光通信技术的最新发展

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1、 光通信技术的最新发展光通信技术的最新发展 南京大学光通信工程研究中心南京大学光通信工程研究中心 范忠礼范忠礼 我国光通信技术的最新发展我国光通信技术的最新发展 通信技术是在通信技术是在20112011年的欧债危机、日本地震及核年的欧债危机、日本地震及核 泄漏、泰国洪灾、利比亚战事等一系列恶劣社会经泄漏、泰国洪灾、利比亚战事等一系列恶劣社会经 济环境下，能保持持续发展的少数技术之一。济环境下，能保持持续发展的少数技术之一。 全球光通信设备市场比全球光通信设备市场比20102010年预计增长年预计增长7%7%；估计；估计 全球光纤市场增长将超过全球光纤市场增长将超过10%10%，光纤出货量会超过

2、，光纤出货量会超过2 2 亿公里；光器件在亿公里；光器件在20112011年上半年有一定增长，下半年上半年有一定增长，下半 年表现平平，但估计国外主要光器件商销售收入仍年表现平平，但估计国外主要光器件商销售收入仍 有有10%10%- -20%20%的增幅。的增幅。 从技术层面上看，光通信技术比从技术层面上看，光通信技术比20102010年有较大的进年有较大的进 展。展。 超高速率、超大容量、超长距离超高速率、超大容量、超长距离 技术研究进展较快技术研究进展较快 目前，核心网中的主流设备是基于目前，核心网中的主流设备是基于10Gb/s10Gb/s的的DWDMDWDM，基，基 于于40Gb/s40

3、Gb/s的的DWDMDWDM设备和系统已经在国内外开始小规模商设备和系统已经在国内外开始小规模商 用，基于用，基于100Gb/s100Gb/s的的DWDMDWDM系统在国外已建设了试验工程，系统在国外已建设了试验工程， 国内主要处于测试验证阶段。为了适应基于超级通道国内主要处于测试验证阶段。为了适应基于超级通道 （supper channelsupper channel）在）在DWDMDWDM中的应用，相关的灵活栅格中的应用，相关的灵活栅格 技术正在开展研究。为适应分组传送的技术正在开展研究。为适应分组传送的PTNPTN技术已在网技术已在网 上大规模应用；分组上大规模应用；分组OTNOTN技术

4、正在开发中。技术正在开发中。 此外，在实验室中对超高速率、超大容量、超长距离此外，在实验室中对超高速率、超大容量、超长距离 技术的研究进展较快。例如单光源超级通道的速率已经技术的研究进展较快。例如单光源超级通道的速率已经 达到达到26Tb/s26Tb/s，相当于在，相当于在1 1秒钟内传输约秒钟内传输约700700张张DVDDVD光盘的光盘的 数据量。数据量。商用系统单根光纤的最大容量还低于商用系统单根光纤的最大容量还低于10Tb/s10Tb/s， 而实验室已经突破而实验室已经突破100Tb/s100Tb/s的大关，达到的大关，达到108.76Tb/s108.76Tb/s， 相当于在相当于在1

5、 1秒钟内可以传送秒钟内可以传送2 2万部大英百科全书。万部大英百科全书。 超高速率、超大容量、超长距离超高速率、超大容量、超长距离 技术研究进展较快技术研究进展较快 目前，核心网中的主流设备是基于目前，核心网中的主流设备是基于10Gb/s10Gb/s的的DWDMDWDM，基，基 于于40Gb/s40Gb/s的的DWDMDWDM设备和系统已经在国内外开始小规模商设备和系统已经在国内外开始小规模商 用，基于用，基于100Gb/s100Gb/s的的DWDMDWDM系统在国外已建设了试验工程，系统在国外已建设了试验工程， 国内主要处于测试验证阶段。为了适应基于超级通道国内主要处于测试验证阶段。为了适

