Nuevos desarrollos en la industria de comunicaciones por fibra óptica de mi país

En los últimos años, con el avance de la tecnología, la reforma del sistema de gestión de las telecomunicaciones y la paulatina e integral apertura del mercado de las telecomunicaciones, el desarrollo de las comunicaciones por fibra óptica ha mostrado una nueva situación de vigoroso desarrollo. Se espera que en el año 2000 la red mundial de transmisión de información esté completa. Más del 80% del negocio se completará mediante comunicaciones por fibra óptica.

1 Cambio integral en el sistema de transmisión

La comunicación tradicional por fibra óptica se basa en el sistema de transmisión cuasi síncrono (PDH) a medida que la red se vuelve más compleja y más grande y los requisitos de los usuarios aumentan. Día a día, este sistema de transmisión está exponiendo una serie de deficiencias inherentes inevitables. Ha surgido un nuevo sistema de transmisión que combina orgánicamente tecnología de transmisión de fibra óptica de alta velocidad y gran capacidad y tecnología de elementos de red inteligente: la red de transmisión óptica síncrona. Se llamará Jerarquía Digital Sincrónica (SDH).

Este sistema técnico ha recibido un amplio apoyo desde su nacimiento, con ventas anuales que superan los 7 mil millones de dólares. Nuestro país también se ha convertido en uno de los principales países SDH del mundo. Curiosamente, los países y regiones vecinos de mi país, como Japón, Corea del Sur y Taiwán, que han estado utilizando el sistema SONET norteamericano, también han decidido sucesivamente cambiar del sistema SONET al sistema SDH.

2 Desarrollo hacia sistemas de ultra alta velocidad

El desarrollo de las comunicaciones tradicionales por fibra óptica siempre se ha basado en el método de multiplexación por división de tiempo (TDM) de las señales eléctricas siempre que se realice la transmisión. La tasa de transmisión aumenta 4 veces, la tasa de transmisión aumenta 4 veces. El costo por bit se ha reducido entre un 30% y un 40%, por lo que los beneficios económicos de los sistemas de alta velocidad de bits han crecido aproximadamente de manera exponencial. La tasa de sistemas de comunicación de fibra óptica ha seguido aumentando durante los últimos 20 años. En la actualidad, los sistemas comerciales han aumentado de 45 Mb/s a 10 Gb/s y pueden transportar 120.000 canales de voz. Su velocidad ha aumentado 2.000 veces en 20 años, lo que es mucho más rápido que la tasa de integración de la tecnología microelectrónica durante el mismo período. La aparición de sistemas de alta velocidad no sólo aumenta la capacidad de transmisión de servicios, sino que también brinda la posibilidad de implementar una variedad de nuevos servicios, especialmente servicios de banda ancha y servicios multimedia. En la actualidad, se han comenzado a equipar sistemas de 10 Gb/s con redes por lotes y se han instalado más de 1000 terminales en todo el mundo. También hay un pequeño número de sistemas experimentales y comerciales principalmente en Norteamérica, Europa, Japón y Australia. .

