V zadnjih letih,komunikacijska tehnologija z optičnimi vlaknise je hitro razvilo in postalo svetleč vrhunec na področju komunikacij. S svojimi edinstvenimi prednostmi, kot so široka pasovna širina, velika zmogljivost, odpornost na elektromagnetne motnje in nizki stroški, je komunikacija z optičnimi vlakni hitro postala glavna metoda prenosa za različna komunikacijska omrežja. Prihodnji razvoj komunikacije z optičnimi vlakni ima še vedno ogromen potencial.
Omrežje, visoka zmogljivost in visoka hitrost
Glavna hrbtenica optičnih vlaken v moji državi je bila dokončana s kapaciteto Tbit/(s·km), ki je skoraj neizkoriščena. Sredi osemdesetih let prejšnjega stoletja je hitrost digitalne komunikacije z optičnimi vlakni dosegla 144 Mbit/s, kar je lahko preneslo 1980 telefonskih linij, kar je preseglo hitrosti koaksialnih kablov. Posledično je komunikacija z optičnimi vlakni postala glavna tehnologija in je bila široko sprejeta ter popolnoma nadomestila kable v prenosnih hrbtenicah. Z razvojem tehnologije multipleksiranja z delitvijo valovnih dolžin (WDM) je trenutna praktična raven dosegla 40 × 10 Gbit/s. Laboratorijske ravni to daleč presegajo, saj so poskusi prenosa 80 × 40 Gbit/s že zaključeni. Razvoj tehnologije WDM je v razcvetu in ocenjuje se, da bo komercialna tehnologija pri 160 × 40 Gbit/s v bližnji prihodnosti postala realnost.
Dolgo valovanje
Najmanjša vrednost izgube silicijevega optičnega vlakna je že blizu teoretične vrednosti. Za doseganje-komunikacije na dolge razdalje so potrebni novi materiali za optična vlakna. Na splošno se optična vlakna z izjemno nizko izgubo nad 2 μm imenujejo ultra-optična vlakna z ultra-valovno dolžino (ali infrardeča optična vlakna), sistemi, izdelani s takšnimi vlakni, pa se imenujejo komunikacijski sistemi z ultra-optičnimi vlakni z ultra-dolgimi valovnimi dolžinami.
Dostavne storitve-na podlagi IP-ja
V zadnjih letih so s hitrim razvojem interneta storitve IP doživele eksplozivno rast. Napovedi kažejo, da bo IP prenašal različne storitve, vključno z glasom, sliko in podatki, ki bodo tvorili temelj prihodnjih informacijskih omrežij. Hkrati optična transportna omrežja, z WDM kot njihovim jedrom in inteligentnimi optičnimi omrežji (ION) kot njihovim ciljem, nadalje uvajajo nadzorno signalizacijo v optično plast, s čimer izpolnjujejo zahteve prihodnjega omrežja po več-zdrobljeni izmenjavi informacij, izboljšanju uporabe virov in prilagodljivosti omrežnih aplikacij. Zato je tema o tem, kako zgraditi optično omrežje naslednje-generacije, ki lahko učinkovito podpira storitve IP, veliko razprav.
V primerjavi s tradicionalnimi storitvami imajo storitve IP precej-podobnosti, asimetrijo podatkov in prezasedenost strežnika. Zato za optična omrežja, ki prenašajo storitve IP, naslednji velik izziv niso le očitne zahteve po ultra-visoki zmogljivosti in širokopasovnem dostopu, temveč tudi potreba, da optični sloj zagotavlja večjo inteligenco in izvaja optično preklapljanje na optičnih vozliščih. Cilj je vzpostaviti ekonomično, učinkovito, prilagodljivo razširljivo optično omrežje, ki podpira storitev QoS s prilagajanjem in integracijo optičnih in IP plasti ter izpolnjuje zahteve storitev IP za sisteme za prenos in izmenjavo informacij. Inteligentna optična omrežja temeljijo na inteligentnih funkcijah omrežij IP in obstoječemu optičnemu transportnemu omrežju dodajo plast nadzorne ravnine.
Ta nadzorna ravnina ne le vzpostavlja povezave za uporabnike, zagotavlja storitve in nadzoruje osnovno omrežje, ampak se ponaša tudi z izjemnimi lastnostmi, kot so visoka zanesljivost, razširljivost in visoka učinkovitost. Podpira različne tehnične rešitve in raznolike storitvene zahteve, kar predstavlja razvojno smer izgradnje optičnega omrežja naslednje-generacije.
