摘要：近年来，现代光纤通信技术得到了迅速的发展，相较于传统的通信技术，现代光纤通信技术拥有的优势非常多，主要包括传输速率快、容量大、保密性强以及损耗低等，正是因为这些优势，现代光纤通信技术才在我国得到迅速普及，为我国经济和科技领域的发展做出了巨大的贡献。文章主要对传送网光纤技术的发展趋势进行研究。
关键词：光纤通信技术；传送网；发展趋势
1光纤通信技术简述
光纤指的就是光导纤维，这是一种新型的信息传播媒介，信息在传输过程中可以将光纤当作载体，能够大幅提高信息传输效率，使信息以最快的速度传送到接收终端，同时，光纤这种传播媒介具有很强的安全性，在传输过程中基本上不会出现信息泄露问题。正因如此，这种新的传播媒介在各个领域中的应用都越来越广泛，为社会和经济的快速发展提供有力的支撑。光纤是由华裔、学者、高于20世纪六十年明的，自光纤被发现之后，光纤通信技术步入了快速发展阶段，发展范围迅速扩散到了全球各地。相较于传统的通信技术，光纤通信技术主要拥有以下几种优势。一是传播效率快。在传统的通信技术中，通常都是将铜线当作传输媒介，这种材料的信息传播速度非常缓慢，而在光纤通信技术中采用光纤，在传播速度上有着绝对的优势。二是实用性强。相较于传统的铜线，光纤使用成本更低，在生产过程中不需要在材料采购方面投入过多的资金，同时，光纤的线路结构非常紧密，比起之前的传输线路更加简单轻巧，所以，其实用性是非常强的[1]。三是双向网络。在光纤通信技术的支持下，用户和用户之间的互动更加便捷，可以实现实时互动，而这也在很大程度上优化了用户的使用体验。四是抗干扰能力强。由于光纤本身的特殊性，在使用光纤通信技术来进行信息传输的时候，不需要担心被其他信号源所干扰，同时，其安全性也非常高，基本不会出现信息数据泄漏的问题。虽然光纤通信技术拥有着非常多的优势，但是其应用弊端也是有很多的，其中主要包括机械强度低、容易损坏以及安装难度较大等。相较于其他通信材料，光纤通信材料更加脆弱，在安装过程中，对安装人员的技术水平有非常高的要求，同时，对生产设备的精密度要求也非常高，且生产设备需要定期维护保养，维保成本相对较高。
2光纤通信技术发展近况分析
目前，光纤通信已经是一种至关重要的通信技术，在很多网络项目建设时被应用。比如，当前城域网的核心骨干网，在建设过程中采用的就是光传送网，也就是OTN，使速率从原来的2.5Gbps提升到了40Gbps，信息传输速度得到了大幅度的提升[2]。在数十年的发展历程中，光纤通信技术还发展出了高速电光调制、光数字处理、超通道以及相干检测等技术，速率更是得到了进一步的提升，其中超通道技术更是可以将光纤通信的速率提升到1Tbps。
3传送网中的光纤通信技术
3.1从DWDM到OTN
密集波分复用（DWDM）是一种光载波合成与分离技术，利用该技术可以将光纤1550nm低损耗窗口划分为若干单独通道，再使用光合波器把若干通道中的信号合成为一路，然后再使用光分波器将光载波分离，从而使信号能够以最快的速度从发出端到达接收端。DWDM发展趋势：该技术的最高通道传输速率已经达到了40Gbps，波长复用数量达到了160波，同时，采用该技术来进行传输，传输距离可达到2000km以上。DWDM技术已经朝着全光网络（OTN）的方向发展，未来，通信传输速率将更高且传输距离也进一步增加。
3.2从ASON到WSON
自动交换光网络（ASON）技术的主要作用就是在光网络传输平面与管理平面的基础上增加控制平面，该平面在光传输网络中发挥着优化传输链路带宽配置的重要作用，通过应用ASON技术，可以使光传输网络的智能化水平得到大幅提高[3]。ASON技术在开发过程中充分结合了WDM光网络的各种优势，并在此基础上进行了技术层面的改善，ASON光网络的传输容量非常高，且传输成本也比其他光传输网络更低，具有经济性较好的优势。波长交换光网络（WSON）是针对控制平面开发的技术，该技术能够实现对信号指令、链路管理以及光层损伤的控制。其中，信号指令的控制主要扩展了原有的GMPLS协议，进而实现波长层面的连接管理。
