網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是從1990年代中期發(fā)展起來的新技術(shù),它把互聯(lián)網(wǎng)上分散的資源融為有機整體,實現(xiàn)資源的全面共享和有機協(xié)作,使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。資源包括高性能計算機、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源、專家資源、大型數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、傳感器等。 當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)只限于信息共享,網(wǎng)絡(luò)則被認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段。 光纖接入技術(shù)目前還是非常主流的接入技術(shù),也出現(xiàn)很多不同的光纖接入技術(shù),這些技術(shù)的出現(xiàn),也彌補了很多接入技術(shù)的不足,同時也給用戶更多的方便。
1.傳輸用光纖
光纖技術(shù)在傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用,首先是通過各種不同的光網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的。截止目前建設(shè)的各種光纖傳輸網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本上可以分為三類:星形、總線形和環(huán)形。而進(jìn)一步從網(wǎng)絡(luò)的分層模型來說,又可以把網(wǎng)絡(luò)從上到下分成若干層,每一層又可以分為若干個子網(wǎng)。也就是說,由各個交換中心極其傳輸系統(tǒng)構(gòu)成的網(wǎng)與網(wǎng)還可以繼續(xù)化分為若干個更小的子網(wǎng),以便使整個數(shù)字網(wǎng)能有效地通信服務(wù),全數(shù)字化的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISON)是通信網(wǎng)的總目標(biāo)。ADSL和CATV的普及、城域接入系統(tǒng)容量的不斷增加,干線骨干網(wǎng)的擴容都需要不同類型的光纖擔(dān)當(dāng)起傳輸?shù)闹厝巍?
2.色散補償光纖(DCF)
光纖色散可以使脈沖展寬,而導(dǎo)致誤碼。這是在通信網(wǎng)中必須避免的一個問題,也是長距離傳輸系統(tǒng)中需要解決的一個課題。一般來說,光纖色散包括材料色散和波導(dǎo)結(jié)構(gòu)色散兩部分,材料色散取決于制造光纖的二氧化硅母料和摻雜劑的分散性,而波導(dǎo)色散通常是一種模式的有效折射率隨波長而改變的傾向。色散補償光纖是在傳輸系統(tǒng)中用來解決色散管理的一種技術(shù)。非色散位移光纖(USF)以正的材料色散為主,它與小的波導(dǎo)色散合并以后,在1310nm附近產(chǎn)生零色散。而色散位移光纖(DSF)和非零色散位移光纖(NZDSF)是采用技術(shù)手段后,故意把光纖的折射率分布設(shè)計為可產(chǎn)生與材料色散相比的波導(dǎo)色散,是材料色散和波導(dǎo)色散相加后,DSF的零色散波長就移到了1550nm附近。1550nm波長是當(dāng)今通信網(wǎng)中應(yīng)用最多的一個波長。在海底光纜傳輸系統(tǒng)中,則是通過把兩種分別具有正色散和負(fù)色散的光纖相互結(jié)合來組成傳輸系統(tǒng)進(jìn)行色散管理的。隨著傳輸系統(tǒng)的距離增長和容量的增加,大量的WDM和DWDM系統(tǒng)投入使用。在這些系統(tǒng)中,為了進(jìn)行色散補償又研制出了可在C波段和L波段上工作的雙包層和三包層折射率分布的DCF。在C波段上可進(jìn)行色散補償?shù)腟MF的色散值為60~65 Ps/nm/km,其有效面積(Apff)達(dá)到23~28m2, 損耗為0.225~0.265 dB/km。
3.放大用光纖
在石英光纖芯層內(nèi)摻雜稀土元素就可以制成放大光纖了,如摻鉺放大光纖(EDF)、摻銩放大光纖(TOF)等等。放大光纖與傳統(tǒng)的石英光纖具有良好的整合性能,同時還具有高輸出、寬帶寬、低噪聲等許多優(yōu)點。用放大光纖制成的光纖放大器(如EDFA)是當(dāng)今傳輸系統(tǒng)中應(yīng)用最廣的關(guān)鍵器件。EDF的放大帶寬已從C波段(1530~1560nm)擴大到了L波段(1570~1610nm,放大帶寬達(dá)80nm 。最新研究成果表明EDF也可在S波段(1460~1530nm)進(jìn)行放大,業(yè)已制造出感應(yīng)喇曼光纖放大器,在S波段上進(jìn)行放大。
對于L波段(1530~1560nm)放大光纖,在高輸出領(lǐng)域已研發(fā)出了雙包層光纖。其中第一包層多模傳輸泵浦光,在纖芯單模包層傳輸信號光并摻雜釘(Yd)作感光劑,以增大吸收系數(shù)。
在解決光纖的非線性方面,采用共摻雜Yb或La(鑭)等稀土元素制作出EYDF光纖。這種光纖幾乎無FWM發(fā)生。這是因為Yb離子與Er離子集結(jié)后增大了Er離子集結(jié)后增大了Er離子間的距離,解決了由于Ev 離子過度集中集結(jié)而引起的濃度消光,同時也增加了Er離子摻雜量,提高了增益系數(shù),從而降低了非線性。
對于L波段(1570~1610nm)放大光纖,已報導(dǎo)日本住友電工研發(fā)的采用C波段EDF需要長度的1/3短尺寸EDF而擴大到L波段的EDF。制作成功適合40Gb/s高速率傳輸,總色散為零的L波段三級結(jié)構(gòu)光纖放大器。該放大器第一段為具有負(fù)色散的常規(guī)EDF,而第二、三段波長色散值為正值的短尺寸EDF。
對于S波段(1460~1530nm)放大光纖,日本NEC公司采用雙波長泵浦GS—TD FA進(jìn)行了10.92 Tb/S的長距離傳輸試驗,利用1440nm和1560nm雙波長激光器(LD)實現(xiàn)了29%的轉(zhuǎn)換率;NTT采用單波和1440nm雙通道泵浦激光器實現(xiàn)了42%的轉(zhuǎn)換率(摻銩濃度為6000ppm);Alcatei公司采用1240和1400nm多波喇曼激光器實現(xiàn)了48%轉(zhuǎn)換率,同時利用800nm 鈦蘭寶石激光器和1400多級喇曼激光器雙波長泵浦實現(xiàn)了50%的轉(zhuǎn)換率,最新報導(dǎo)日本旭硝公司又提出了以鉍(Bi)族氧化物玻璃為基質(zhì)材料的S波段泵浦放大方案。簡言之,需要解決的主要技術(shù)課題是如何降低聲子能量成份的纏雜量和提高量子效率問題。
網(wǎng)絡(luò)的神奇作用吸引著越來越多的用戶加入其中,正因如此,網(wǎng)絡(luò)的承受能力也面臨著越來越嚴(yán)峻的考驗―從硬件上、軟件上、所用標(biāo)準(zhǔn)上......,各項技術(shù)都需要適時應(yīng)勢,對應(yīng)發(fā)展,這正是網(wǎng)絡(luò)迅速走向進(jìn)步的催化劑。
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