Trong những năm gần đây,công nghệ truyền thông cáp quangđã phát triển nhanh chóng và trở thành điểm nhấn sáng chói trong lĩnh vực truyền thông. Với những ưu điểm độc đáo như băng thông rộng, dung lượng lớn, khả năng chống nhiễu điện từ và chi phí thấp, truyền thông cáp quang đã nhanh chóng trở thành phương thức truyền dẫn chính cho các mạng truyền thông khác nhau. Sự phát triển của truyền thông cáp quang trong tương lai vẫn còn tiềm năng to lớn.
Kết nối mạng, dung lượng cao và tốc độ cao
Đường trục thông tin cáp quang chính của nước tôi đã hoàn thành, dung lượng đạt Tbit/(s·km), gần như chưa được sử dụng. Vào giữa những năm 1980, tốc độ truyền thông cáp quang kỹ thuật số đạt 144 Mbit/s, có khả năng truyền tải 1980 đường dây điện thoại, vượt tốc độ của các nhà mạng cáp đồng trục. Do đó, truyền thông cáp quang đã trở thành công nghệ chủ đạo và được áp dụng rộng rãi, thay thế hoàn toàn cáp trong đường trục truyền dẫn. Với sự phát triển của công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng (WDM), mức thực tế hiện nay đã đạt tới 40 × 10 Gbit/s. Mức độ trong phòng thí nghiệm vượt xa mức này, với các thử nghiệm truyền dẫn 80 × 40 Gbit/s đã được hoàn thành. Sự phát triển của công nghệ WDM đang bùng nổ và người ta ước tính rằng công nghệ thương mại ở tốc độ 160 × 40 Gbit/s sẽ trở thành hiện thực trong tương lai gần.
Bước sóng dài
Giá trị tổn thất tối thiểu của sợi quang silica đã gần với giá trị lý thuyết. Để đạt được khả năng liên lạc ở khoảng cách xa-, cần có vật liệu sợi quang mới. Nói chung, sợi quang có độ suy hao cực thấp trên 2μm được gọi là sợi quang bước sóng siêu dài (hoặc sợi quang hồng ngoại) và hệ thống được chế tạo bằng những sợi như vậy được gọi là hệ thống truyền thông sợi quang bước sóng siêu dài.
Dịch vụ phân phối dựa trên IP-
Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh chóng của Internet, các dịch vụ IP đã có sự tăng trưởng bùng nổ. Các dự đoán chỉ ra rằng IP sẽ mang nhiều dịch vụ khác nhau, bao gồm thoại, hình ảnh và dữ liệu, tạo thành nền tảng của các mạng thông tin trong tương lai. Đồng thời, các mạng truyền tải quang, với WDM làm lõi và Mạng quang thông minh (ION) làm mục tiêu, tiếp tục đưa tín hiệu điều khiển vào lớp quang, đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin đa{2}}chi tiết của mạng trong tương lai, cải thiện việc sử dụng tài nguyên và tính linh hoạt của ứng dụng mạng. Do đó, cách xây dựng mạng quang thế hệ tiếp theo-có thể hỗ trợ hiệu quả các dịch vụ IP đã trở thành chủ đề được thảo luận rộng rãi.
So với các dịch vụ truyền thống, dịch vụ IP thể hiện sự-tương tự đáng kể, tính bất đối xứng về dữ liệu và tắc nghẽn máy chủ. Do đó, đối với các mạng quang mang dịch vụ IP, thách thức lớn tiếp theo không chỉ là nhu cầu rõ ràng về khả năng truy cập băng thông rộng và dung lượng cực cao mà còn là nhu cầu lớp quang cung cấp mức độ thông minh cao hơn và triển khai chuyển mạch quang tại các nút quang. Mục đích là thiết lập một mạng quang có khả năng mở rộng linh hoạt, hiệu quả, kinh tế, hỗ trợ QoS dịch vụ thông qua việc thích ứng và tích hợp các lớp quang và IP, đáp ứng các yêu cầu về dịch vụ IP cho hệ thống truyền và trao đổi thông tin. Mạng quang thông minh dựa trên các tính năng thông minh của mạng IP, bổ sung thêm lớp mặt phẳng điều khiển vào mạng truyền tải quang hiện có.
Mặt phẳng điều khiển này không chỉ thiết lập kết nối cho người dùng, cung cấp dịch vụ và điều khiển mạng cơ bản mà còn có các đặc điểm nổi bật như độ tin cậy cao, khả năng mở rộng và hiệu quả cao. Nó hỗ trợ các giải pháp kỹ thuật khác nhau và yêu cầu dịch vụ đa dạng, thể hiện hướng phát triển của việc xây dựng mạng quang thế hệ tiếp theo.
Do đó, được thúc đẩy bởi sự kích thích kép của sự tăng trưởng nhanh chóng về nhu cầu băng thông từ các dịch vụ vệ tinh và tài nguyên băng thông cực lớn do công nghệ truyền WDM cung cấp, sự phát triển của mạng quang truyền thống hướng tới thế hệ mạng quang mới phù hợp để truyền dịch vụ IP là không thể tránh khỏi. Hơn nữa, do sự cạnh tranh khốc liệt mà ngành truyền thông toàn cầu và các lĩnh vực liên quan phải đối mặt, các gã khổng lồ viễn thông và nhà sản xuất thiết bị truyền thông đã nâng hoạt động nghiên cứu và đổi mới các mạng quang thế hệ tiếp theo linh hoạt, đáng tin cậy và chi phí thấp hơn cho các dịch vụ Internet lên cấp độ phát triển chiến lược. Các trường đại học và tổ chức nghiên cứu nổi tiếng cả trong nước và quốc tế cũng đang tập trung nghiên cứu về-mạng quang thế hệ tiếp theo và các công nghệ hỗ trợ chính của họ. Tốc độ phát triển từ mạng truyền thông quang học truyền thống sang mạng quang thế hệ-tiếp theo đang tăng tốc, với mục đích cung cấp Internet mạng quang thế hệ tiếp theo nhanh hơn, rộng hơn, linh hoạt hơn, hiệu quả hơn và thông minh hơn.
