Viimastel aastatelfiiberoptiline sidetehnoloogiaon kiiresti arenenud ja sellest on saanud sidevaldkonna särav tipphetk. Tänu oma ainulaadsetele eelistele, nagu lai ribalaius, suur läbilaskevõime, elektromagnetiliste häirete suhtes vastupidavus ja odav hind, on fiiberoptilisest sidest saanud kiiresti erinevate sidevõrkude peamine edastusmeetod. Fiiberoptilise side edasine areng sisaldab endiselt tohutut potentsiaali.
Võrgundus, suur võimsus ja kiire
minu kodumaa peamine fiiberoptiline side magistraal on valmis, võimsusega Tbit/(s·km), mis on peaaegu kasutamata. 1980. aastate keskel jõudis digitaalse fiiberoptilise side kiirus 144 Mbit/s, mis oli võimeline edastama 1980 telefoniliini, ületades koaksiaalkaabli kandja kiirust. Sellest tulenevalt sai fiiberoptilisest sidest peavoolutehnoloogia ja see võeti laialdaselt kasutusele, asendades täielikult ülekande magistraalvõrgu kaablid. Lainepikkusjaotusega multipleksimise (WDM) tehnoloogia arenedes on praegune praktiline tase jõudnud 40 × 10 Gbit/s. Laboratoorsed tasemed ületavad seda kaugelt, 80 × 40 Gbit/s edastuskatsed on juba lõpetatud. WDM-tehnoloogia areng käib hoogsalt ning hinnanguliselt saab lähitulevikus reaalsuseks kommertstehnoloogia kiirusel 160 × 40 Gbit/s.
Pikk lainestamine
Ränidioksiidi optilise kiu minimaalne kaduväärtus on juba teoreetilise väärtuse lähedal. Kauge{1}}side saavutamiseks on vaja uusi kiudoptilisi materjale. Üldiselt nimetatakse üliväikeste, üle 2 μm kadudega optilisi kiude ultra-pika lainepikkusega optilisteks kiududeks (või infrapunakiududeks) ja sellistest kiududest valmistatud süsteeme nimetatakse ülipika lainepikkusega optilisteks kiududeks.
IP{0}}põhised kohaletoimetamisteenused
Viimastel aastatel on Interneti kiire arenguga IP-teenused plahvatuslikult kasvanud. Ennustused näitavad, et IP hakkab edastama erinevaid teenuseid, sealhulgas häält, pilti ja andmeid, moodustades tulevaste infovõrkude aluse. Samal ajal lisavad optilised transpordivõrgud, mille tuumaks on WDM ja mille eesmärgiks on intelligentsed optilised võrgud (ION) optilisse kihti, täiendavalt juhtsignaali, mis vastab tulevase võrgu nõudlusele mitme -granulaarsuse teabevahetuse järele, parandab ressursside kasutamist ja võrgurakenduste paindlikkust. Seetõttu on laialdaselt arutatud teema, kuidas luua järgmise põlvkonna-optiline võrk, mis suudab tõhusalt toetada IP-teenuseid.
Võrreldes traditsiooniliste teenustega on IP-teenustel märkimisväärne{0}}sarnasus, andmete asümmeetria ja serverite ülekoormus. Seetõttu ei ole IP-teenuseid kandvate optiliste võrkude jaoks järgmiseks suureks väljakutseks mitte ainult ilmsed nõudmised ülisuure võimsuse ja lairibajuurdepääsu järele, vaid ka vajadus optilise kihi järele, et pakkuda kõrgemat intelligentsust ja rakendada optilistes sõlmedes optilist ümberlülitust. Eesmärk on luua ökonoomne, tõhus, paindlikult skaleeritav optiline võrk, mis toetab teenuse QoS-i läbi optilise ja IP kihi kohandamise ja integreerimise, mis vastab IP-teenuste nõuetele infoedastus- ja -vahetussüsteemidele. Intelligentsed optilised võrgud tuginevad IP-võrkude intelligentsetele funktsioonidele, lisades olemasolevale optilisele transpordivõrgule juhttasandi kihi.
See juhttasand mitte ainult ei loo kasutajate jaoks ühendusi, pakub teenuseid ja juhib alusvõrku, vaid sellel on ka silmapaistvad omadused, nagu kõrge töökindlus, mastaapsus ja kõrge efektiivsus. See toetab erinevaid tehnilisi lahendusi ja erinevaid teenusenõudeid, esindades järgmise põlvkonna optilise võrgu{1}}ehituse arengusuunda.