6、应基于超级通道 （supper channelsupper channel）在）在DWDMDWDM中的应用，相关的灵活栅格中的应用，相关的灵活栅格 技术正在开展研究。为适应分组传送的技术正在开展研究。为适应分组传送的PTNPTN技术已在网技术已在网 上大规模应用；分组上大规模应用；分组OTNOTN技术正在开发中。技术正在开发中。 此外，在实验室中对超高速率、超大容量、超长距离此外，在实验室中对超高速率、超大容量、超长距离 技术的研究进展较快。例如单光源超级通道的速率已经技术的研究进展较快。例如单光源超级通道的速率已经 达到达到26Tb/s26Tb/s，相当于在，相当于在1 1秒钟内传输约秒钟内

7、传输约700700张张DVDDVD光盘的光盘的 数据量。数据量。商用系统单根光纤的最大容量还低于商用系统单根光纤的最大容量还低于10Tb/s10Tb/s， 而实验室已经突破而实验室已经突破100Tb/s100Tb/s的大关，达到的大关，达到108.76Tb/s108.76Tb/s， 相当于在相当于在1 1秒钟内可以传送秒钟内可以传送2 2万部大英百科全书。万部大英百科全书。 商用基于商用基于10Gb/s10Gb/s的的DWDMDWDM系统的单个跨距标准最大系统的单个跨距标准最大 为为160km160km，个别线路达到，个别线路达到200200多多kmkm；而实验室水平是；而实验室水平是 404

8、0112Gb/s112Gb/s，系统的最大跨距达到了，系统的最大跨距达到了365km365km，为解，为解 决电力通信和近海的陆决电力通信和近海的陆- -岛间或岛岛间或岛- -岛间通信创造了岛间通信创造了 便利条件。便利条件。陆上商用基于陆上商用基于10Gb/s10Gb/s的的DWDMDWDM系统无电再系统无电再 生传送的最大距离一般不超过生传送的最大距离一般不超过4000km4000km； 在实验室中，在实验室中，10.7Tb/s10.7Tb/s（96xl12Gb/s96xl12Gb/s） PDMPDM- -RZRZ- - QPSK QPSK 信号无电再生传送的最大距离已达到信号无电再生传送

9、的最大距离已达到10608km10608km， 为简化跨洋光通信系统的建设和维护打下了基础。为简化跨洋光通信系统的建设和维护打下了基础。 国内在相关方面的研究总体上和国外仍存在较大差国内在相关方面的研究总体上和国外仍存在较大差 距，但个别项目上也有所突破。距，但个别项目上也有所突破。 国内单光源超级通道（国内单光源超级通道（supper channelsupper channel）的速率）的速率 仅达到仅达到2Tb/s2Tb/s，而单根光纤的最大容量是在单个，而单根光纤的最大容量是在单个C C波波 段就达到了段就达到了30.72Tb/s30.72Tb/s（16161.92Tb/s)1.92Tb

10、/s)，这是当前，这是当前 国际上在国际上在C C波段实现的单通道速率最高、总容量最大波段实现的单通道速率最高、总容量最大 的的DWDMDWDM系统。系统。 1260nm 1360nm 1460nm 1530nm 1565nm 1625nm O E S C U CWDM DWDM CWDM、DWDM的宽带范围的宽带范围 L 20112011年年1212月月5 5日，武汉邮电科学研究院在国家重日，武汉邮电科学研究院在国家重 点实验室，成功实现点实验室，成功实现240Gbit/s240Gbit/s相干光正交频分复用相干光正交频分复用 （OFDMOFDM）信号在普通单模光纤上无误码实时传输）信号在普

11、通单模光纤上无误码实时传输4848 公里，这是国际上首个用在线实时处理方式实现的公里，这是国际上首个用在线实时处理方式实现的 超超100Gb/s100Gb/s超高速光通信传输试验。超高速光通信传输试验。 我国光通信制造业的竞争力也得到不断提升，在我国光通信制造业的竞争力也得到不断提升，在 20102010- -20112011年度全球光通信最具竞争力企业年度全球光通信最具竞争力企业1010强强 榜单中，中国企业占据了榜单中，中国企业占据了3 3个席位（华为、中兴、烽个席位（华为、中兴、烽 火通信），华为、中兴和烽火通信分别位列第一名、火通信），华为、中兴和烽火通信分别位列第一名、 第四名和第九