Quang hóa hoàn toàn
Mạng quang truyền thống đạt được kết nối quang đầy đủ giữa các nút, nhưng việc sử dụng các linh kiện điện tử tại các nút mạng vẫn hạn chế việc tăng tổng công suất của các mạng truyền thông hiện tại. Do đó, mạng toàn{1} quang thực sự đã trở thành một chủ đề nghiên cứu rất quan trọng. Mạng toàn{3} quang sẽ thay thế các nút điện bằng các nút quang và giao tiếp giữa các nút cũng hoàn toàn bằng quang. Thông tin luôn được truyền đi và trao đổi dưới dạng ánh sáng. Các switch không còn xử lý thông tin người dùng từng bit một mà xác định định tuyến dựa trên bước sóng. Tất cả-mạng quang đều cung cấp tính minh bạch, độ mở, khả năng tương thích, độ tin cậy và khả năng mở rộng tuyệt vời, cung cấp băng thông khổng lồ, dung lượng cực lớn, tốc độ xử lý cực cao và tỷ lệ lỗi bit thấp. Cấu trúc mạng đơn giản và kết nối mạng rất linh hoạt, cho phép thêm các nút mới bất cứ lúc nào mà không cần cài đặt thiết bị chuyển mạch và xử lý tín hiệu. Tất nhiên, sự phát triển của tất cả{11}mạng quang không thể độc lập với nhiều công nghệ truyền thông; nó phải được tích hợp với mạng Internet, ATM (Máy rút tiền tự động), mạng truyền thông di động, v.v. Hiện tại, sự phát triển của tất cả{13}các mạng quang vẫn đang ở giai đoạn đầu nhưng đã cho thấy những triển vọng đầy hứa hẹn. Từ góc độ phát triển, việc hình thành một lớp mạng quang thực sự chủ yếu dựa trên công nghệ WDM và chuyển mạch quang, thiết lập một mạng hoàn toàn quang và loại bỏ các tắc nghẽn quang điện đã trở thành xu hướng tất yếu trong sự phát triển của truyền thông quang trong tương lai. Nó là cốt lõi của mạng thông tin trong tương lai, là mức độ phát triển công nghệ truyền thông cao nhất và là mức độ lý tưởng.
Tích hợp thiết bị
Sự phát triển của các thiết bị quang điện tử và các thiết bị quang điện tử tích hợp cần được thúc đẩy mạnh mẽ vì sự phát triển của công nghệ truyền thông cáp quang phụ thuộc vào sự tiến bộ của các thiết bị quang điện tử.
Với tốc độ mạng không ngừng tăng lên, các hệ thống truyền thông quang học có-tốc độ điện tử bước sóng duy nhất là 40 Gbit/s đã có sẵn trên thị trường, trong khi các hệ thống có tốc độ 160 Gbit/s đang được phát triển trong các phòng thí nghiệm. Do đó, các thiết bị quang điện tử phải thích ứng với những tốc độ này, bao gồm cả việc phát triển tia laser được điều chế tốc độ cao. Việc hiện thực hóa ROADM (Bộ ghép kênh thả-thả quang có thể định cấu hình lại) đòi hỏi phải phát triển các bộ lọc quang có thể điều chỉnh bước sóng-, tia laser có thể điều chỉnh bước sóng- và các công tắc quang học, mang đến không gian đáng kể cho sự đổi mới.
Việc tích hợp nhiều thiết bị quang điện tử rời rạc sẽ tạo ra các thiết bị quang điện tử tích hợp, mang lại những ưu điểm như chức năng phong phú, kích thước nhỏ, tốc độ cao và độ tin cậy cao. Các thiết bị quang điện tử tích hợp quy mô nhỏ đã tồn tại nhưng các thiết bị quang điện tử tích hợp quy mô lớn hơn cần được phát triển. Có hai quy trình dành cho các thiết bị quang điện tử tích hợp: tích hợp nguyên khối và tích hợp lai. Tích hợp lai làm giảm độ phức tạp và tăng năng suất. Công nghệ chủ chốt để tích hợp lai là Mạch sóng ánh sáng phẳng (PLC), một bảng mạch in có ống dẫn sóng quang mà trên đó có thể gắn các thiết bị quang điện tử rời rạc. Hiện tại, các thiết bị quang điện tử tích hợp có bán trên thị trường bao gồm mô-đun laser 8 bước sóng, bộ lọc quang AWG có bước sóng vượt quá 100 bước sóng, bộ suy giảm quang AWG+ và công tắc quang 32 × 32. Sự phát triển của các thiết bị quang điện tử tích hợp hiện đang ở giai đoạn đầu và nước tôi nên tăng cường thăm dò và nghiên cứu trong lĩnh vực này.
