Az elmúlt évekbenszáloptikai kommunikációs technológiarohamosan fejlődött, és a kommunikáció területén kiemelkedő csúcsponttá vált. Egyedülálló előnyei, mint például a széles sávszélesség, a nagy kapacitás, az elektromágneses zavarokkal szembeni ellenálló képesség és az alacsony költségek miatt az optikai kommunikáció gyorsan a különböző kommunikációs hálózatok fő átviteli módszerévé vált. A száloptikai kommunikáció jövőbeli fejlődése még mindig hatalmas lehetőségeket rejt magában.
Hálózat, nagy kapacitás és nagy sebesség
Hazám fő üvegszálas kommunikációs gerinchálózata elkészült, kapacitása eléri a Tbit/(s·km), ami szinte kihasználatlan. Az 1980-as évek közepén a digitális száloptikai kommunikáció sebessége elérte a 144 Mbit/s-ot, amely 1980 telefonvonal átvitelére volt képes, meghaladva a koaxiális kábelvivő sebességét. Következésképpen a száloptikás kommunikáció a mainstream technológia lett, és széles körben elterjedt, teljesen felváltva a kábeleket az átviteli gerinchálózatban. A hullámhosszosztásos multiplexelés (WDM) technológia fejlődésével a jelenlegi gyakorlati szint elérte a 40 × 10 Gbit/s-ot. A laboratóriumi szintek ezt jóval meghaladják, a 80 × 40 Gbit/s átviteli kísérletek már befejeződtek. A WDM technológia fejlődése virágzik, és a becslések szerint a 160 × 40 Gbit/s-os kereskedelmi technológia a közeljövőben valósággá válik.
Hosszú hullámosítás
A szilícium-dioxid optikai szál minimális vesztesége már közel van az elméleti értékhez. A nagy távolságú-kommunikáció eléréséhez új optikai szálas anyagokra van szükség. Általában a rendkívül alacsony, 2 μm feletti veszteségű optikai szálakat ultra-hosszú hullámhosszú optikai szálaknak (vagy infravörös optikai szálaknak) nevezik, az ilyen szálakból épített rendszereket pedig ultra-hosszú hullámhosszú optikai szálas kommunikációs rendszereknek.
IP-alapú kézbesítési szolgáltatások
Az elmúlt években az Internet rohamos fejlődésével az IP-szolgáltatások robbanásszerűen növekedtek. Az előrejelzések azt mutatják, hogy az IP különféle szolgáltatásokat fog hordozni, beleértve a hangot, a képet és az adatokat, amelyek a jövőbeni információs hálózatok alapját képezik. Ezzel egyidejűleg az optikai átviteli hálózatok, amelyeknek magja a WDM, és az intelligens optikai hálózatok (ION) a céljuk, tovább vezetik a vezérlőjeleket az optikai rétegbe, kielégítve a jövőbeni hálózat több-szempontú információcsere iránti igényét, javítva az erőforrás-kihasználást és a hálózati alkalmazások rugalmasságát. Ezért széles körben megvitatott téma lett, hogyan építsünk ki egy következő generációs optikai hálózatot-, amely hatékonyan támogatja az IP-szolgáltatásokat.
A hagyományos szolgáltatásokkal összehasonlítva az IP-szolgáltatások jelentős ön{0}}hasonlóságot, adataszimmetriát és szervertorlódást mutatnak. Ezért az IP-szolgáltatásokat hordozó optikai hálózatok számára a következő nagy kihívást nem csak az ultra-nagy kapacitású és szélessávú hozzáférés nyilvánvaló igénye jelenti, hanem az is, hogy az optikai rétegnek magasabb intelligenciát kell biztosítania, és optikai kapcsolást kell megvalósítania az optikai csomópontokon. A cél egy gazdaságos, hatékony, rugalmasan skálázható optikai hálózat kialakítása, amely az optikai és IP réteg adaptálásával és integrációjával támogatja a szolgáltatási QoS-t, megfelel az IP szolgáltatások információátviteli és információcsere-rendszerekre vonatkozó követelményeinek. Az intelligens optikai hálózatok az IP-hálózatok intelligens szolgáltatásaira támaszkodnak, és egy vezérlősík réteget adnak a meglévő optikai átviteli hálózathoz.
Ez a vezérlősík nem csak kapcsolatokat létesít a felhasználók számára, szolgáltatásokat nyújt és vezérli a mögöttes hálózatot, hanem olyan kiemelkedő tulajdonságokkal is büszkélkedhet, mint a nagy megbízhatóság, skálázhatóság és nagy hatékonyság. Támogatja a különböző műszaki megoldásokat és változatos szolgáltatási követelményeket, ami a következő -generációs optikai hálózatépítés fejlesztési irányát jelenti.