3.3从PTN到IPRAN
分组传送网（PTN）是一种把光传输信号分组，然后以分组为单位来进行信号传输的技术，该技术的分组架构充分融入了MSTP以及MPLS等技术优势，能够兼容更多的业务类型，其中，电信级以太网业务对这项技术的应用较为广泛。PTN的分组管道在设定过程中采用了QoS技术来支撑，具有着非常高的可靠性与稳定性，适用于复杂程度较高的数据业务。IPRAN技术是城域网为了优化基站回传场景而采用的一种技术，IPRAN的核心技术就是路由技术，可以实现网络的无线连接。另外，还包含了如标记技术、监控技术、调度技术、拥塞控制技术[4]。
4光纤通信技术的现实应用
作为我国通信领域中一个核心技术，光纤通信技术的应用范围非常广泛，不仅可应用在了物联网、互联网+以及高清视频传输等领域，在云计算、大数据以及自动化控制等方面也发挥着至关重要的作用，为这些领域的发展提供了优质的网络传输服务。本节主要从核心网、城域网和接入网等几个方面来对光纤通信技术的应用进行深入分析。
4.1核心网
4.1.1OTN组网关键
就目前来看，在核心网网络结构中，OTN组网是最为关键的一部分，是一种刚性带宽通道，通道的数据传输速率是相对固定的，但是可以根据实际需求，对通道带宽进行适当的调整，带宽越大通道的数据传输速率也就越高，所以，其具有非常好的可扩展性。同时，OTN组网中的网络延非常小，基本可以忽略不计，因此，在5G网络即将大范围普及的背景下，OTN组网能够很好地满足5G网络发展要求。在核心网网络结构中，OTN组网的的主要作用就是负责光信号的传输，因此，OTN组网被定位为核心网的骨干传送网。OTN组网中的网元主要包括光线路放大站（OLA）、电中继站（REG）以及光终端复用站（OTM）。该组网的网络结构并不是固定的，可以呈现出链形网络结构，同时也能呈现出环形网络结构。在OTN组网应用过程中需要注意以下几个要点[5]。一是要充分考虑光功率。在进行OTN组网工作之前，需要对OTN运行过程中需要使用的光功率进行准确测算，确保光功率设定的合理性。二是要重点考虑色散问题。对于OTN组网来说，色散是影响该网络结构正常运行的一个关键因素，所以，需要采取相应的措施来解决色散问题。三是要考虑光信噪比问题。这一问题是影响光信号传输距离的一个主要因素，光信噪比是否合理直接关系着OTN组网光信号传输距离的长短，所以，在OTN组网阶段需要重点考虑这一问题。
4.1.2基于5G的OTN演进
在光纤通信技术发展过程中，软件定义光网络是十分重要的一个发展趋势，所以，基于这一趋势，需要引入SDN，从而将OTN转变成SDON网络。就目前来看，SDON网络的应用仍然处于初步的实验阶段，并没有真正地实现大范围的应用，该网络要想实现全方位的推广与应用，还需要突破很多的技术难点，其中主要有以下几种技术难点：怎样跨区域实现OVPN控制、怎样确保光信号传输过程中的低抖动、怎样减少光信号传输过程中的延时以及怎样对网络资源进行合理配置等。虽然SDON网络还没有实现大范围的应用，不过其仍然是5G网络时代的一个重要的发展趋势，所以，对SDON网络的应用进行分析是非常有必要的。从SDON网络应用方案来看，其主要核心就是SDNController，其实现方式主要分为以下三个研究方向：SDN与OpenFlow协议、SDN与OpenFlow兼容ASON功能、直接运用PCE机制[6]。
4.2城域网
