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通訊工程畢業論文-組建光通訊網的合理途徑

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通訊工程畢業論文-組建光通訊網的合理途徑
一、通訊網的業務重心轉移和容量擴大

組建光網(Optical Networking)是當今國際上通訊領域中一個熱門的重大課題,對於陸地的固定通訊網,除了光纖光纜及波分多路系統正在點一點傳輸線路上大量並繼續改進技術以擴大應用效果外,通訊研究人員也在考慮設計和試驗在通訊網核心內部如何利用波分多路(WDM)技術使電傳送網進化為光傳送網,認為這是未來通訊網必然的趨向。

自20世紀90年代起,國際網際網路Internet向全世界機使用者開放,促使資料通訊的業務量爆炸性增長,給傳統電話通訊網以巨大沖擊。今後的通訊形勢是:儘管全世界的電話業務量仍是每年增長,但資料通訊業務量的年增長率遠遠大於電話業務量的增長率,因此在21世紀裡資料業務總量將很快趕上電話業務總量。換句話說,未來的通訊網不再以電話業務為重心,而是以資料業務為重心,宜於使用網際網路規約IP(Internet Protocol)。傳統電話通訊網長期使用的電路交換方式,在未來通訊網不再合適,應該讓位給對資料通訊有利的分組交換方式(packet switching)。當然,未來的通訊網仍應保證電話業務暢通,而且IP-phone仍須達到傳統電話QoS的要求並保證數字圖視(video)通訊業務暢通,以致能夠實現計算機操作的多媒體通訊。

與此同時,通訊網的核心本身總是應該具有足夠大的容量,有能力適應各種通訊業務量的數字速率總和,保證通訊暢通,通訊網容量就以它同時提供數字速率多少來表示。現在大家既然認識到各種通訊業務特別是資料通訊業務量每年以很高的增長率快速增長,未來的通訊網就應該相應地擴大其容量。一方面,通訊網絕對不停留於長期使用的公用交換電話網每年緩慢增長的容量,而是提供大得多、能夠經常加大的容量。按數字速率計,現行的電通訊網利用電的時分多路TDM技術,按照標準的同步數字群系列SDH,最高的數字速度限於最高一級數字群的速度,即10Gbit/s。在,該數字速度尚未能突破,這是受到電的TDM技術的限制,常稱“瓶頸”。最近,國際會議上個別研究單位稱他們利用電的TDM,能夠製成數字速度達40Gbit/s,但這是少數情況,目前還未能普遍推廣。

二、通訊網從電的TDM發展至光的WDM

既然電的通訊網在容量上受到電的TDM的限制,那麼就應考慮其它有效而實際可行的辦法。光纖通訊的傳輸線路在加大容量方面取得了顯著的成功經驗,似乎可以為通訊網提供有益的。在原來的光纖線路上,一根光纖只傳輸一路光載波,其載荷的數字訊號由電的TDM供給,最高數字速率為10Gbit/s,而單模光纖在波長1550nm有很寬的視窗可供光訊號傳輸,雖然一個光載波載荷訊號的數字速率受到電的TDM限度不能提高,但如能讓一根光纖同時傳輸幾個光載波,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掘利用。參照過去幾十年前通訊線路的每對銅線利用頻分多路FDM技術實現多路載波電話的成功經驗,考慮在光纖上採用波分多路WDM技術,實現一根光纖同時傳輸多路光載波的辦法。如每一根光纖上裝使用者路WDM,每路傳輸電的'TDM訊號10Gbit/s,那麼n路WDM就使一根光纖在一個方向同時傳輸n×l0Gbii/s,使數字速率比原來提高n倍,這種辦法不難取得成功,完全可以推廣應用。最近國際會議上報道一根光纖在1550nm波長視窗同時傳輸密集波分多路DWDM的100路具有適當波長間隔的光載波,導致同時傳輸的數字速率提高至100×l0Gbii/s=1Tbit/s (1×1012bit/s)。而且,還有可能繼續提高至幾個Tbit/s。這樣的DWDM系統用於光纖線路,配以在1550nm波長視窗提供光功率增益的寬頻光纖放大器W-EDFA,沿線路每隔100km設定一個放大器,就可使1Tbit/s數字速率的訊號傳輸至1000km距離,實現大容量、長距離的訊號傳輸。