Negli ultimi anni,tecnologia di comunicazione in fibra otticasi è sviluppata rapidamente ed è diventata un punto di forza nel campo delle comunicazioni. Con i suoi vantaggi unici come l'ampia larghezza di banda, la grande capacità, l'immunità alle interferenze elettromagnetiche e il basso costo, la comunicazione in fibra ottica è rapidamente diventata il metodo di trasmissione principale per varie reti di comunicazione. Il futuro sviluppo della comunicazione in fibra ottica conserva ancora un enorme potenziale.
Rete, alta capacità e alta velocità
è stata completata la principale dorsale di comunicazione in fibra ottica del mio Paese, con una capacità che raggiunge i Tbit/(s·km), che è quasi inutilizzata. A metà degli anni '80, la velocità della comunicazione digitale in fibra ottica raggiunse i 144 Mbit/s, in grado di trasmettere le linee telefoniche del 1980, superando la velocità della portante del cavo coassiale. Di conseguenza, la comunicazione in fibra ottica è diventata la tecnologia tradizionale ed è stata ampiamente adottata, sostituendo completamente i cavi nelle dorsali di trasmissione. Con lo sviluppo della tecnologia WDM (wavelength division multiplexing), l'attuale livello pratico ha raggiunto 40 × 10 Gbit/s. I livelli di laboratorio superano di gran lunga questo limite, con esperimenti di trasmissione a 80 × 40 Gbit/s già completati. Lo sviluppo della tecnologia WDM è in forte espansione e si stima che nel prossimo futuro la tecnologia commerciale a 160 × 40 Gbit/s diventerà una realtà.
Waveletizzazione lunga
Il valore di perdita minima della fibra ottica di silice è già vicino al valore teorico. Per ottenere comunicazioni a lunga-distanza, sono necessari nuovi materiali in fibra ottica. Generalmente, le fibre ottiche con una perdita estremamente bassa superiore a 2μm sono chiamate fibre ottiche a lunghezza d'onda ultra-lunga (o fibre ottiche a infrarossi) e i sistemi costruiti con tali fibre sono chiamati sistemi di comunicazione in fibra ottica a lunghezza d'onda ultra-lunga.
Servizi di consegna basati su IP-
Negli ultimi anni, con il rapido sviluppo di Internet, i servizi IP hanno registrato una crescita esplosiva. Le previsioni indicano che l’IP porterà vari servizi, tra cui voce, immagini e dati, costituendo le basi delle future reti di informazione. Allo stesso tempo, le reti di trasporto ottico, con WDM come nucleo e Intelligent Optical Networks (ION) come obiettivo, introducono ulteriormente la segnalazione di controllo nel livello ottico, soddisfacendo la domanda della rete futura per lo scambio di informazioni multi-granularità, migliorando l'utilizzo delle risorse e la flessibilità delle applicazioni di rete. Pertanto, come costruire una rete ottica di prossima-generazione in grado di supportare efficacemente i servizi IP è diventato un argomento ampiamente discusso.
Rispetto ai servizi tradizionali, i servizi IP presentano significative auto-similarità, asimmetria dei dati e congestione dei server. Pertanto, per le reti ottiche che trasportano servizi IP, la prossima grande sfida non è solo l'ovvia richiesta di capacità ultra-elevata e accesso a banda larga, ma anche la necessità che il livello ottico fornisca un'intelligenza superiore e implementi la commutazione ottica nei nodi ottici. L'obiettivo è quello di creare una rete ottica economica, efficiente, flessibile e scalabile che supporti la QoS del servizio attraverso l'adattamento e l'integrazione dei livelli ottico e IP, soddisfacendo i requisiti dei servizi IP per i sistemi di trasmissione e scambio di informazioni. Le reti ottiche intelligenti attingono alle caratteristiche intelligenti delle reti IP, aggiungendo un livello di piano di controllo alla rete di trasporto ottico esistente.
Questo piano di controllo non solo stabilisce connessioni per gli utenti, fornisce servizi e controlla la rete sottostante, ma vanta anche caratteristiche eccezionali come elevata affidabilità, scalabilità ed alta efficienza. Supporta diverse soluzioni tecniche e diversi requisiti di servizio, rappresentando la direzione di sviluppo della costruzione della rete ottica di prossima-generazione.
