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世纪之交的光通信技术<2>

2/14/2005来源:光纤通信人气:6816

世纪之交的光通信技术<2> 7新一代的光纤 7.1新一代的非零色散光纤 面对超高速超大容量超长传输距离的发展形势,传统的G.652光纤已暴露出力不从心的 态势,开发新一代的干线光纤已成为历史的必然。一种非零色散光纤,称之为G.655光纤应 运而生。基本设计思想是在1550nm窗口工作波长区具有合理的较低的色散,足以支持10Gb /s的长距离传输而无需色散补偿,从而节省了色散补偿器及其附加光放大器的成本;同时, 其色散值又保持非零特性,具有一起码的最小数值,足以压制非线性影响,适宜开通具有 足够多波长的WDM系统,同时满足TDM和WDM两种发展方向的需要。初步研究结果表明,对于 以10Gb/s为基础的WDM系统,尽管G.655光缆的初始成本是G.652光缆的1.5~2倍,但由于 色散补偿成本远低于G.652光纤,因而采用G.655光缆的系统总成本大约可以比采用G.652光 缆的系统总成本低30%~50%。目前北美新敷设干线光缆已放弃G.652光纤和G.653光纤, 全部转向G.655光纤。而且第二代的G.655光纤——大有效面积的光纤和小色散斜率光纤也 已经大规模应用,前者具有较大的有效面积,可以更有效地克服光纤非线性的影响;后者 具有更合理的色散规范值,简化了色散补偿,更适合于L波段的应用。两者均适合于以10Gb /s为基础的高密集波分复用系统,代表了干线光纤的最新发展方向。在这种形势下,我国 高业务量地区的新建光缆路由也应不失时机地停止建设G.652光纤,跨过第一代G.655光纤, 直接转向第二代G.655光纤。 7.2全波光纤 与长途网相比,城域网面临更加复杂多变的业务环境,要直接支持大用户,因而需要 频繁的业务量疏导和带宽管理能力。但其传输距离却短得多,因而很少应用光纤放大器, 光纤色散也不是问题。显然,在这样的应用环境下,怎样才能最经济有效地使业务量上下 光纤成为至关重要的网络设计因素。采用高密集波分复用技术将是一项很有前途的解决方 案。此时,可以将各种不同速率的业务量分配给不同的彼长,在光路上进行业务量的选路 和分插。在这类应用中,开发具有尽可能宽的可用波段的光纤成为关键。目前影响可用波 段的主要因素是1385nm附近的水吸收峰,因而若能设法消除这一水峰,则光纤的可用频谱 可望大大扩展。全波光纤就是在这种形势下诞生的。 全波光纤采用了一种全新的生产工艺,几乎可以完全消除由水峰引起的衰减。除了没 有水峰以外,全波光纤与普通的标准G.652匹配包层光纤一样。然而,由于没有了水峰,光 纤可以开放第5个低损窗口,从而带来一系列好处。最重要的是可用波长范围增加了100nm, 可复用的波长数大大增加。当可用波长范围大大扩展后,容许使用波长精度和稳定度要求 较低的光源、合波器、分波器和其他元件,使元器件特别是无源器件的成本大幅度下降, 降低了整个系统的成本。可以预见,未来城域网的新敷光纤将会逐渐转向这种具有更长技 术寿命的新型光纤,我国也应抓紧时机进行开发和试验。 8 ip over SDH与IP over WDM 以IP业务为主的数据业务是当前世界信息业发展的主要推动力,因而能否有效地支持 IP业务已成为所有技术能否有长远技术寿命的标志。 目前,ATM和SDH均能支持血,分别称为IP over ATM和IP over SDH,两者各有千秋。 IP overATM利用ATM的速度快、容量颗粒细、多业务支持能力的优点以及IP的简单、灵活、 易扩充和统一性的特点,可以达到优势互补的目的,不足之处是网络体系结构复杂、传输 效率低、开销损失大。而SDH与IP的结合(IP over SDH)恰好能弥补上述IPover ATM的弱 点。其基本思路是将IP数据报通过点到点协议(PPP)或LAPS直接映射到SDH帧,省掉了中 间复杂的ATM层。 IP overSDH在本质上保留了因特网作为IP网的无连接特征,形成统一的平面网,简化 了网络体系结构,提高了传输效率,降低了成本,易于实现IP组播和兼容不同技术体系实 现网间互联。最主要的优点是可以省掉ATM方式所不可缺少的信头开销。封装和分段组装功 能,使通透量增加25%左右,这对于成本很高的广域网而言是十分珍贵的。缺点是网络容 量和拥塞控制能力差,大规模网络路由表太复杂,只有业务分级,尚无优先级业务质量, 对高质量业务难以确保质量,尚不适于多业务平台,是以运载IP业务为主的网络的理想方 案,特别是容量较大时其性能价格比明显优于IP over ATM。采用这种技术的关键是千兆比 和太比特路由器,这方面已有重要突破性进展,例如美国Juniper和Cisco推出的千兆比路 由器,Avici,Nexabit和Pluris等推出的太比特路由器的性能已全面突破传统路由器的性 能限制。特别是进一步采用多协议标记交换(MPLS)后,其性能将得到进一步加强,而应 用范围也将进一步扩大。简言之,随着千兆比和太比特路由器的成熟和IP业务的大发展, IP over SDH将会获得越来越广泛的应用。 从长远看,当IP业务量逐渐增加,则有可能最终会省掉中间的SDH层,IP直接在光路 上跑,形成十分简单的统一的IP网结构(IP over WDM),省掉了中间的ATM层与SDH层, 减化了层次,减少了网络设备;减少了功能重叠,简化了设备,减轻了网管复杂性,特别 是网络配置的复杂性;额外开销最低,传输效率最高;下一步可以采用不同波长来承载不 同的协议与业务从而代替了ATM业务汇集平台。总的看,由于省掉了昂贵的ATM交换机和大 量普通SDH复用设备,简化了网管,又采用了波分复用节省了大量光纤和再生器,其总成本 可望比传统电路交换网降低1~2个量级! 综上所述,现实世界是多样性的,网络解决方案也不会是单一的,具体技术的选用还 与具体电信运营者的背景有关。3种IP传送技术都将在电信网发展的不同时期和网络的不同 部分发挥自己应有的历史作用。但从面向未来的视角看,IP over WDM将是最具长远生命力 的技术。特别是随着IP业务逐渐成为网络的主导业务后,这种对IP业务最理想的传送技术 将会成为未来网络特别是骨干网的主导传送技术。 9结束语 从上述涉及光纤通信的几个方面的发展现状与趋势来看,完全有理由认为光纤通信进入 了又一次蓬勃发展的新高潮。而这一次发展高潮涉及的范围更广,技术更新更难,影响力和 影响面也更宽,势必对整个电信网和信息业产生更加深远的影响。 摘自《电信技术》