光網絡是一種利用光在設備之間傳輸數據的技術它提供高帶寬和低延遲，多年來一直是長距離數據通信的事實標準光纖被用于世界上大多數長途語音和數據通信
光網絡有著悠久的歷史伴隨著其服務和用例的擴展，使其更加靈活，智能和高效的趨勢將繼續增長
光網絡很重要，因為它允許長距離高速數據傳輸比如，光網絡保證紐約的用戶在物理定律允許的限度內，盡可能快地訪問內羅畢的服務器
光網絡背后的技術基于全內反射原理當光照射到光纜等介質的表面時，有些光會被表面反射反射角取決于介質的特性和入射角
如果入射角大于臨界角，所有的光都會被反射，這被稱為全內反射全反射可用于制造光纖，一種沿其長度引導光線的玻璃或塑料
當光通過光纖時，它將經歷多次全內反射，導致它從光纖壁上反彈這種反彈效應導致光以之字形沿光纖長度傳播
通過仔細控制光纖的特性，工程師可以控制反射光的數量和再次反射前的傳播距離這使他們能夠設計能夠長距離傳輸數據而不丟失任何信息的光纖
光網絡由幾個部分組成:光纖，收發器，放大器，復用器和光開關。
光學纖維
光纖是承載光信號的介質。它由多種材料組成，包括:
核心:承載光的中心。
包層:包在纖芯周圍的材料，有助于保持包含光信號。
涂層:保護光纖免受損壞的材料。
纖芯和包層通常由玻璃制成，而緩沖涂層通常由塑料制成。
收發器
收發器是一種將電信號轉換為光信號的設備，反之亦然它通常在連接的最后一英里實現它是光網絡和使用它的電子設備之間的接口
放大器
顧名思義，放大器是放大光信號的設備，因此可以長距離傳輸而不損失強度放大器沿著光纖以規則的間隔放置，以增強信號
多路器
多路復用器只是一種接收多個信號并將其組合成一個信號的設備這是通過為每個信號分配不同的光波長來實現的，允許多路復用器同時沿一根光纖發送多個信號，而不會相互干擾
光控開關
交換機是一種將光信號從一根光纖路由到另一根光纖的設備光開關用于控制光網絡中的流量，通常用于高容量網絡
光網絡的歷史
光網絡的歷史始于18世紀90年代，法國發明家克勞德·查普發明了光信號電報，這是光通信系統的最早范例之一。
1954年，荷蘭科學家亞伯拉罕·范·希爾和英國科學家哈羅德·h·霍普金斯發表了他們自己的關于光纖束成像的科學論文Hopkins專注于非包層光纖，Van Heel只專注于簡單包層光纖束mdashmdash裸光纖周圍的低折射率透明包層
這保護了光纖的反射表面免受外部變形，并顯著降低了光纖之間的干擾成像光束的發展是光纖發展的重要一步保護光纖表面免受外部干擾允許通過光纖更精確地傳輸光信號
到1960年，玻璃包層光纖的損耗約為每米1 dB，適用于醫學成像，但對于通信來說太高了1961年，美國光學公司的Elias Snitzer發表了一篇關于微小纖芯光纖的理論描述，這種光纖只能通過一種波導模式傳輸光
1964年，高錕博士提出每公里10或20分貝的光損失該標準有助于提高電信系統的覆蓋范圍和可靠性除了在損失率方面的工作，高博士還證明了需要更純的玻璃來幫助減少光損失
1970年夏天，康寧玻璃廠的一組研究人員開始試驗一種叫做熔融應時的新材料這種物質以其極高的純度，高熔點和低折射率而聞名
這個由羅伯特·毛雷爾，唐納德·凱克和彼得·舒爾茨組成的團隊很快意識到熔融的應時可以用來制造一種叫做的樹脂，光纖新線材這種光纜可以承載比傳統銅線多65000倍的信息此外，用于傳送信息的光波甚至可以在一千英里以外的目的地被解碼
這項發明徹底改變了長距離通信，為今天的光纖技術鋪平了道路團隊解決了高博士定義的分貝損失問題1973年，John MacChesney改進了貝爾實驗室生產纖維的化學氣相沉積工藝因此，光纖電纜的商業化生產成為可能
