對光纖通信而言，超高速度、超大容量和超長距離傳輸一直是人們追求的目標(biāo)，而全光網(wǎng)絡(luò)更是人們不懈追求的夢想。下面就此著重綜述我國光纖通信技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展前景。
1.向超高速系統(tǒng)發(fā)展
從過去電信發(fā)展史看，網(wǎng)絡(luò)容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對主要矛盾。傳統(tǒng)光纖通信的發(fā)展始終按照電信的時分復(fù)用方式進行，即所謂的光時分復(fù)用(OTDM)技術(shù)。其實現(xiàn)的單信道最高速率已達(dá)到640Gbit/s。經(jīng)驗告訴我們，每當(dāng)傳輸速率提高4倍，傳輸每比特的成本大約下降30%～40%：因而高比特率系統(tǒng)的經(jīng)濟效益大致按指數(shù)規(guī)律增長，這就是為什么光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率在過去數(shù)十年來一直在持續(xù)增加的根本原因。目前商用系統(tǒng)已從45Mbps增加到10Gbps，其速率在數(shù)十年里增加了2000多倍，比同期微電子技術(shù)的集成度增加速度還要快得多。高速系統(tǒng)的出現(xiàn)不僅增加了業(yè)務(wù)傳輸容量，而且也為各種各樣的新業(yè)務(wù)，特別是寬帶業(yè)務(wù)和多媒體提供了實現(xiàn)的可能。
2.向超大容量系統(tǒng)擴容
據(jù)研究顯示，光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用了不到1%，99%的資源尚待發(fā)掘。如果將多個發(fā)送波長適當(dāng)錯開的光源信號同時在一根光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復(fù)用(WDM)的基本思路。近年來波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展迅猛，目前1.6Tbit/s的 WDM系統(tǒng)已經(jīng)大量商用，同時全光傳輸距離也在大幅擴展。然而單靠OTDM和WDM來提高光通信系統(tǒng)的容量還是有限，可以把多個OTDM信號進行波分復(fù)用，從而大幅提高傳輸容量。偏振復(fù)用(PDM)技術(shù)可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零(RZ)編碼信號在超高速通信系統(tǒng)中占空較小，降低了對色散管理分布的要求，且RZ編碼方式對光纖的非線性和偏振模色散(PMD)的適應(yīng)能力較強，因此現(xiàn)在的超大容量WDM/OTDM通信系統(tǒng)基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)基本上都包括在OTDM和WDM通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)中。
