Son yıllarda,fiber optik iletişim teknolojisihızla gelişmiş ve iletişim alanında parlayan bir konu haline gelmiştir. Fiber optik iletişim, geniş bant genişliği, büyük kapasite, elektromanyetik girişime karşı bağışıklık ve düşük maliyet gibi benzersiz avantajlarıyla, hızla çeşitli iletişim ağları için ana iletim yöntemi haline geldi. Fiber optik iletişimin gelecekteki gelişimi hala çok büyük bir potansiyel taşıyor.
Ağ İletişimi, Yüksek Kapasite ve Yüksek Hız
ülkemin ana fiber optik iletişim omurgası tamamlanmış, neredeyse kullanılmayan Tbit/(s·km) kapasiteye ulaşılmıştır. 1980'lerin ortasında, dijital fiber optik iletişim hızı 144 Mbit/s'ye ulaştı; 1980 telefon hattını iletebilecek kapasitede olup, koaksiyel kablo taşıyıcı hızlarını aşıyordu. Sonuç olarak, fiber optik iletişim ana teknoloji haline geldi ve geniş çapta benimsendi; iletim omurgalarındaki kabloların yerini tamamen aldı. Dalga boyu bölmeli çoğullama (WDM) teknolojisinin gelişmesiyle birlikte mevcut pratik seviye 40 × 10 Gbit/s'ye ulaştı. 80 × 40 Gbit/s iletim deneyleri halihazırda tamamlanmış olduğundan laboratuvar seviyeleri bu rakamın çok üzerindedir. WDM teknolojisinin gelişimi hızla artıyor ve 160 × 40 Gbit/s ticari teknolojinin yakın gelecekte gerçeğe dönüşeceği tahmin ediliyor.
Uzun Dalgacıklaştırma
Silika optik fiberin minimum kayıp değeri zaten teorik değere yakındır. Uzun-mesafeli iletişimi sağlamak için yeni fiber optik malzemelere ihtiyaç vardır. Genel olarak, 2μm'nin üzerinde son derece düşük kayıplı optik fiberlere ultra-uzun dalga boylu optik fiberler (veya kızılötesi optik fiberler) adı verilir ve bu tür fiberlerle oluşturulan sistemlere ultra-uzun dalga boylu fiber optik iletişim sistemleri denir.
IP-Tabanlı Teslimat Hizmetleri
Son yıllarda internetin hızlı gelişimiyle birlikte IP hizmetleri de patlayıcı bir büyüme yaşamıştır. Tahminler, IP'nin ses, görüntü ve veri gibi çeşitli hizmetleri taşıyarak gelecekteki bilgi ağlarının temelini oluşturacağını gösteriyor. Eş zamanlı olarak, WDM'nin çekirdeği ve Akıllı Optik Ağların (ION) hedefi olduğu optik taşıma ağları, optik katmana kontrol sinyallerini daha da dahil ederek geleceğin ağın çok-parçalı bilgi alışverişi talebini karşılayarak kaynak kullanımını ve ağ uygulama esnekliğini geliştirir. Bu nedenle, IP hizmetlerini etkili bir şekilde destekleyebilecek yeni-nesil bir optik ağın nasıl oluşturulacağı yaygın olarak tartışılan bir konu haline geldi.
Geleneksel hizmetlerle karşılaştırıldığında, IP hizmetleri önemli ölçüde-benzerlik, veri asimetrisi ve sunucu tıkanıklığı sergiler. Bu nedenle, IP hizmetleri taşıyan optik ağlar için bir sonraki büyük zorluk, yalnızca ultra-yüksek kapasite ve geniş bant erişimine yönelik bariz talepler değil, aynı zamanda optik katmanın daha yüksek zeka sağlaması ve optik düğümlerde optik anahtarlama uygulamasına duyulan ihtiyaçtır. Amaç, optik ve IP katmanlarının uyarlanması ve entegrasyonu yoluyla hizmet QoS'sini destekleyen, bilgi iletimi ve değişim sistemleri için IP hizmetlerinin gereksinimlerini karşılayan ekonomik, verimli, esnek bir şekilde ölçeklenebilir bir optik ağ oluşturmaktır. Akıllı optik ağlar, mevcut optik taşıma ağına bir kontrol düzlemi katmanı ekleyerek IP ağlarının akıllı özelliklerinden yararlanır.
Bu kontrol düzlemi yalnızca kullanıcılar için bağlantılar kurmak, hizmetler sağlamak ve temel ağı kontrol etmekle kalmaz, aynı zamanda yüksek güvenilirlik, ölçeklenebilirlik ve yüksek verimlilik gibi olağanüstü özelliklere de sahiptir. Yeni-nesil optik ağ yapısının gelişim yönünü temsil eden farklı teknik çözümleri ve çeşitli hizmet gereksinimlerini destekler.
Bu nedenle, uydu hizmetlerinden gelen bant genişliği talebindeki hızlı büyüme ve WDM iletim teknolojisinin sağladığı ultra-geniş bant genişliği kaynaklarının ikili teşvikiyle, geleneksel optik ağların, IP hizmetlerini iletmeye uygun yeni nesil optik ağlara doğru evrimi kaçınılmazdır. Ayrıca, küresel iletişim sektörünün ve ilgili alanların karşı karşıya olduğu şiddetli rekabet nedeniyle, büyük telekomünikasyon devleri ve iletişim ekipmanı üreticileri, İnternet hizmetleri için daha esnek, güvenilir ve daha düşük-maliyetli yeni{-nesil optik ağların araştırma ve yeniliklerini stratejik bir geliştirme düzeyine yükseltti. Hem yurt içinde hem de yurt dışında tanınmış üniversiteler ve araştırma kurumları da araştırmalarını yeni-nesil optik ağlara ve bunları destekleyen temel teknolojilere odaklıyor. İnternet'e daha hızlı, daha geniş, daha esnek, daha verimli ve daha akıllı bir yeni-nesil optik ağ sağlamak amacıyla, geleneksel optik iletişim ağlarından yeni-nesil optik ağlara doğru evrimin hızı artıyor.