在20世紀80年代早期，第二代光纖通信被設計用于商業用途，使用1.3微米InGaAsP半導體激光器這些系統在1987年以高達1.7 Gbps的比特率運行，中繼器間距高達50公里
第三代光纖網絡使用的系統工作在1.55微米，每公里損耗約為0.2 dB。
第四代光纖通信系統依靠光放大來減少所需中繼器的數量，并依靠波分復用來增加數據容量。
2006年，使用光放大器在160公里的線路上實現了每秒14太比特的比特率到2021年，日本科學家能夠使用四芯光纜在3000公里內傳輸319 Tbps
雖然這些第四代光纖通信系統的容量比前幾代要大得多，但基本原理是一樣的:電信號轉換成光脈沖，通過光纖發送，然后在接收端再轉換回電信號。
可是，每一代產品的元件都變得更小，更可靠，更便宜因此，光纖通信已經成為我們全球電信基礎設施中越來越重要的一部分
光網絡的主要趨勢
關注網絡邊緣
網絡的邊緣是流量進出網絡的地方為了滿足基于云的應用的需求，光網絡正在向最終用戶靠攏這允許更低的延遲和更一致的性能
層加密
伴隨著網絡攻擊變得越來越普遍，動態數據保護將繼續成為主要問題SASE在服務端點使用云原生安全功能，最近越來越受到關注Endpoint protection可能會使連接網絡上的安全控制變得不必要雖然這可能不會消除加密的需要，但它將保護敏感數據和應用程序如果沒有單一的安全控制，第一層的保護會越來越難
通過加密控制，管理和用戶流量，我們可以更好地保護我們的資源這使得黑客幾乎不可能入侵系統，從而大大降低了網絡攻擊成功的幾率伴隨著企業越來越依賴數據和連接，強大的安全解決方案只會變得更加明顯
開放式光網絡
開放光網絡是一種使用標準和開放接口的光網絡，允許集成來自不同供應商的設備這為光網絡組件提供了更多的選擇和靈活性此外，伴隨著新功能和服務的出現，添加它們也變得更加容易
光譜服務的增長
伴隨著數據流量的不斷增長，對更高帶寬和容量的需求也在增加服務通過使用頻譜來增加現有光纖網絡的容量來提供這一點這些服務越來越受歡迎，因為它們提供了一種經濟高效的方式來滿足不斷增長的數據需求
更多戶外部署
伴隨著對更高帶寬和容量的需求不斷增加，街頭機柜中的室外部署變得越來越普遍室外光纖可以直達用戶所在地，提供更直接的連接和更低的延遲
緊湊模塊化
伴隨著光網絡的不斷發展，對更小，更緊湊的器件的需求越來越明顯這是因為數據中心環境中的空間通常有限緊湊的模塊化光學元件提供了一種節省空間的方法，同時還提供了高性能
光網絡的未來發展
智能光網絡
智能光網絡是利用人工智能優化其性能的光網絡人工智能可以用來自動識別和糾正網絡中的問題這使得網絡更加高效和可靠
此外，人工智能可用于預測未來的交通模式和需求這些信息可用于提前配置容量，以確保網絡能夠滿足未來需求
靈活的網格體系結構
靈活的網格架構正變得越來越流行，因為它們提供了一種增加現有光纖容量的方法柔性柵格允許不同波長的光在單根光纖上復用這樣，每根光纖可以承載更多的數據，從而增加網絡容量
按需WDM
波分復用是一種允許多個波長的光在一根光纖上傳輸的技術按需WDM是一種WDM，允許按需提供容量這意味著可以根據需要增加容量，而無需安裝新的光纖
日益數字化的世界中的光網絡
光在其相對短暫的歷史中已經走過了漫長的道路從最初的不起眼，它現在已經成為許多大型網絡基礎設施的重要組成部分它是互聯網的關鍵支柱，徹底改變了我們的溝通方式，迎來了前所未有的技術進步時代
伴隨著5G和其他趨勢的成熟，光網絡似乎有望在我們日益數字化的世界中繼續發揮重要作用。
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