自幾十年前以來，光網絡技術一直在快速發展。光纖因其高帶寬和低衰減的特性，正成為電信基礎設施的重要組成部分。研究人員對眾多光纜技術、硬件和可編程性進行了研究，將傳輸速率提高到千兆位甚至更高，以滿足電信業務中不斷增長的數據需求。
光網絡技術的新發展
30 多年前，用于數據傳輸的光通信（OC）得到證實。它使用兩種基本技術：無線自由空間光學（FSO）傳輸和使用物理線的光纖技術。隨著時間的推移，光纖技術在傳輸距離、帶寬、速度、可靠性以及其他支持其使用的改進方面都取得了長足的進步。
為了滿足在系統設計中對更大容量、更低能耗和成本的不斷增長的需求，以便在光學領域實現新的應用和新興的新技術，來自世界各地的研究人員和來自電子、通信、光子學和信號處理等不同領域的不同專業人員共同做出了貢獻。
- 彈性光網絡（EON）
彈性光網絡（EON）是一種網絡架構，旨在滿足對光網絡資源分配靈活性日益增長的需求。它能夠靈活分配帶寬，支持不同的傳輸系統，如編碼率、轉發器類型、調制方式和正交頻分復用。然而，這種靈活性也給資源分配帶來了挑戰，包括網絡重新優化、頻譜分割和放大器功率設置方面的困難。因此，須在硬件層面將控制元件（控制器和協調器）與光監控器緊密結合起來，以確保高效和有效的運行。
- 具有高容量和高速度的 OC 超級信道
信道新技術是一種可行的替代技術，可實現速度快、距離遠、頻譜效率高、數據容量大且性能可靠的鏈路。它采用雙偏振-正交相移鍵控技術，使用多個子載波（DP-QPSK）在單一信道上傳輸數據。在單個信道上，這些特殊的調制方式可以以超過 100 Gbps 的速度傳輸數據。但是，它們支持的鏈路數量有限，而且存在多徑衰落、非線性損耗、相位失真損耗等問題。在接收端使用相干檢測和數字信號處理（DSP）可以減少這些限制，從而獲得更好的性能。
- 用于物理 OC 安全的網絡編碼（NC）
在光網絡中，網絡編碼（NC）被用來防止鏈路故障，提高組播的頻譜效率，并保護私人連接不被窺探。在網絡傳輸過程中，專用信號與通過不同節點發送的其他信號進行 XOR。在源節點或中間節點，信號被合并。
由于竊聽者會從多個連接中獲取各種信號，從而增加解密機密信號的難度，因此通過 NC 將信號合并可加強機密連接的安全性。研究表明，數控技術能以最低的頻譜利用率為私人通信提供全面的安全保護。
電信中的光網絡技術
光纖技術被廣泛應用于通信領域，因為它所提供的帶寬可以滿足大型企業、云運營商和互聯網內容提供商的需求。它們提高了網絡容量、效率和靈活性，實現了按需部署和配置服務。由于光纖技術能夠提供更大的波長容量和每根光纖的波長數，電信部門可以為每個用戶端提供高達 Gbps 甚至更高的服務。
自 2020 年起，移動通信量急劇增長。要有效利用頻譜，就必須進行緊密協調。隨著 LTE 向帶有 VoLTE 和 5G 的 LTE-Advanced 演進，運營商網絡需要提供更大容量和更低延遲的服務。在覆蓋范圍至關重要的大都市和密集城區，運營商在滿足這些要求方面遇到的困難最大。因此，需要具有高頻譜效率的創新型替代光網絡技術。
目前，通過雙銅纜 DSL 應用程序進行電話呼叫、視頻點播服務和云服務的需求正迫使全球所有客戶服務提供商升級其帶寬容量。要使提供給最終用戶的所有服務保持較低的總體擁有成本（TCO），就需要為城域融合網絡提供一個統一的計費和管理系統。這可以通過回程網絡的低衰減和超帶寬功能來實現。服務提供商可以通過允許同時使用所有授權服務來有效提供這些服務，確保所有服務都不會中斷或受到干擾。
要通過融合網絡拓撲結構提供多媒體服務，ADSL 或異步數字用戶線路必須具有可擴展性、可靠性和高性能。為了對數字世界做出重大貢獻，CSP 必須與現有技術和新興技術有效結合，將其更新為單一的光分組網絡。
結論
光網絡已成為能夠快速滿足巨大數據需求的唯一傳輸工具。由于采用了各種技術、增強型硬件、可編程電路和軟件開發，光網絡在容量、速度、可擴展性和安全性方面都有所提高。
然而，人們對高速通信的需求與日俱增，這促使學術界研究滿足流量需求的其他方案。根據價格、需求和資源可用性來利用各種光網絡技術可能是有利的。可以通過進一步開發高速數字信號處理器來提高網絡容量，其價格也應符合商業要求。
開發可應對流量增長的網絡并廣泛部署，會導致網絡組件增多，從而增加網絡管理的難度。要使即將出現的新技術切實可行，僅靠技術進步是不夠的，還必須改進管理和控制。
光纜技術目前正處于發展和擴張的早期階段。我們預計它將迅速發展并廣泛應用于各個領域，大大地改善我們日常生活的舒適度、安全性和自動化程度。