Ezért a műholdas szolgáltatásokból származó sávszélesség-igény gyors növekedése és a WDM átviteli technológia által biztosított rendkívül nagy sávszélességű Ezen túlmenően a globális kommunikációs ipar és a kapcsolódó területek kiélezett versenye miatt a nagy távközlési óriások és kommunikációs berendezések gyártói stratégiai fejlesztési szintre emelték a rugalmasabb, megbízhatóbb és alacsonyabb költségű, -következő-generációs optikai hálózatok kutatását és innovációját az internetes szolgáltatásokhoz. A hazai és nemzetközileg elismert egyetemek és kutatóintézetek kutatásaikat a következő generációs optikai hálózatokra és az azokat támogató legfontosabb technológiákra összpontosítják. A hagyományos optikai kommunikációs hálózatoktól a következő generációs optikai hálózatok felé felgyorsul az evolúció üteme, azzal a céllal, hogy az internetet gyorsabb, szélesebb, rugalmasabb, hatékonyabb és intelligensebb következő generációs optikai hálózattal lássák el.
Teljesen fotokémiai
A hagyományos optikai hálózatok teljes optikai kapcsolatot biztosítanak a csomópontok között, de a hálózati csomópontokon az elektronikus alkatrészek használata továbbra is korlátozza a jelenlegi kommunikációs hálózatok teljes kapacitásának növekedését. Emiatt a valódi teljesen{1}}optikai hálózat nagyon fontos kutatási témává vált. A teljesen-optikai hálózat az elektromos csomópontokat optikai csomópontokra cseréli, és a csomópontok közötti kommunikáció is teljesen optikai. Az információ továbbítása és cseréje mindig fény formájában történik. A kapcsolók már nem bitenként dolgozzák fel a felhasználói információkat, hanem hullámhossz alapján határozzák meg az útválasztást. Az összes-optikai hálózat kiváló átláthatóságot, nyitottságot, kompatibilitást, megbízhatóságot és méretezhetőséget kínál, hatalmas sávszélességet, ultra-nagy kapacitást, rendkívül nagy feldolgozási sebességet és alacsony bithibaarányt. A hálózat felépítése egyszerű, a hálózatépítés pedig nagyon rugalmas, lehetővé téve bármikor új csomópontok hozzáadását jelkapcsoló és jelfeldolgozó berendezések telepítése nélkül. Természetesen az összes{11}optikai hálózat fejlesztése nem függetleníthető számos kommunikációs technológiától; integrálni kell az internettel, az ATM-hálózatokkal, a mobilkommunikációs hálózatokkal stb. Jelenleg az összes -optikai hálózat fejlesztése még a kezdeti szakaszban van, de már ígéretes kilátásokat mutatott. Fejlesztési szempontból egy valódi optikai hálózati réteg kialakítása, amely elsősorban a WDM-en és az optikai kapcsolótechnológiákon alapul, egy tisztán teljesen optikai hálózat létrehozása és az elektro-optikai szűk keresztmetszetek kiküszöbölése elkerülhetetlen tendenciává vált az optikai kommunikáció jövőbeni fejlesztésében. Ez a jövő információs hálózatainak magja, a kommunikációs technológiai fejlesztés legmagasabb szintje és az ideális szint.
Eszköz integráció
Az optoelektronikai eszközök és az integrált optoelektronikai eszközök fejlesztését erőteljesen támogatni kell, mivel a száloptikai kommunikációs technológia fejlődése az optoelektronikai eszközök fejlődésétől függ.
A hálózati sebességek folyamatos növekedésével a kereskedelemben már elérhetőek az egy-hullámhosszú, 40 Gbit/s-os elektronikus sebességű optikai kommunikációs rendszerek, a laboratóriumokban pedig fejlesztés alatt állnak a 160 Gbit/s sebességű rendszerek. Ezért az optoelektronikai eszközöknek alkalmazkodniuk kell ezekhez a sebességekhez, beleértve a nagy sebességű modulált lézerek kifejlesztését is. A ROADM (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer) megvalósításához hullámhosszon-hangolható optikai szűrők, hullámhosszon{8}}hangolható lézerek és optikai kapcsolók kifejlesztése szükséges, amelyek jelentős teret kínálnak az innovációnak.
Számos különálló optoelektronikai eszköz integrálása integrált optoelektronikai eszközöket hoz létre, amelyek olyan előnyöket kínálnak, mint a gazdag funkcionalitás, a kis méret, a nagy sebesség és a nagy megbízhatóság. Kis-léptékű integrált optoelektronikai eszközök már léteznek, de nagyobb-léptékű integrált optoelektronikai eszközöket kell fejleszteni. Az integrált optoelektronikai eszközök esetében két eljárás létezik: monolitikus integráció és hibrid integráció. A hibrid integráció csökkenti a bonyolultságot és növeli a hozamot. A hibrid integráció kulcstechnológiája a Planar Lightwave Circuit (PLC), egy optikai hullámvezetővel ellátott nyomtatott áramkör, amelyre különálló optoelektronikai eszközök szerelhetők fel. Jelenleg a kereskedelemben kapható integrált optoelektronikai eszközök 8 hullámhosszú lézermodulokat, 100 hullámhossznál nagyobb hullámhosszú AWG optikai szűrőket, AWG+ optikai csillapítókat és 32×32 optikai kapcsolókat tartalmaznak. Az integrált optoelektronikai eszközök fejlesztése jelenleg a korai szakaszában jár, és hazámnak meg kell erősítenie az e területen végzett feltárását és kutatását.
