光纤通信技术今后如何发展

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1、光纤通信技术今后如何开展近来有人对光纤通信的开展情景,有些困惑。其一,在2000年IT行业的泡沫,使光纤通信的消费规模投入过大,消费过剩,IT行业中许多小公司倒闭。特别是光纤,国外对中国倾销。其二,有人认为:光纤通信的传输才能已经到达10Tbps,几乎用不完,而且如今大干线已经建立得差不多,埋地的剩余光纤还很多,光纤通信技术不需要更多的开展。笔者认为,光纤通信技术尚有很大的开展空间,今后会有很大的需求和市常主要是:光纤到家庭FTTH、光交换和集成光电子器件方面会有较大的开展。在此主要讨论光纤通信的开展趋势和市常光纤通信的开展趋势1、光纤到家庭(FTTH)的开展FTTH可向用户提供极丰富的带宽,

2、所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建立。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的23倍。过去由于FTTH本钱高,缺少宽带视频业务和宽带内容等原因,使FTTH还未能提到日程上来,只有少量的试验。近来,由于光电子器件的进步,光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解,都加速了FTTH的实用化进程。兴旺国家对FTTH的看法不完全一样:美国ATT认为FTTH市场较小,在0F62022声称:FTTH在20-50年后才有市常美国运行商Verizn和Sprint比拟积极,要在1012年内采用FTTH改造网络。日本NTT开展FTTH最早,如今已经有近200

3、万用户。目前中国FTTH处于试点阶段。FTTH遇到的挑战:如今广泛采用的ADSL技术提供宽带业务尚有一定优势。与FTTH相比:价格廉价利用原有铜线网使工程建立简单对于目前1bps500kbps影视节目的传输可满足需求。FTTH目前大量推广受制约。对于不久的将来要开展的宽带业务,如:网上教育,网上办公,会议电视,网上游戏,远程诊疗等双向业务和HDTV高清数字电视,上下行传输不对称的业务,AD8L就难以满足。尤其是HDTV,经过压缩,目前其传输速率尚需19.2bps。正在用H.264技术开发,可压缩到56bps。通常认为对QS有所保证的ADSL的最高传输速串是2bps,仍难以传输HDTV。可以认为

4、HDTV是FTTH的主要推动力。即HDTV业务到来时,非FTTH不可。FTTH的解决方案:通常有P2P点对点和PN无源光网络两大类。F2P方案一一优点:各用户独立传输,互不影响,体制变动灵敏;可以采用廉价的低速光电子模块;传输间隔 长。缺点:为了减少用户直接到局的光纤和管道,需要在用户区安置1个汇总用户的有源节点。PN方案优点:无源网络维护简单;原那么上可以节省光电子器件和光纤。缺点:需要采用昂贵的高速光电子模块;需要采用区分用户间隔 不同的电子模块,以防止各用户上行信号互相冲突;传输间隔 受PN分比而缩短;各用户的下行带宽互相占用,假如用户带宽得不到保证时,不单是要网络扩容,还需要更换PN和

5、更换用户模块来解决。(按照目前市场价格,PEP比PN经济)。PN有多种,一般有如下几种:(1)APN:即AT-PN,合适AT交换网络。(2)BPN:即宽带的PN。(3)PN:采用通用帧处理的FP-PN。(4)EPN:采用以太网技术的PN,0EPN是千兆毕以太网的PN。(5)D-PN:采用波分复用来区分用户的PN,由于用户与波长有关,使维护不便,在FTTH中很少采用。兴旺国家开展FTTH的方案和技术方案,根据各国详细情况有所不同。美国主要采用A-PN,因为AT交换在美国应用广泛。日本NTT有一个B-FLETts方案,采用P2P-、B-PN、G-EPN、S-PN等多种技术。S-PN:是采用副载波调

6、制作为多信道复用的PN。中国AT使用远比ST的SDH少,一般不考虑APN。我们可以考虑的是P2P、GPN和EPN。P2P方案的优缺点前面已经说过,目前比拟经济,使用灵敏,传输间隔 远等;宜采用。而比拟GPN和EPN,各有利弊。GPN:采用GFP技术网络效率高;可以有 ,合适SDH网络,与IP结合没有EPN好,但目前GPN技术不很成熟。EPN:与IP结合好,可用户 ,如用 需要借助lAD技术。目前,中国的FTTH试点采用EPN比拟多。FTTH技术方案的采用,还需要根据用户的详细情况不同而不同。近来,无线接入技术开展迅速。可用作LAN的IEEE802.11g协议,传输带宽可达54bps,覆盖范围达

7、100米以上,目前已可商用。假如采用无线接入LAN作用户的数据传输,包括:上下行数据和点播电视VD的上行数据,对于一般用户其上行不大,IEEES02.11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输,当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+无线接入(FTTH+无线接入)的家庭网络。这种家庭网络,假如采用PN,就特别简单,因为此PN无上行信号,就不需要测距的电子模块,本钱大大降低,维护简单。假如,所属PN的用户群体,被无线城域网iAX(1EEE802.16)覆盖而可利用,那么可不必建立专用的LAN。接入网采用无线是趋势,但无线接入网仍需要密布于用户临近

8、的光纤网来支撑,与FTTH相差无几。FTTH+无线接入是将来的开展趋势。2、光交换的开展什么是通信?实际上可表示为:通信输+交换。光纤只是解决传输问题,还需要解决光的交换问题。过去,通信网都是由金属线缆构成的,传输的是电子信号,交换是采用电子交换机。如今,通信网除了用户末端一小段外,都是光纤,传输的是光信号。合理的方法应该采用光交换。但目前,由于目前光开关器件不成熟,只能采用的是“光-电-光方式来解决光网的交换,即把光信号变成电信号,用电子交换后,再变还光信号。显然是不合理的方法,是效串不高和不经济的。正在开发大容量的光开关,以实现光交换网络,特别是所谓ASN-自动交换光网络。通常在光网里传输