Seetõttu on traditsiooniliste optiliste võrkude areng uue põlvkonna optiliste võrkude suunas, mis sobivad IP-teenuste edastamiseks, vältimatu tänu satelliiditeenuste nõudluse kiire kasvu ja WDM-i edastustehnoloogia pakutavate ülisuurte ribalaiuse ressursside kahekordsele stiimulile. Lisaks on ülemaailmse sidetööstuse ja sellega seotud valdkondade karmi konkurentsi tõttu suured telekommunikatsioonihiiud ja sideseadmete tootjad tõstnud Interneti-teenuste jaoks mõeldud paindlikumate, usaldusväärsemate ja odavamate -järgmise- põlvkonna optiliste võrkude uurimise ja innovatsiooni strateegilisele arengutasemele. Tuntud ülikoolid ja teadusasutused nii kodu- kui ka rahvusvaheliselt keskenduvad oma uurimistöös ka järgmise põlvkonna optilistele võrkudele ja nende peamistele tugitehnoloogiatele. Traditsioonilistelt optilistelt sidevõrkudelt järgmise põlvkonna optilisteks{7}}võrkudeks arenemise tempo kiireneb, eesmärgiga pakkuda Internetile kiiremat, laiemat, paindlikumat, tõhusamat ja intelligentsemat järgmise põlvkonna -optilist võrku.
Täielikult fotokeemiline
Traditsioonilised optilised võrgud saavutavad täieliku optilise ühenduvuse sõlmede vahel, kuid elektrooniliste komponentide kasutamine võrgusõlmedes piirab siiski praeguste sidevõrkude koguvõimsuse suurenemist. Seetõttu on tõeline -optiline võrk muutunud väga oluliseks uurimisteemaks. Täielik-optiline võrk asendab elektrilised sõlmed optiliste sõlmedega ja side sõlmede vahel on samuti täielikult optiline. Infot edastatakse ja vahetatakse alati valguse kujul. Lülitid ei töötle enam kasutajateavet bittide kaupa, vaid määravad marsruutimise lainepikkuse alusel. Kõik-optilised võrgud pakuvad suurepärast läbipaistvust, avatust, ühilduvust, töökindlust ja mastaapsust, pakkudes tohutut ribalaiust, üli-suurt võimsust, ülikõrget töötlemiskiirust ja madalat bitiveamäära. Võrgu struktuur on lihtne ja võrgu loomine väga paindlik, võimaldades igal ajal lisada uusi solme ilma signaali vahetamise ja töötlusseadmeid paigaldamata. Loomulikult ei saa kõigi{11}}optiliste võrkude arendamine olla sõltumatu paljudest sidetehnoloogiatest; see peab olema integreeritud Interneti, pangaautomaatide (ATM) võrkude, mobiilsidevõrkudega jne. Praegu on kõigi{13}}optiliste võrkude arendamine alles algusjärgus, kuid see on juba näidanud paljulubavaid väljavaateid. Arengu seisukohalt on tõelise optilise võrgukihi moodustamine, mis põhineb peamiselt WDM-il ja optilistel lülitustehnoloogiatel, puhtalt-optilise võrgu loomisel ja elektro-optiliste kitsaskohtade kõrvaldamisel, muutunud optilise side edasise arengu vältimatuks trendiks. See on tulevaste infovõrkude tuum, kommunikatsioonitehnoloogia arendamise kõrgeim tase ja ideaalne tase.
Seadme integreerimine
Optoelektrooniliste seadmete ja integreeritud optoelektrooniliste seadmete arendamist tuleb jõuliselt edendada, sest fiiberoptilise sidetehnoloogia areng sõltub optoelektrooniliste seadmete arengust.
Võrgukiiruste pideva suurenemisega on optilised sidesüsteemid ühe lainepikkusega elektroonilise kiirusega 40 Gbit/s juba kaubanduslikult saadaval, samas kui 160 Gbit/s kiirusega süsteeme arendatakse laborites. Seetõttu peavad optoelektroonilised seadmed nende kiirustega kohanema, sealhulgas suure kiirusega moduleeritud laserite väljatöötamisega. ROADM-i (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer) realiseerimine eeldab lainepikkusega-timmitavate optiliste filtrite, lainepikkusega-häälestavate laserite ja optiliste lülitite väljatöötamist, mis pakub märkimisväärset ruumi uuendustele.
Paljude diskreetsete optoelektrooniliste seadmete integreerimine loob integreeritud optoelektroonilised seadmed, mis pakuvad selliseid eeliseid nagu rikkalik funktsionaalsus, väiksus, suur kiirus ja kõrge töökindlus. Väikese-mastaabiga integreeritud optoelektroonilised seadmed on juba olemas, kuid suuremas{2}}mahus integreeritud optoelektroonilised seadmed tuleb välja töötada. Integreeritud optoelektrooniliste seadmete jaoks on kaks protsessi: monoliitne integreerimine ja hübriidintegratsioon. Hübriidintegratsioon vähendab keerukust ja suurendab saagikust. Hübriidintegratsiooni võtmetehnoloogia on Planar Lightwave Circuit (PLC), optilise lainejuhiga trükkplaat, millele saab paigaldada diskreetseid optoelektroonilisi seadmeid. Praegu hõlmavad kaubanduslikult saadavad integreeritud optoelektroonilised seadmed 8 lainepikkusega lasermooduleid, AWG optilisi filtreid lainepikkusega üle 100, AWG+ optilisi atenuaatoreid ja 32 × 32 optilisi lüliteid. Integreeritud optoelektrooniliste seadmete väljatöötamine on praegu algusjärgus ja minu riik peaks tugevdama selle valdkonna uurimist ja uurimistööd.