3 Evolución a un sistema de multiplexación por división de longitud de onda de capacidad ultragrande

Como se mencionó anteriormente, el potencial de expansión del sistema de multiplexación por división de tiempo eléctrico se ha agotado. Sin embargo, el recurso de ancho de banda disponible de 20 Onm. De la fibra óptica solo se utiliza menos del 1% y el 99% de los recursos aún están por descubrir. Si se transmiten simultáneamente múltiples señales de fuentes de luz con longitudes de onda de transmisión adecuadamente escalonadas a través de una fibra óptica, la capacidad de transmisión de información de la fibra óptica se puede aumentar considerablemente. Ésta es la idea básica de la multiplexación por división de longitud de onda (WDM). En vista de los grandes avances tecnológicos y de los impulsores del mercado de los últimos años, los sistemas de multiplexación por división de longitud de onda se han desarrollado muy rápidamente. Si se considera 1995 como el año del despegue, sus ventas globales fueron sólo de 100 millones de dólares y se espera que superen los 4 mil millones de dólares en 2000 y los 12 mil millones de dólares en 2005. La rápida tendencia de desarrollo es sorprendente. En la actualidad, hay más de 2.000 sistemas WDM instalados en el mundo y la capacidad máxima de los sistemas prácticos ha alcanzado los 160 Gb/s (16 × 10 Gb/s). Lucent de Estados Unidos anunció que lanzará un sistema WDM de 160 Gb/s. 80 longitudes de onda a finales de año, con una capacidad total de hasta 200Gb/s (80×2,5Gb/s) o 400Gb/s (40×10Gb/s). El nivel más alto en el laboratorio alcanzó los 2,6THz (132×20Gb/s). Se puede considerar que el desarrollo de sistemas de multiplexación por división de longitud de onda densa de capacidad ultragrande en los últimos dos años es otro hito histórico en la historia del desarrollo de las comunicaciones por fibra óptica, sentando una base sólida para la autopista de la información global.

4 Realización de redes totalmente ópticas

Aunque la práctica tecnología del sistema de multiplexación por división de longitud de onda mencionada anteriormente tiene una enorme capacidad de transmisión, es básicamente un sistema basado en comunicación punto a punto. Su flexibilidad y confiabilidad aún no son ideales. Si la función de agregar y soltar y la función de conexión cruzada similar a SDH en el circuito se pueden implementar en la ruta óptica, sin duda será aún más poderosa y agregará una nueva capa de potencia. Con base en esta idea básica, se han desarrollado con éxito en el laboratorio un multiplexor óptico de adición y caída (OADM) y un equipo óptico de conexión cruzada (OXC), que pueden implementar directamente funciones de subida/bajada y de conexión cruzada para señales de diferentes longitudes de onda en la red. camino óptico.

El propósito básico de realizar redes ópticas es:

·Realizar una red óptica de capacidad ultragrande (un par de fibras ópticas puede alcanzar 80 ~ 320 Gb/s);

·Para lograr la escalabilidad de la red, permitiendo que la cantidad de nodos y el volumen de negocios de la red continúen creciendo;

·Lograr la reconfigurabilidad de la red para lograr el propósito de reorganizar la red de manera flexible;

·Logra transparencia de la red, Permite la interconexión de señales de cualquier sistema y formato;

·Logra una rápida recuperación de la red, con tiempo de recuperación de hasta 100ms.

En vista de las enormes ventajas potenciales de las redes ópticas antes mencionadas, los países desarrollados han invertido una gran cantidad de mano de obra, recursos materiales y financieros en investigaciones preliminares, especialmente la Agencia de Investigación Avanzada del Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DARPA). financió una serie de proyectos de redes ópticas. Las redes totalmente ópticas se han convertido en otro nuevo clímax del desarrollo de las comunicaciones ópticas después de las redes eléctricas SDH. No es exagerado llamar a 1998 el año de las redes ópticas. Sus trabajos de normalización estarán básicamente terminados en 1999 y sus equipos se comercializarán alrededor del año 2000. La construcción de la red óptica troncal nacional más transparente, altamente flexible y de gran capacidad no sólo puede sentar una base física sólida para la futura Infraestructura Nacional de Información (INI), sino que también desempeña un papel vital en la industria de la información y la economía nacional de mi país en El despegue y la seguridad nacional tienen una importancia estratégica extremadamente importante.