9、的信息,一般速度都是xGbps的,电子开关不能胜任。一般要在低次群中实现电子交换。而光交换可实现高速XGbDs的交换。当然,也不是说,一切都要用光交换,特别是低速,颗粒小的信号的交换,应采用成熟的电子交换,没有必要采用不成熟的大容量的光交换。当前,在数据网中,信号以“包的形式出现,采用所谓“包交换。包的颗粒比拟小,可采用电子交换。然而,在大量同方向的包汇总后,数量很大时,就应该采用容量大的光交换。目前,少通道大容量的光交换已有实用。如用于保护、下路和小量通路调度等。一般采用机械光开关、热光开关来实现。目前,由于这些光开关的体积、功耗和集成度的限制,通路数一般在816个。电子交换一般有“空分和“

10、时分方式。在光交换中有“空分、“时分和“波长交换。光纤通信很少采用光时分交换。光空分交换:一般采用光开关可以把光信号从某一光纤转到另一光纤。空分的光开关有机械的、半导体的和热光开关等。近来,采用集成技术,开发出E微电机光开关,其体积小到。已开发出1296x1296E光交换机(Luent),属于试验性质的。光波长交换:是对各交换对象赋于1个特定的波长。于是,发送某1特定波长就可对某特定对象通信。实现光波长交换的关键是需要开发实用化的可变波长的光源,光滤波器和集成的低功耗的可靠的光开关阵列等。已开发出640x640半导体光开关+AG的空分与波长的相结合的穿插连接试验系统(rning)。采用光空分和

11、光波分可构成非常灵敏的光交换网。日本NTT在hitse市进展了采用波长路由交换的现场试验,半径5公里,共有43个终端节,(试用5个节点),速率为2.5Gbps。自动交换的光网,称为ASN,是进一步开展的方向。3、集成光电子器件的开展如同电子器件那样,光电子器件也要走向集成化。虽然不是所有的光电子器件都要集成,但会有相当的一局部是需要而且是可以集成的。目前正在开展的PL-平面光波导线路,如同一块印刷电路板,可以把光电子器件组装于其上,也可以直接集成为一个光电子器件。要实现FTTH也好,ASN也好,都需要有新的、体积小的和廉价的和集成的光电子器件。日本NTT采用PL技术研制出16x16热光开关;1

12、x128热光开关阵列;用集成和混合集成工艺把32通路的AG+可变光衰减器+光功率监测集成在一起;8波长每波速串为80Gbps的D的复用和去复用分别集成在1块芯片上,尺寸仅15x7,如图1。NTT采用以上集成器件构成32通路的AD。其中有些已经商用。近几年,集成光电子器件有比拟大的改良。中国的集成光电子器件也有一定进展。集成的小通道光开关和属于PL技术的AG有所打破。但与兴旺国家尚有较大差距。假如我们不迎头赶上,就会重复如同微电子落后的被动场面。光纤通信的市场众所周知,2000年IT行业泡沫,使光纤通信产业消费规模爆炸性地开展,产品消费过剩。无论是光传输设备,光电子器件和光纤的价格都狂跌。特别是

13、光纤,每公里泡沫时期价格为羊1200,如今价格Y100左右1公里,比铜线还廉价。光纤通信的市场何时能恢复?根据RHK的对北美通信产业投入的统计和预测,如图2.在2002年是最低谷,相当于倒退4年。如今有所上升,但还不能恢复。按此推测,在2022-2022年才能复元。光纤通信的市场也随IT市场好转。这些好转,在相当大的程度是由FTTH和宽带数字电视所带动的。笔者认为:FTTH毕竟是信息社会的需求,光纤通信的市场一定有美妙的情景。兴旺国家的FTTH已经开场建立,已经有相当的市常大体上看,器件和设备随市场的需要,其利润会逐步上升,2022-2022年可能良好。但光纤产业,尽管反倾销成功,目前价格也仍

14、低迷不起,利润甚微。实际上,在世界范围内,光纤的消费规模过大,而FTTH的开展速度受社会环境、包括市民的经济条件和数字电视的开展的影响,上升缓慢。据理解,有大公司目前封存几个光纤厂,根据市场情况,可随时启动消费,其结果是始终供大于求。供不应求才能涨价,是通常的市场规律,所以光纤产业要想厚利,可能是2022年后的事情。中国经济不兴旺地区和小城镇,还需要建立光纤线路,但光纤用量仍然处于供太子求的范围内。对中国市场,FTTH受ADSL的挑战和数字电视HDTV开展的制约,会有所延后。目前,中国大量建立FTTH的社会环境和条件尚未具备,可能需要等待一段时间。不过,北京奥运会需要HDTV的推动和设备价格的下降,会促进FTTH的开展。预计在2022-2022年在中国FTTH可开场推广。不过也有些大城市的所谓中心商业区BD,有比拟强的经济力量,如今已经采用光纤到住地PTTP来建立。总的来说,目前中国的FTTH处于试点阶段。试点的作用,一方面是探索技术和建立的经历,另一方面,还起竞争抢占用户的作用。所以,如今电信运行商,地方业主都积极对FTTH试点,以便开展宽带业务。因此,播送运行商受到宏大的挑战,播送商应加快开展数字电视的进程,并且要充实节目内容和采取有竞争力的商业形式。假如播送商要开展VP点播电视,还需要对电缆电视网双向改造,假如采用光纤网,可更充分地适应将来的技术开展和市场需求。