabiliteit, geïntegreerde detector met instelbare golflengte in WDM-apparatuur, golflengte-omzetter, afstembare optisch afstembare filter en optische kruisverbindingsmatrix in OXC- en OADM-apparatuur, enz.

(3) Standaardisatie van apparatuur, interoperabiliteit, netwerkbeheer en dure problemen.


Een paar:Analyse van GPON- en EPON-tijdsynchronisatietechnologie (deel 2) Volgende:Wat is EPON?