5 El clímax de la construcción de fibra óptica de nueva generación y cable óptico de nueva generación

5.1 Nueva generación de fibra óptica de dispersión distinta de cero

El público actual El campo de las telecomunicaciones está casi dominado por la fibra óptica monomodo. Unifica el mundo. Sin embargo, con el rápido crecimiento de la demanda de capacidad de la red de fibra óptica, la velocidad de transmisión ha aumentado a 10 Gb/s, también ha comenzado a aplicarse la tecnología de multiplexación por división de longitud de onda y la distancia de transmisión sin regeneración también se ha ampliado rápidamente con la introducción de Amplificadores de fibra óptica. Ante esta nueva situación de velocidad ultraalta, capacidad ultragrande y distancia de transmisión ultralarga, la fibra óptica monomodo tradicional de dispersión sin cambios (llamada fibra óptica G.652) se ha visto expuesta a una situación de potencia insuficiente. En respuesta a las debilidades de la fibra óptica G.652, en los últimos dos años ha surgido un nuevo tipo de fibra óptica de dispersión distinta de cero, llamada fibra óptica G.655. Se trata de un nuevo tipo de fibra óptica especialmente diseñado para la próxima generación de sistemas de multiplexación por división de longitud de onda de gran capacidad. En la actualidad, los cables ópticos troncales recién instalados en América del Norte han abandonado la fibra óptica G.652 y la fibra óptica G.653 y todos han recurrido a la fibra óptica G.655. También ha aparecido la segunda generación de fibra óptica G.655, una fibra óptica con un gran diámetro de núcleo efectivo. Tiene un valor de especificación de dispersión más razonable, que puede superar de manera más efectiva la influencia de la no linealidad de la fibra y aliviar fundamentalmente la limitación de. aumentando la capacidad del sistema. Es más adecuado para sistemas de multiplexación por división de longitud de onda de alta densidad basados ​​en 10 Gb/s y representa la última dirección de desarrollo de la fibra óptica troncal.

5.2 Una nueva ronda de clímax en la construcción de cables ópticos troncales

En los últimos años, se creía en general que la construcción de cables ópticos troncales en los países desarrollados básicamente había terminado. En los últimos dos años, la explosión de los servicios IP ha llevado a un clímax de una nueva ronda de construcción de cables ópticos troncales. La enorme demanda de capacidad de red causada por el crecimiento. Por esta razón, muchas empresas de telecomunicaciones con visión de futuro, especialmente aquellas empresas de telecomunicaciones emergentes que operan principalmente servicios IP, han iniciado una nueva ronda de construcción a gran escala de redes de cable óptico. Tomemos como ejemplo la famosa empresa emergente Qwest. Tiene previsto construir un total de 25.000 kilómetros de cables ópticos hasta finales de 1998, cubriendo todo Estados Unidos. Se caracteriza por el uso de la última fibra óptica G.655 y una densidad de fibra de hasta 120 núcleos. Empresas como Worldcom, Global Link y Level 3 están construyendo redes troncales a nivel nacional, todas utilizando fibra óptica G.655.

6 IP sobre SDH e IP sobre Óptico

Los servicios de datos basados ​​en servicios IP son la principal fuerza impulsora para el desarrollo de la actual industria mundial de la información. Por lo tanto, si pueden apoyar eficazmente. Los servicios IP se han convertido en un símbolo de si una nueva tecnología puede tener una larga vida técnica.

En la actualidad, tanto ATM como SDH pueden admitir IP, que se denominan IP sobre ATM e IP sobre SDH, respectivamente. Cada uno tiene sus propias ventajas. IP sobre ATM aprovecha las ventajas de ATM, como alta velocidad, gran capacidad y capacidades de soporte multiservicio, y la simplicidad, flexibilidad, fácil expansión y uniformidad de IP para lograr el propósito de complementar las ventajas de cada uno. La arquitectura de la red es compleja y la transmisión La eficiencia es baja y la pérdida de costos es grande (hasta entre un 20% y un 30%). La combinación de SDH e IP (IP sobre SDH) puede compensar las debilidades mencionadas anteriormente de IP sobre ATM.