Pertanto, spinta dal duplice stimolo della rapida crescita della domanda di larghezza di banda da parte dei servizi satellitari e delle risorse di larghezza di banda ultra-larghe fornite dalla tecnologia di trasmissione WDM, l'evoluzione delle reti ottiche tradizionali verso una nuova generazione di reti ottiche adatte alla trasmissione di servizi IP è inevitabile. Inoltre, a causa della feroce concorrenza che si trova ad affrontare il settore delle comunicazioni globali e i settori correlati, i principali giganti delle telecomunicazioni e i produttori di apparecchiature di comunicazione hanno portato la ricerca e l'innovazione di reti ottiche di prossima generazione per i servizi Internet più flessibili, affidabili e a costi inferiori a un livello di sviluppo strategico. Anche università e istituti di ricerca rinomati a livello nazionale e internazionale stanno concentrando la loro ricerca sulle reti ottiche di prossima-generazione e sulle relative principali tecnologie di supporto. Il ritmo dell'evoluzione dalle tradizionali reti di comunicazione ottica alle reti ottiche di prossima-generazione sta accelerando, con l'obiettivo di fornire a Internet una rete ottica di prossima-generazione più veloce, più ampia, più flessibile, più efficiente e più intelligente.
Completamente fotochimico
Le reti ottiche tradizionali raggiungono la piena connettività ottica tra i nodi, ma l'uso di componenti elettronici nei nodi della rete limita ancora l'aumento della capacità totale delle attuali reti di comunicazione. Pertanto, una vera rete interamente-ottica è diventata un argomento di ricerca molto importante. Una rete tutta-ottica sostituisce i nodi elettrici con nodi ottici e anche la comunicazione tra i nodi è interamente ottica. Le informazioni vengono sempre trasmesse e scambiate sotto forma di luce. Gli switch non elaborano più le informazioni dell'utente bit per bit, ma determinano il routing in base alla lunghezza d'onda. Tutte le-reti ottiche offrono eccellente trasparenza, apertura, compatibilità, affidabilità e scalabilità, fornendo un'enorme larghezza di banda, una capacità ultra-grande, una velocità di elaborazione estremamente elevata e un basso tasso di errore di bit. La struttura della rete è semplice e il networking è molto flessibile, consentendo l'aggiunta di nuovi nodi in qualsiasi momento senza installare apparecchiature di commutazione ed elaborazione del segnale. Naturalmente, lo sviluppo di tutte le-reti ottiche non può essere indipendente da numerose tecnologie di comunicazione; deve essere integrato con Internet, reti ATM (Automated Teller Machine), reti di comunicazione mobile, ecc. Attualmente, lo sviluppo di tutte le-reti ottiche è ancora nelle fasi iniziali, ma ha già mostrato prospettive promettenti. Da una prospettiva di sviluppo, la formazione di un vero livello di rete ottica basato principalmente su WDM e tecnologie di commutazione ottica, che istituisce una rete puramente-ottica ed elimina i colli di bottiglia elettro-ottici è diventata una tendenza inevitabile nello sviluppo futuro della comunicazione ottica. È il nucleo delle future reti di informazione, il livello più alto di sviluppo della tecnologia della comunicazione e il livello ideale.
Integrazione del dispositivo
Lo sviluppo di dispositivi optoelettronici e di dispositivi optoelettronici integrati deve essere promosso con vigore perché lo sviluppo della tecnologia di comunicazione in fibra ottica dipende dal progresso dei dispositivi optoelettronici.
Con il continuo aumento della velocità della rete, sono già disponibili in commercio sistemi di comunicazione ottica con una velocità elettronica a singola-lunghezza d'onda di 40 Gbit/s, mentre sistemi con una velocità di 160 Gbit/s sono in fase di sviluppo nei laboratori. Pertanto, i dispositivi optoelettronici devono adattarsi a queste velocità, compreso lo sviluppo di laser modulati ad alta-velocità. La realizzazione di ROADM (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer) richiede lo sviluppo di filtri ottici regolabili in lunghezza d'onda-, laser regolabili in lunghezza d'onda-e interruttori ottici, offrendo un notevole spazio per l'innovazione.
L'integrazione di molti dispositivi optoelettronici discreti crea dispositivi optoelettronici integrati, che offrono vantaggi come funzionalità avanzate, dimensioni ridotte, alta velocità ed elevata affidabilità. Esistono già dispositivi optoelettronici integrati su scala-su piccola scala, ma è necessario sviluppare dispositivi optoelettronici integrati-su scala più ampia. Esistono due processi per i dispositivi optoelettronici integrati: integrazione monolitica e integrazione ibrida. L'integrazione ibrida riduce la complessità e aumenta la resa. La tecnologia chiave per l’integrazione ibrida è il Planar Lightwave Circuit (PLC), un circuito stampato con una guida d’onda ottica su cui possono essere montati dispositivi optoelettronici discreti. Attualmente, i dispositivi optoelettronici integrati disponibili in commercio includono moduli laser a 8 lunghezze d'onda, filtri ottici AWG con lunghezze d'onda superiori a 100 lunghezze d'onda, attenuatori ottici AWG+ e interruttori ottici 32×32. Lo sviluppo di dispositivi optoelettronici integrati è attualmente nelle sue fasi iniziali e il mio Paese dovrebbe rafforzare la propria esplorazione e ricerca in questo campo.
