自几十年前以来，光网络技术一直在快速发展。光纤因其高带宽和低衰减的特性，正成为电信基础设施的重要组成部分。研究人员对众多光缆技术、硬件和可编程性进行了研究，将传输速率提高到千兆位甚至更高，以满足电信业务中不断增长的数据需求。
光网络技术的新发展
30 多年前，用于数据传输的光通信（OC）得到证实。它使用两种基本技术：无线自由空间光学（FSO）传输和使用物理线的光纤技术。随着时间的推移，光纤技术在传输距离、带宽、速度、可靠性以及其他支持其使用的改进方面都取得了长足的进步。
为了满足在系统设计中对更大容量、更低能耗和成本的不断增长的需求，以便在光学领域实现新的应用和新兴的新技术，来自世界各地的研究人员和来自电子、通信、光子学和信号处理等不同领域的不同专业人员共同做出了贡献。
- 弹性光网络（EON）
弹性光网络（EON）是一种网络架构，旨在满足对光网络资源分配灵活性日益增长的需求。它能够灵活分配带宽，支持不同的传输系统，如编码率、转发器类型、调制方式和正交频分复用。然而，这种灵活性也给资源分配带来了挑战，包括网络重新优化、频谱分割和放大器功率设置方面的困难。因此，须在硬件层面将控制元件（控制器和协调器）与光监控器紧密结合起来，以确保高效和有效的运行。
- 具有高容量和高速度的 OC 超级信道
信道新技术是一种可行的替代技术，可实现速度快、距离远、频谱效率高、数据容量大且性能可靠的链路。它采用双偏振-正交相移键控技术，使用多个子载波（DP-QPSK）在单一信道上传输数据。在单个信道上，这些特殊的调制方式可以以超过 100 Gbps 的速度传输数据。但是，它们支持的链路数量有限，而且存在多径衰落、非线性损耗、相位失真损耗等问题。在接收端使用相干检测和数字信号处理（DSP）可以减少这些限制，从而获得更好的性能。
- 用于物理 OC 安全的网络编码（NC）
在光网络中，网络编码（NC）被用来防止链路故障，提高组播的频谱效率，并保护私人连接不被窥探。在网络传输过程中，专用信号与通过不同节点发送的其他信号进行 XOR。在源节点或中间节点，信号被合并。
由于窃听者会从多个连接中获取各种信号，从而增加解密机密信号的难度，因此通过 NC 将信号合并可加强机密连接的安全性。研究表明，数控技术能以最低的频谱利用率为私人通信提供全面的安全保护。
电信中的光网络技术
光纤技术被广泛应用于通信领域，因为它所提供的带宽可以满足大型企业、云运营商和互联网内容提供商的需求。它们提高了网络容量、效率和灵活性，实现了按需部署和配置服务。由于光纤技术能够提供更大的波长容量和每根光纤的波长数，电信部门可以为每个用户端提供高达 Gbps 甚至更高的服务。
自 2020 年起，移动通信量急剧增长。要有效利用频谱，就必须进行紧密协调。随着 LTE 向带有 VoLTE 和 5G 的 LTE-Advanced 演进，运营商网络需要提供更大容量和更低延迟的服务。在覆盖范围至关重要的大都市和密集城区，运营商在满足这些要求方面遇到的困难最大。因此，需要具有高频谱效率的创新型替代光网络技术。
目前，通过双铜缆 DSL 应用程序进行电话呼叫、视频点播服务和云服务的需求正迫使全球所有客户服务提供商升级其带宽容量。要使提供给最终用户的所有服务保持较低的总体拥有成本（TCO），就需要为城域融合网络提供一个统一的计费和管理系统。这可以通过回程网络的低衰减和超带宽功能来实现。服务提供商可以通过允许同时使用所有授权服务来有效提供这些服务，确保所有服务都不会中断或受到干扰。
要通过融合网络拓扑结构提供多媒体服务，ADSL 或异步数字用户线路必须具有可扩展性、可靠性和高性能。为了对数字世界做出重大贡献，CSP 必须与现有技术和新兴技术有效结合，将其更新为单一的光分组网络。
结论
光网络已成为能够快速满足巨大数据需求的唯一传输工具。由于采用了各种技术、增强型硬件、可编程电路和软件开发，光网络在容量、速度、可扩展性和安全性方面都有所提高。
然而，人们对高速通信的需求与日俱增，这促使学术界研究满足流量需求的其他方案。根据价格、需求和资源可用性来利用各种光网络技术可能是有利的。可以通过进一步开发高速数字信号处理器来提高网络容量，其价格也应符合商业要求。
开发可应对流量增长的网络并广泛部署，会导致网络组件增多，从而增加网络管理的难度。要使即将出现的新技术切实可行，仅靠技术进步是不够的，还必须改进管理和控制。
光缆技术目前正处于发展和扩张的早期阶段。我们预计它将迅速发展并广泛应用于各个领域，大大地改善我们日常生活的舒适度、安全性和自动化程度。
苏州长显