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光纖通信的發(fā)展歷程和未來應(yīng)用

2013-09-27 10:06:14 北極星電力軟件網(wǎng)  點擊量: 評論 (0)
光纖的發(fā)明,引起了通信技術(shù)的一場革命,是構(gòu)成21世紀即將到來的信息社會的一大要素。1966年出生在中國上海的英籍華人高錕,發(fā)表論文《光頻介質(zhì)纖維表面波導(dǎo)》,提出用石英玻璃纖維(光纖)傳送光信號來進行通

TTH建設(shè)普遍開展,日本、韓國和美國比較發(fā)達,采用各種無源光網(wǎng)PON和以太網(wǎng)技術(shù)。中國的運營商和房地產(chǎn)開發(fā)商已對FTTH進行了試點。近來出現(xiàn)了所謂的網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV),電信運營商提出IPTV的初衷是考慮到有計算機的人少而有電視機的人多。提出的IPTV是采用專用的機頂盒連接電視機可直接瀏覽電信網(wǎng)的內(nèi)容,而不要計算機。IPTV具有常規(guī)電視并兼有點播和時移電視的功能,可能會取代常規(guī)電視。由于IPTV的發(fā)展,影響光纖接入網(wǎng)和FTTH的構(gòu)建。另外,也產(chǎn)生電信運營商和廣播運營商的利益沖突。盡管有限制發(fā)牌照政策以保護廣播運營商,但大勢所趨,不可阻擋。實際上,許多廣播運營商也開始改造其廣播網(wǎng)為數(shù)字雙向,也具備了發(fā)展IPTV的功能。廣播運營商和電信運營商的界限開始有些模糊。


IPTV在國外開始高速發(fā)展。在國內(nèi),上海、河南等地也開始發(fā)展。

有人考慮到IPTV的發(fā)展,會使現(xiàn)有的城域網(wǎng)和接入網(wǎng)不勝負擔,所以提出所謂的P2P(peer-對等)方法。P2P最初的概念是:所有用戶都是信息接收者,又是信息發(fā)送者。即某用戶把收到的節(jié)目用流媒體方法向其他用戶轉(zhuǎn)發(fā)出去(通常是讓用戶下載一個軟件使其具備P2P功能)。這樣便可減免都由中心向用戶播發(fā),以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬。事實上,沒有中心是不行的,網(wǎng)上至少要有1個中心服務(wù)器來管理。經(jīng)過少量試行,近來發(fā)現(xiàn)IPTV流量太大,而用戶的接入網(wǎng)根本無法滿足P2P的傳輸,特別是ADSL原來就沒有考慮到大量的上行,用戶接入網(wǎng)負荷過重而崩潰。有人認為P2P是惡魔。

由于寬帶業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展,現(xiàn)有的城域網(wǎng)、接入網(wǎng)的容量不足。對于運營商而言,最根本和實際有效的辦法是對城域網(wǎng)和接入網(wǎng)擴容。事實上,采用WDM技術(shù)擴容,投資不很大,而可適應(yīng)今后寬帶業(yè)務(wù)的繼續(xù)發(fā)展。

無線接入技術(shù)發(fā)展迅猛。人需要移動,采用無線接入比較方便。無線接入可滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?,但帶寬有限,寬帶的視頻特別是HDTV仍需要采用光纖通信。

光纖通信需要發(fā)展光交換——采用電纜通信的網(wǎng)是金屬網(wǎng),傳輸?shù)氖请娦盘?,在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采用電子交換機進行交換。現(xiàn)在,光纖通信的網(wǎng)是光纖網(wǎng),傳輸?shù)氖枪庑盘枺诰W(wǎng)絡(luò)節(jié)點目前還沒有全光交換機,在網(wǎng)絡(luò)上只好采用“光-電-光”方式進行交換,即先把來自光纖網(wǎng)的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺秒娮咏粨Q機進行交換,之后,又把電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?,再進入光纖網(wǎng)。這種方法是不經(jīng)濟的,需要開發(fā)可把光信號直接交換的光交換機。目前已經(jīng)有小規(guī)模的光交換,它是作光線路保護的。通常這種光交換的通路是固定而不是可改變的,對于線路的調(diào)度不利?,F(xiàn)正在開發(fā)具有自動交換的光網(wǎng)絡(luò)稱為ASON。ASON的關(guān)鍵技術(shù)是可重組光分插復(fù)用器ROADM,使線路可方便地調(diào)度。ASON不但可作光線路的保護,還可滿足線路調(diào)度和今后發(fā)展出租電路的需要。目前,已經(jīng)有非全光的ASON產(chǎn)品。

現(xiàn)在的通信網(wǎng)正在從SDH網(wǎng)向IP網(wǎng)過渡,交換機也要IP化。發(fā)展光網(wǎng)絡(luò)還要考慮IP化,還要進一步發(fā)展光路由器,其中需要解決光地址的取存和光緩存技術(shù)。

光電子器件和集成光器件需要大力發(fā)展,因為光纖通信技術(shù)的發(fā)展,依賴光器件的進步。


由于網(wǎng)絡(luò)的速率不斷提高,目前單波長電子速率為40Gbps的光通信系統(tǒng)已經(jīng)商用,速率為160Gbps的電子系統(tǒng)在試驗室開發(fā)。因此,光電子器件要與之相適應(yīng),包括高速調(diào)制激光器等需要開發(fā)。實現(xiàn)ROADM需要發(fā)展波長可調(diào)的光濾波器、波長可調(diào)激光器和光開關(guān)等,其中有許多可創(chuàng)新的空間。

把許多分立的光電子器件集成在一起成為集成的光電子器件,其優(yōu)點是功能豐富、體積小、速度高、可靠。目前已經(jīng)有小規(guī)模集成的光電子器件,需要開發(fā)更大規(guī)模的光電子集成器件。混合集成可降低難度,提高成品率?;旌霞傻年P(guān)鍵技術(shù)是平面光波導(dǎo)線路PLC,它是一塊具有光波導(dǎo)的線路板,可把分立的光器件安裝在上面。目前商用的光電子集成器件有8波長激光器模塊、100波長以上的AWG光濾波器、AWG+光衰減器和32×32光開關(guān)等。光集成器件的工藝有單片集成和混合集成兩種。目前集成光電子器件處于初級階段,我國應(yīng)迎頭趕上,否則就會吃大虧。

光纖通信的優(yōu)勢是容量大和傳輸距離遠。無線通信的優(yōu)勢是可移動,但帶寬小??梢韵胂?,近距離小容量的數(shù)據(jù)接入趨向采用無線接入,而大容量的視頻影視采用光纖傳輸。衛(wèi)星傳輸距離也很長,唯容量和壽命有限。

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責任編輯:廖生玨

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