Zato je razvoj tradicionalnih optičnih omrežij v smeri nove generacije optičnih omrežij, primernih za prenos storitev IP, neizogiben zaradi dvojne spodbude hitre rasti povpraševanja po pasovni širini satelitskih storitev in ultra{0}}velikih virov pasovne širine, ki jih zagotavlja tehnologija prenosa WDM. Poleg tega so zaradi ostre konkurence, s katero se sooča svetovna komunikacijska industrija in sorodna področja, veliki telekomunikacijski velikani in proizvajalci komunikacijske opreme povzdignili raziskave in inovacije bolj prilagodljivih, zanesljivih in nižjih-cenovnih optičnih omrežij naslednje-generacije za internetne storitve na strateško razvojno raven. Priznane univerze in raziskovalne ustanove doma in v tujini prav tako osredotočajo svoje raziskave na optična omrežja naslednje-generacije in njihove ključne podporne tehnologije. Hitrost razvoja od tradicionalnih optičnih komunikacijskih omrežij do optičnih omrežij naslednje-generacije se pospešuje, s ciljem zagotoviti internet s hitrejšim, širšim, bolj prilagodljivim, učinkovitejšim in bolj inteligentnim optičnim omrežjem naslednje-generacije.
Popolnoma fotokemično
Tradicionalna optična omrežja dosegajo popolno optično povezljivost med vozlišči, vendar uporaba elektronskih komponent v omrežnih vozliščih še vedno omejuje povečanje skupne zmogljivosti trenutnih komunikacijskih omrežij. Pravo-optično omrežje je zato postalo zelo pomembna raziskovalna tema. Povsem-optično omrežje nadomešča električna vozlišča z optičnimi vozlišči in tudi komunikacija med vozlišči je povsem optična. Informacije se vedno prenašajo in izmenjujejo v obliki svetlobe. Stikala ne obdelujejo več uporabniških informacij bit za bitjem, temveč določajo usmerjanje na podlagi valovne dolžine. Vsa-optična omrežja ponujajo odlično preglednost, odprtost, združljivost, zanesljivost in razširljivost ter zagotavljajo ogromno pasovno širino, izjemno-veliko zmogljivost, izjemno visoko hitrost obdelave in nizko stopnjo bitnih napak. Struktura omrežja je preprosta, mreženje pa je zelo prilagodljivo, kar omogoča dodajanje novih vozlišč kadar koli brez namestitve opreme za preklapljanje in obdelavo signalov. Seveda razvoj vseh-optičnih omrežij ne more biti neodvisen od številnih komunikacijskih tehnologij; biti mora integriran z internetom, omrežji ATM (Automated Teller Machine), omrežji mobilne komunikacije itd. Trenutno je razvoj vseh-optičnih omrežij še v zgodnjih fazah, vendar že kaže obetavne možnosti. Z razvojnega vidika je oblikovanje pravega sloja optičnega omrežja, ki temelji predvsem na WDM in tehnologijah optičnega preklapljanja, vzpostavitev popolnoma-optičnega omrežja in odpravljanje elektro-optičnih ozkih grl postalo neizogiben trend v prihodnjem razvoju optičnih komunikacij. Je jedro informacijskih omrežij prihodnosti, najvišja stopnja razvoja komunikacijske tehnologije in idealna raven.
Integracija naprave
Razvoj optoelektronskih naprav in integriranih optoelektronskih naprav je treba močno spodbujati, saj je razvoj optičnih komunikacijskih tehnologij odvisen od napredka optoelektronskih naprav.
Z nenehnim povečevanjem omrežnih hitrosti so optični komunikacijski sistemi z-elektronsko hitrostjo ene valovne dolžine 40 Gbit/s že komercialno dostopni, sistemi s hitrostjo 160 Gbit/s pa se razvijajo v laboratorijih. Zato se morajo optoelektronske naprave prilagoditi tem hitrostim, vključno z razvojem-hitrostnih moduliranih laserjev. Uresničevanje ROADM (Reconfigurable Optical Add{6}}Drop Multiplexer) zahteva razvoj optičnih filtrov-nastavljivih valovne dolžine, laserjev-nastavljivih valovne dolžine in optičnih stikal, ki ponujajo velik prostor za inovacije.
Integracija številnih diskretnih optoelektronskih naprav ustvari integrirane optoelektronske naprave, ki ponujajo prednosti, kot so bogata funkcionalnost, majhnost, visoka hitrost in visoka zanesljivost. Majhne-integrirane optoelektronske naprave že obstajajo, vendar je treba razviti večje-integrirane optoelektronske naprave. Obstajata dva postopka za integrirane optoelektronske naprave: monolitna integracija in hibridna integracija. Hibridna integracija zmanjša kompleksnost in poveča donos. Ključna tehnologija za hibridno integracijo je Planar Lightwave Circuit (PLC), tiskano vezje z optičnim valovodom, na katerega je mogoče namestiti diskretne optoelektronske naprave. Trenutno komercialno dostopne integrirane optoelektronske naprave vključujejo 8-valovne laserske module, optične filtre AWG z valovno dolžino, ki presega 100 valovnih dolžin, optične dušilce AWG+ in optična stikala 32×32. Razvoj integriranih optoelektronskih naprav je trenutno v zgodnji fazi in moja država bi morala okrepiti raziskovanje in raziskave na tem področju.
