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赵梓森:光纤技术如何发展
 
慧聪网   2005年10月14日10时6分   信息来源:当代通信 作者:赵梓森    

  导读:光纤通信技术尚有很大的发展空间,今后会有很大的需求和市场。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发展。

  近来有人对光纤通信的发展情景,有些困惑。其一,在2000年IT行业的泡沫,使光纤通信的生产规模投入过大,生产过剩,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:光纤通信的传输能力已经达到10Tbps,几乎用不完,而且现在大干线已经建设得差不多,埋地的剩余光纤还很多,光纤通信技术不需要更多的发展。

  本人认为,光纤通信技术尚有很大的发展空间,今后会有很大的需求和市场。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发展。下面分别讨论光纤通信的发展趋势和市场:

  一、光纤通信的发展趋势

  1、光纤到家庭FTTH的发展

  FTTH可向用户提供极丰富的带宽,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设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2-3倍。过去由于FTTH成本高,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。

  发达国家对FTTH的看法不完全相同:美国AT&T认为FTTH市场较小,在OFC2003宣称:FTTH在20-50年后才有市场。美国运行商Verizon和Sprint比较积极,要在10-12年内采用FTTH改造网络。日本NTT发展FTTH最早,现在已经有近200万用户。目前中国FTTH处于试点阶段。

  * FTTH光纤到家庭遇到的挑战:现在广泛采用的ADSL技术提供宽带业务尚有一定优势。与FTTH相比 价格便宜 利用原有铜线网使工程建设简单 对于目前1Mbps-500kbps影视节目的传输可满足需求。FTTH目前大量推广受制约。

  对于不久的将来要发展的宽带业务,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,ADSL就难以满足。尤其是HDTV,经过压缩,目前其传输速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技术开发,可压缩到5~6Mbps。通常认为对QoS有所保证的ADSL的最高传输速率是2Mbps,仍难以传输HDTV。可以认为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PON无源光网络两大类。

  P2P方案——优点:各用户独立传输,互不影响,体制变动灵活;可以采用廉价的低速光电子模块;传输距离长。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。

  PON方案——优点:无源网络维护简单;原则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;需要采用区分用户距离不同的电子模块,以避免各用户上行信号互相冲突;传输距离受PON分比而缩短;各用户的下行带宽互相占用,如果用户带宽得不到保证时,不单是要网络扩容,还需要更换PON和更换用户模块来解决。(按照目前市场价格,P2P比PON经济)。

  PON有多种,一般情况如下。APON:即ATM-PON,适合ATM交换网络。BPON:即宽带的PON。GPON:采用通用帧处理的GFP-PON。EPON:采用以太网技术的PON,GEPON是千兆毕以太网的PON。WDM-PON:采用波分复用来区分用户的PON,由于用户与波长有关,使维护不便,在FTTH中很少采用。

发达国家发展FTTH的计划和技术方案,根据各国具体情况有所不同。美国主要采用A-PON,因为ATM交换在美国应用广泛。日本NTT有一个B-FLET's计划,采用P2P-MC,B-PON,G-EPON,SCM-PON等多种技术。SCM-PON:是采用副载波调制作为多信道复用的PON。

  中国ATM使用远比STM的SDH少,一般不考虑APON。 我们可以考虑的是P2P,GPON和EPON。P2P方案的优缺点前面已经说过,目前比较经济,使用灵活,传输距离远等,宜采用。又GPON和EPON比较,各有利弊。GPON: 采用GFP技术网络效率高;可以有固话,适合SDH网络,与IP结合没有EPON好,但目前GPON技术不很成熟。EPON:与IP结合好,可用IP电话,如用固话需要借助IAD技术。目前,中国的FTTH试点采用EPON比较多。FTTH技术方案的采用,还需要根据用户的具体情况不同而不同。

  近来,无线接入技术发展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g协议,传输带宽可达54Mbps,复盖范围达100米以上,目前已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输,包括:上下行数据和点播电视VOD的上行数据,对于一般用户其上行不大,IEEE802.11g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,当然有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,如果采用PON,就特别简单,因为此PON无上行信号,就不需要测距的电子模块,成本大大降低,维护简单。如果,所属PON的用户群体,被无线城域网WiMAX(IEEE802.16)复盖而可利用,那么可不必建设专用的WLAN。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的光纤网来支撑,与FTTH相差无几。FTTH+无线接入是未来的发展趋势。

1) 光交换的发展

  什么是通信?实际上:通信 = 传输 + 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。现在,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。显然是不合理的办法,是效率不高和不经济的。正在开发大容量的光开关,以实现光交换网络,特别是所谓ASON-自动交换光网络。

 
 
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