Tamamen Fotokimyasal
Geleneksel optik ağlar, düğümler arasında tam optik bağlantı sağlar, ancak ağ düğümlerinde elektronik bileşenlerin kullanımı, mevcut iletişim ağlarının toplam kapasitesindeki artışı hala sınırlamaktadır. Bu nedenle, gerçek bir-optik ağ çok önemli bir araştırma konusu haline geldi. Tamamen-optik bir ağ, elektrik düğümlerini optik düğümlerle değiştirir ve düğümler arasındaki iletişim de tamamen optiktir. Bilgi her zaman ışık biçiminde iletilir ve değiştirilir. Anahtarlar artık kullanıcı bilgilerini parça parça işlemez, ancak dalga boyuna göre yönlendirmeyi belirler. Tüm-optik ağlar mükemmel şeffaflık, açıklık, uyumluluk, güvenilirlik ve ölçeklenebilirlik sunarak muazzam bant genişliği, ultra{8}}büyük kapasite, son derece yüksek işlem hızı ve düşük bit hata oranı sağlar. Ağ yapısı basittir ve ağ iletişimi oldukça esnektir; sinyal anahtarlama ve işleme ekipmanı kurulmadan herhangi bir zamanda yeni düğümlerin eklenmesine olanak tanır. Elbette tüm{11}}optik ağların gelişimi çok sayıda iletişim teknolojisinden bağımsız olamaz; İnternet, ATM (Otomatik Para Çekme Makinesi) ağları, mobil iletişim ağları vb. ile entegre olması gerekir. Şu anda, tüm{13}}optik ağların gelişimi hâlâ başlangıç aşamasındadır, ancak şimdiden umut verici beklentiler göstermiştir. Gelişimsel bir perspektiften bakıldığında, öncelikle WDM ve optik anahtarlama teknolojilerine dayanan gerçek bir optik ağ katmanının oluşturulması, tamamıyla optik bir ağ kurulması ve elektro{16}}optik darboğazların ortadan kaldırılması, optik iletişimin gelecekteki gelişiminde kaçınılmaz bir trend haline geldi. Geleceğin bilgi ağlarının çekirdeği, iletişim teknolojisi gelişiminin en üst seviyesi ve ideal seviyesidir.
Cihaz Entegrasyonu
Fiber optik iletişim teknolojisinin gelişimi optoelektronik cihazların ilerlemesine bağlı olduğundan, optoelektronik cihazların ve entegre optoelektronik cihazların geliştirilmesinin güçlü bir şekilde teşvik edilmesi gerekmektedir.
Ağ hızlarının sürekli artmasıyla birlikte, tek-dalga boyu elektronik hızı 40 Gbit/s olan optik iletişim sistemleri halihazırda ticari olarak mevcuttur, 160 Gbit/s hızına sahip sistemler ise laboratuvarlarda geliştirilme aşamasındadır. Bu nedenle optoelektronik cihazların, yüksek-hızlı modülasyonlu lazerlerin geliştirilmesi de dahil olmak üzere bu hızlara uyum sağlaması gerekir. ROADM'yi (Yeniden Yapılandırılabilir Optik Ekleme-Düşürme Çoklayıcı) gerçekleştirmek, dalga boyu-ayarlanabilir optik filtrelerin, dalga boyu-ayarlanabilir lazerlerin ve optik anahtarların geliştirilmesini gerektirir ve bu da yenilik için önemli bir alan sunar.
Birçok ayrık optoelektronik cihazın entegre edilmesi, zengin işlevsellik, küçük boyut, yüksek hız ve yüksek güvenilirlik gibi avantajlar sunan entegre optoelektronik cihazlar oluşturur. Küçük-ölçekli entegre optoelektronik cihazlar halihazırda mevcuttur, ancak daha büyük-ölçekli entegre optoelektronik cihazların geliştirilmesi gerekmektedir. Entegre optoelektronik cihazlar için iki süreç vardır: monolitik entegrasyon ve hibrit entegrasyon. Hibrit entegrasyon karmaşıklığı azaltır ve verimi artırır. Hibrit entegrasyonun temel teknolojisi, üzerine ayrı optoelektronik cihazların monte edilebildiği, optik dalga kılavuzuna sahip bir baskılı devre kartı olan Düzlemsel Işık Dalgası Devresidir (PLC). Şu anda ticari olarak temin edilebilen entegre optoelektronik cihazlar arasında 8 dalga boylu lazer modülleri, 100 dalga boyunu aşan dalga boylarına sahip AWG optik filtreler, AWG+ optik zayıflatıcılar ve 32x32 optik anahtarlar bulunmaktadır. Entegre optoelektronik cihazların geliştirilmesi şu anda başlangıç aşamasındadır ve ülkemin bu alandaki araştırma ve araştırmalarını güçlendirmesi gerekmektedir.