12、名第四名和第九名 带接入技术快速发展带接入技术快速发展 20112011年是国际上光纤宽带接入快速发展的一年，日本年是国际上光纤宽带接入快速发展的一年，日本 在在20112011年年6 6月底的月底的FTTHFTTH用户数达到了用户数达到了20932093万，韩国继续保万，韩国继续保 持着全球持着全球FTTHFTTH普及率第一的地位。国外发表评论文章，普及率第一的地位。国外发表评论文章， 指出中国将会是全球指出中国将会是全球FTTXFTTX建设中心。预计建设中心。预计20112011年中国年中国 FTTXFTTX建设量占据全球三分之一。建设量占据全球三分之一。 我国的三大电信运营商都在我国的三

13、大电信运营商都在FTTXFTTX建设方面继续发力，建设方面继续发力， 中国电信中国电信PONPON集采集采19001900万线，加上家庭网关，规模达万线，加上家庭网关，规模达2525亿亿 元；中国移动招标元；中国移动招标PON 800PON 800万线，规模达万线，规模达9 9亿元；中国联亿元；中国联 通招标通招标PONPON设备达设备达25002500万线，规模达万线，规模达2525亿元左右，是亿元左右，是FTTHFTTH 建设启动以来，招标规模最大的一次。建设启动以来，招标规模最大的一次。 汇总来看，汇总来看，20112011年我国三大电信运营商年我国三大电信运营商PONPON的集中的集中

14、 招标量已经达到招标量已经达到52005200万线、万线、6060亿元，再加上省公司的亿元，再加上省公司的 自建，自建，20112011年市场光纤接入网设备需求在年市场光纤接入网设备需求在9090亿元亿元100100 亿元，接近亿元，接近20102010年的一倍。由于成本的快速下降，从年的一倍。由于成本的快速下降，从 20112011年开始，光纤直接入户（年开始，光纤直接入户（FTTHFTTH）所占比例开始增）所占比例开始增 大，仅上海就实现大，仅上海就实现FTTHFTTH用户用户130130万，中国电信预计在万，中国电信预计在 20112011年年底年年底FTTHFTTH用户会突破用户会突破

15、500500万户。从技术上看，万户。从技术上看， 大量应用的光接入技术仍然是大量应用的光接入技术仍然是GEPONGEPON，但从，但从20112011年起，年起， GPONGPON进入了规模应用。进入了规模应用。 10GEPON10GEPON的技术和产业链都已经成熟到可以规模商的技术和产业链都已经成熟到可以规模商 用的程度，从价格上讲，预计其价格会在用的程度，从价格上讲，预计其价格会在20122012年年底年年底 相比相比GEPONGEPON仅高出仅高出5%5%- -20%20%。虽然。虽然10GEPON10GEPON的设备已经开的设备已经开 始出货，主要还是建设试验工程，还没有实现市场的始出

16、货，主要还是建设试验工程，还没有实现市场的 大规模应用。大规模应用。10G GPON10G GPON技术发展分两个阶段，技术发展分两个阶段，XGPON1XGPON1 和和XGPON2XGPON2。XGPON1XGPON1标准标准G.987G.987系列已于系列已于20102010年年1010月正月正 式发布，式发布，XGPON2XGPON2由于不考虑和现网由于不考虑和现网ODNODN的共存，将很的共存，将很 难实现网络平滑升级。难实现网络平滑升级。 由于由于XGPON1XGPON1的主要芯片还处于的主要芯片还处于FPGAFPGA的阶段，所以还的阶段，所以还 很难支持大规模商用。在实验室中，除了很难支持大规模商用。在实验室中，除了WDMWDM- -PONPON之之 外，外，40Gb/s40Gb/s和和100Gb/s100Gb/s的的TDMTDM- -PONPON、OCDM(OCDM(光码分复用光码分复用 )- - PONPON、OOFDMOOFDM- -PONP