La idea básica es mapear datagramas IP directamente a tramas SDH a ​​través del protocolo punto a punto (PPP), eliminando la compleja capa ATM en el medio. El método específico es encapsular primero el datagrama IP en paquetes PPP, luego usar tramas HDLC y luego asignar sincrónicamente los bytes al paquete SDH VC, y finalmente agregar la sobrecarga SDH correspondiente y colocarla en la trama STM-N.

IP sobre SDH esencialmente conserva las características sin conexión de Internet como una red IP, formando una red plana unificada, simplificando la arquitectura de la red, mejorando la eficiencia de la transmisión, reduciendo costos y facilitando la implementación de multidifusión IP. Ser compatible con diferentes sistemas técnicos para lograr la interconexión entre redes. Las desventajas son la mala capacidad de la red y la capacidad de control de la congestión. Las tablas de enrutamiento de la red a gran escala son demasiado complejas. Solo hay clasificaciones comerciales y no hay calidad de servicio prioritaria. Es difícil garantizar la calidad de los servicios. plataformas multiservicio, por lo tanto, se basa en transportar servicios IP. Solución ideal para la red principal. Con la comercialización de enrutadores Gigabit de alta velocidad, su impulso de desarrollo es fuerte. Por ejemplo, American Sprint Company y GTE Company han decidido utilizar el enrutador de alta velocidad GSR12000 de Cisco como nodo para establecer una red troncal IP. UUNet, el ISP más grande del mundo, también anunció que utilizará IP sobre SDH en su red troncal. Además, para una red troncal simple, como la comunicación transoceánica punto a punto, obviamente no hay necesidad de utilizar IP complejo sobre ATM. En este momento, IP sobre SDH es un medio técnico muy adecuado. La clave para adoptar esta tecnología son los enrutadores Gigabit de alta velocidad. Recientemente se han producido importantes avances en esta área. Por ejemplo, Cisco de Estados Unidos lanzó el enrutador de conmutación Gigabit (GSR) de la serie 12000, que puede funcionar a Gigabit. Realiza enrutamiento de servicios de Internet a alta velocidad y también tiene capacidades de conmutación de ancho de banda múltiple de 5 a 60 Gb/s, lo que proporciona gestión flexible de la congestión, multidifusión y funciones de QoS. Su velocidad de red troncal puede llegar a 2,5 Gb/s. y se puede actualizar a 10 Gb/s en el futuro. La densidad de puertos y el costo de los puertos de este nuevo tipo de enrutador de alta velocidad se pueden comparar con los ATM, y el retraso en el reenvío de paquetes también se ha reducido al orden de ms, lo que ya no es un problema. En resumen, con la madurez de los enrutadores gigabit de alta velocidad y el rápido desarrollo de los servicios IP, IP sobre SDH se utilizará cada vez más y su tendencia de desarrollo merece especial atención.

A largo plazo, cuando el volumen de negocios de IP aumente gradualmente, es posible que eventualmente se omita la capa SDH intermedia y que IP se ejecute directamente en la ruta óptica, formando una red IP unificada muy simple. estructura (IP sobre óptico), que tiene la sobrecarga más baja y la mayor eficiencia de transmisión, por lo que es más adecuada para la convergencia central de futuras redes troncales IP ultragrandes. Durante un largo período de tiempo, IP sobre ATM, IP sobre SDH e IP sobre Óptico serán complementarios entre sí, cada uno con sus mejores ocasiones y campos de aplicación.

7 Conclusión

A partir del estado de desarrollo anterior y las tendencias de las comunicaciones troncales de fibra óptica, se puede considerar que las comunicaciones de fibra óptica han entrado una vez más en un nuevo clímax de desarrollo vigoroso. Este clímax de desarrollo cubre un alcance más amplio, es más difícil actualizar la tecnología y tiene una influencia e influencia más amplias. Seguramente tendrá un impacto más profundo en toda la red de telecomunicaciones y la industria de la información, y también tendrá un impacto profundo en la industria. desarrollo social y económico del próximo siglo.