組建光通信網(wǎng)的合理途徑
組建光網(wǎng)(Optical Networking)是當(dāng)今國(guó)際上通信領(lǐng)域中一個(gè)熱門的重大課題,對(duì)于陸地的固定通信網(wǎng),除了光纖光纜及波分多路系統(tǒng)正在點(diǎn)一點(diǎn)傳輸線路上大量并繼續(xù)改進(jìn)技術(shù)以擴(kuò)大應(yīng)用效果外,通信研究人員也在考慮設(shè)計(jì)和試驗(yàn)在通信網(wǎng)核心內(nèi)部如何利用波分多路(WDM)技術(shù)使電傳送網(wǎng)進(jìn)化為光傳送網(wǎng),認(rèn)為這是未來(lái)通信網(wǎng)必然的趨向。
自20世紀(jì)90年代起,國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)Internet向全世界機(jī)用戶開放,促使數(shù)據(jù)通信的業(yè)務(wù)量爆炸性增長(zhǎng),給傳統(tǒng)電話通信網(wǎng)以巨大沖擊。今后的通信形勢(shì)是:盡管全世界的電話業(yè)務(wù)量仍是每年增長(zhǎng),但數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)量的年增長(zhǎng)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電話業(yè)務(wù)量的增長(zhǎng)率,因此在21世紀(jì)里數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)總量將很快趕上電話業(yè)務(wù)總量。換句話說(shuō),未來(lái)的通信網(wǎng)不再以電話業(yè)務(wù)為重心,而是以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為重心,宜于使用互聯(lián)網(wǎng)規(guī)約IP(Internet Protocol)。傳統(tǒng)電話通信網(wǎng)長(zhǎng)期使用的電路交換方式,在未來(lái)通信網(wǎng)不再合適,應(yīng)該讓位給對(duì)數(shù)據(jù)通信有利的分組交換方式(packet switching)。當(dāng)然,未來(lái)的通信網(wǎng)仍應(yīng)保證電話業(yè)務(wù)暢通,而且IP-phone仍須達(dá)到傳統(tǒng)電話QoS的要求并保證數(shù)字圖視(video)通信業(yè)務(wù)暢通,以致能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)操作的多媒體通信。
與此同時(shí),通信網(wǎng)的核心本身總是應(yīng)該具有足夠大的容量,有能力適應(yīng)各種通信業(yè)務(wù)量的數(shù)字速率總和,保證通信暢通,通信網(wǎng)容量就以它同時(shí)提供數(shù)字速率多少來(lái)表示?,F(xiàn)在大家既然認(rèn)識(shí)到各種通信業(yè)務(wù)特別是數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)量每年以很高的增長(zhǎng)率快速增長(zhǎng),未來(lái)的通信網(wǎng)就應(yīng)該相應(yīng)地?cái)U(kuò)大其容量。一方面,通信網(wǎng)絕對(duì)不停留于長(zhǎng)期使用的公用交換電話網(wǎng)每年緩慢增長(zhǎng)的容量,而是提供大得多、能夠經(jīng)常加大的容量。按數(shù)字速率計(jì),現(xiàn)行的電通信網(wǎng)利用電的時(shí)分多路TDM技術(shù),按照標(biāo)準(zhǔn)的同步數(shù)字群系列SDH,最高的數(shù)字速度限于最高一級(jí)數(shù)字群的速度,即10Gbit/s。在,該數(shù)字速度尚未能突破,這是受到電的TDM技術(shù)的限制,常稱“瓶頸”。最近,國(guó)際會(huì)議上個(gè)別研究單位稱他們利用電的TDM,能夠制成數(shù)字速度達(dá)40Gbit/s,但這是少數(shù)情況,目前還未能普遍推廣。
二、通信網(wǎng)從電的TDM發(fā)展至光的WDM
既然電的通信網(wǎng)在容量上受到電的TDM的限制,那么就應(yīng)考慮其它有效而實(shí)際可行的辦法。光纖通信的傳輸線路在加大容量方面取得了顯著的成功經(jīng)驗(yàn),似乎可以為通信網(wǎng)提供有益的。在原來(lái)的光纖線路上,一根光纖只傳輸一路光載波,其載荷的數(shù)字信號(hào)由電的TDM供給,最高數(shù)字速率為10Gbit/s,而單模光纖在波長(zhǎng)1550nm有很寬的窗口可供光信號(hào)傳輸,雖然一個(gè)光載波載荷信號(hào)的數(shù)字速率受到電的TDM限度不能提高,但如能讓一根光纖同時(shí)傳輸幾個(gè)光載波,則光纖的傳輸容量就可以成倍地加大,將光纖的潛在容量發(fā)掘利用。參照過(guò)去幾十年前通信線路的每對(duì)銅線利用頻分多路FDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)多路載波電話的成功經(jīng)驗(yàn),考慮在光纖上采用波分多路WDM技術(shù),實(shí)現(xiàn)一根光纖同時(shí)傳輸多路光載波的辦法。如每一根光纖上裝用戶路WDM,每路傳輸電的TDM信號(hào)10Gbit/s,那么n路WDM就使一根光纖在一個(gè)方向同時(shí)傳輸n×l0Gbii/s,使數(shù)字速率比原來(lái)提高n倍,這種辦法不難取得成功,完全可以推廣應(yīng)用。最近國(guó)際會(huì)議上報(bào)道一根光纖在1550nm波長(zhǎng)窗口同時(shí)傳輸密集波分多路DWDM的100路具有適當(dāng)波長(zhǎng)間隔的光載波,導(dǎo)致同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)字速率提高至100×l0Gbii/s=1Tbit/s (1×1012bit/s)。而且,還有可能繼續(xù)提高至幾個(gè)Tbit/s。這樣的DWDM系統(tǒng)用于光纖線路,配以在1550nm波長(zhǎng)窗口提供光功率增益的寬帶光纖放大器W-EDFA,沿線路每隔100km設(shè)置一個(gè)放大器,就可使1Tbit/s數(shù)字速率的信號(hào)傳輸至1000km距離,實(shí)現(xiàn)大容量、長(zhǎng)距離的信號(hào)傳輸。
誠(chéng)然,這種1Tbit/s-1000km的大容量、長(zhǎng)距離的通信系統(tǒng)真是通信領(lǐng)域的卓越貢獻(xiàn),大家都深切體會(huì)到光比電有更大的潛力為通信的發(fā)展提供幫助。傳統(tǒng)的電通信應(yīng)該引伸至光通信,尤其在考慮通信網(wǎng)擴(kuò)大容量的,不能停留于電,而應(yīng)著眼于光。依這樣的思路進(jìn)一步深入考慮光在通信網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用可能性?,F(xiàn)在波分多路WDM技術(shù)結(jié)合光放大器EDFA的方式,不應(yīng)局限于光纖傳輸線路的應(yīng)用,而是要求放開思路,研究光的WDM技術(shù)能否引伸至通信網(wǎng)核心內(nèi)部,代替原來(lái)利用電的TDM技術(shù)所起的作用。過(guò)去的電通信網(wǎng)雖然利用大容量光纖傳輸線路,但通信網(wǎng)本身由電的TDM起作用,通信網(wǎng)容量的數(shù)字速
評(píng)論