在城域网建设人们希望用一张网来解决所有的问题，实现功能的集中化，将所有网络技术都集中到一个网络中，现如今，城域网建设中最常用一个方案就是OTN+PTN融合，形成POTN网络。相较于其他网络结构，城域网对设备的要求更高，设备的采购和维护成本都非常高，同时，设备还存在利用率较低的问题，在设备运行过程中需要投入非常多的成本。为了使这些问题得到有效解决，减少城域网的建设和运营成本，POTN是最适合的一种解决方案。通过POTN网络的应用，可以使设备成本和维护成本大幅度降低，使城域网的经济性得到有效提高。目前，POTN在应用过程中，通常都被设置在城域网的汇聚层或者核心层。在汇聚层应用POTN的时候，需要充分考虑OTN有没有下沉到汇聚层，如果OTN没有下沉到汇聚层，那么应采用OLT来连接PTN，从而使网络升级为POTN。如果OTN下沉到了汇聚层，应采用OLT连接OTN，并由PTN来负责移动业务。如果宽带需求为100GE，PTN无法满足宽带需求，需要对PTN进行升级，可以使用POTN设备来搭建平台，进而提高宽带容量。在POTN设备中，100GE是最基础的一个接口，另外，设备中的（OTU4）NNI接口、UNI/NNI接口在分组业务上的承载能力更强，可以承载对宽带要求更高的LTE业务[7]。在POTN网络中，专线业务可以使用L2VPNOVERMPLS-TPOVERODUK模式来进行承载，而CBR业务，则应使用L1OVERODUK模式来进行承载。
4.3接入网
接入网是直接面向个体用户的一种网络结构，随着光纤通信技术的快速发展，光纤到户网络建设工程也在持续推进，在接入网中应用光纤通信技术，最关键的一个环节就是要实现FTTH。当前，FTTH已经由有以下两种实现方法：一种是GPON，一种是EPON，这两种不同的实现方法都是由PON技术演变而来的。在这两种实现方法中，最有效的一种实现方法就是GPON，这是世界通信领域公认的一种FTTH实现方案。GPON与ONT之间存在着诸多的相似之处，都是从OLT中接入一条主光纤通道，然后经过ODN端连接到用户的光信号接收设备上。FTTH是一种直接连接用户端的光纤接入方式，每一个用户使用一条独立的光纤通道，光纤通道的最大带宽为100Mbps。在采用FTTH方式时，必须要充分考虑用户的实际需求，根据用户的需求来对带宽容量进行合理设置。就目前来看，大多数家庭用户在使用光纤网络的时候，都是玩网络游戏、看电视等，这两种业务占据的带宽是最大的。因此，可以根据家庭用户的这一特点，来对带宽容量需求进行准确估算，并根据估算结果来设置FTTH接入的带宽容量。互联网接入业务的下行带宽一般可以控制在4Mbps，上行带宽可以控制在1Mbps，视频监控业务下行带宽需求0.01Mbps，上行1Mbps，约有30%的用户申请该业务[8]。IPTV下行带宽需要达到19Mbps以上，VoD下行带宽需求至少约为8Mbps，上行带宽为0.1Mbps，约有30%的用户申请该业务。通过对这些带宽需求的详细测算得知，下行带宽总需求约为31.1Mbps，上行带宽需求约为2.2Mbps，可以以此为依据对GPON光纤带宽容量进行合理设置。
5光纤通信技术的发展
现代光通信概念是在1880年被提出的，美国的贝尔发明了“光电话”。原理是用振动的语音声波调制阳光，将已调光波通过镜面反射入大气传输至终端，终端接收机将连续语音光信号通过光电池还原。此技术不能实用的原因有二：一是没有可靠的、高强度的光源，二是没有稳定的、低损耗的传输介质1960年，红宝石激光器由梅曼发明，它可产生波长大约694nm的单色相干光。1970年，损耗为20dB/km的石英光纤由康宁研制成功。启动了光纤通信的序幕，所以1970年被称为光纤通信的元年。我国对光纤通信技术的研究始于1974年，标志性事件是武汉邮电科学研究院光通信研究室的组建。光纤通信技术的发展进程：①开发阶段，从基础研究到商业应用。②大发展阶段，提高传输速率和增加传输距离。③新技术研究阶段，以超大容量和超长距离为目标。④研究光纤通信新技术和超长距离的光孤子通信技术等。⑤光纤通信系统的研究和开发，具备超宽带宽、超长距离、光交换、智能化的特征。随着光复用（OTDM,OFDM,OWDM）技术和光交换技术的发展成熟，光纤通信系统的速率将更高、容量更大，逐步向信源到信宿之间全部采用光交换与传输演进。
6结束语
作为一种现代信息传输技术，光纤通信技术近年来得到了迅速的发展，并得到了广泛应用，在未来的发展中，光纤通信技术必然会朝着超高速、智能化以及分组化的方向发展。
作者：李鑫 单位：61623部队