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组建光通信网的合理途径

2015-08-13 01:00 一、通信网的业务重心转移和容量扩大

组建光网（Optical Networking）是当今国际上通信领域中一个热门的重大课题，对于陆地的固定通信网，除了光纤光缆及波分多路系统正在点一点传输线路上大量并继续改进技术以扩大应用效果外，通信研究人员也在考虑设计和试验在通信网核心内部如何利用波分多路（WDM）技术使电传送网进化为光传送网，认为这是未来通信网必然的趋向。

自20世纪90年代起，国际互联网Internet向全世界机用户开放，促使数据通信的业务量爆炸性增长，给传统电话通信网以巨大冲击。今后的通信形势是：尽管全世界的电话业务量仍是每年增长，但数据通信业务量的年增长率远远大于电话业务量的增长率，因此在21世纪里数据业务总量将很快赶上电话业务总量。换句话说，未来的通信网不再以电话业务为重心，而是以数据业务为重心，宜于使用互联网规约IP（Internet Protocol）。传统电话通信网长期使用的电路交换方式，在未来通信网不再合适，应该让位给对数据通信有利的分组交换方式（packet switching）。当然，未来的通信网仍应保证电话业务畅通，而且IP-phone仍须达到传统电话QoS的要求并保证数字图视（video）通信业务畅通，以致能够实现计算机操作的多媒体通信。

与此同时，通信网的核心本身总是应该具有足够大的容量，有能力适应各种通信业务量的数字速率总和，保证通信畅通，通信网容量就以它同时提供数字速率多少来表示。现在大家既然认识到各种通信业务特别是数据通信业务量每年以很高的增长率快速增长，未来的通信网就应该相应地扩大其容量。一方面，通信网绝对不停留于长期使用的公用交换电话网每年缓慢增长的容量，而是提供大得多、能够经常加大的容量。按数字速率计，现行的电通信网利用电的时分多路TDM技术，按照标准的同步数字群系列SDH，最高的数字速度限于最高一级数字群的速度，即10Gbit／s。在，该数字速度尚未能突破，这是受到电的TDM技术的限制，常称“瓶颈”。最近，国际会议上个别研究单位称他们利用电的TDM，能够制成数字速度达40Gbit／s，但这是少数情况，目前还未能普遍推广。

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二、通信网从电的TDM发展至光的WDM

既然电的通信网在容量上受到电的TDM的限制，那么就应考虑其它有效而实际可行的办法。光纤通信的传输线路在加大容量方面取得了显著的成功经验，似乎可以为通信网提供有益的。在原来的光纤线路上，一根光纤只传输一路光载波，其载荷的数字信号由电的TDM供给，最高数字速率为10Gbit／s，而单模光纤在波长1550nm有很宽的窗口可供光信号传输，虽然一个光载波载荷信号的数字速率受到电的TDM限度不能提高，但如能让一根光纤同时传输几个光载波，则光纤的传输容量就可以成倍地加大，将光纤的潜在容量发掘利用。参照过去几十年前通信线路的每对铜线利用频分多路FDM技术实现多路载波电话的成功经验，考虑在光纤上采用波分多路WDM技术，实现一根光纤同时传输多路光载波的办法。如每一根光纤上装用户路WDM，每路传输电的TDM信号10Gbit／s，那么n路WDM就使一根光纤在一个方向同时传输n×l0Gbii／s，使数字速率比原来提高n倍，这种办法不难取得成功，完全可以推广应用。最近国际会议上报道一根光纤在1550nm波长窗口同时传输密集波分多路DWDM的100路具有适当波长间隔的光载波，导致同时传输的数字速率提高至100×l0Gbii／s=1Tbit／s （1×1012bit／s）。而且，还有可能继续提高至几个Tbit／s。这样的DWDM系统用于光纤线路，配以在1550nm波长窗口提供光功率增益的宽带光纤放大器W-EDFA，沿线路每隔100km设置一个放大器，就可使1Tbit／s数字速率的信号传输至1000km距离，实现大容量、长距离的信号传输。