光纤通信技术的发展需关注的几个问题

1、光纤通信技术的发展需关注的几个问题摘要光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命 ,光纤从提出理论到技术实现和今天的高速光纤通信也不过几十年的时间。结合工作实践 ,对光纤通信技术的发展需关注的几个问题进行探讨。关键词光纤通信;技术 ;发展中图分类号 TN 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)061-0020-01任何一种技术体系都必须不断的发展,来满足用户不断的需求 ,光纤通信技术也不例外。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 ,但我认为它还具有很大的发展空间

2、,会有很大的需求和市场。主要体现在:单纤双向传输技术、光纤到户(FTTH)接入技术、骨干节点的光交换技术和研发集成光电子器件等方面。1 单纤双向传输技术单纤双向传输技术是相对于双纤双向传输来讲的,双纤传输时 ,收发信号分别在不同的两根光纤里传输,而单纤传输时,收发信号被调制在不同的波段后在同一根光纤里传输。以前为了节约光纤资源 ,我们不断在光纤传输容量上下工夫 ,从 PDH 的 8M、34M、140M 到 SDH 的155M 、 622M 、2.5G、10G 再到 WDM 的 320G、 1600G 等,光纤的传输容量不断增大,从理论上讲光纤的传输容量是无限的 ,但受到设备器件的限制,传输容量

3、大大降低,达不到理论效果。目前光纤通信传送网都是通过双纤双向传输的,假如改用单纤双向传输技术就可以节约一半的光纤资源。对于现存的无数个庞大的光纤通信传送网来说,可以节约的光纤资源是可想而知的。研发出成熟的单纤双向传输技术具有划时代意义。目前单纤双向传输技术已有实用 ,但主要用在光纤末端接入设备 :PON 无源光网络、单纤光收发器等设备,骨干传送网上暂时还没有用到这个技术。从这个方面来讲,这也是光纤通信技术发展的一个方向。2 光纤到户 (FTTH) 接入技术高速数据通信和高质量视频通信以及多媒体业务的发展,推动了宽带综合业务网的研究与开发。当今核心网已经形成了以光纤线路为基础的高速信道 ,国际权

4、威专家把宽带综合信息接入网比作信息高速公路的“最后一公里” ,并指出它是信息基础建设的“瓶颈”。虽然 ,现在广泛采用的ADSL 技术提供宽带业务尚有一定优势,但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,尤其是 HDTV ,经过压缩 ,目前其传输速率尚需 19.2Mbps,用 H.264 技术可压缩到 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 高清数字电视。使用铜线的接入方式ADSL 已不能满足高速传送数据、视频及多媒体业务的

5、要求,采用光纤接入技术已成为必然趋势,是通信技术发展的方向。根据社会发展形势,HDTV 高清数字电视是将来的主流业务 ,怎么实现 ,就要靠带宽丰富的FTTH 技术。 FTTH 是一种全透明全光纤的光接入网,适用于引进新业务,对传输制式、带宽和波长等基本上没有限制,并且 ONU 安装在用户处 ,供电、维护、升级更新都比较方便。可以认为HDTV 是FTTH 的主要推动力 ,即 HDTV 业务到来时 ,非 FTTH 不可。而且在 FTTH 建成后可以逐步实现三网合一,即宽带上网接入、有线电视接入和传统固定电话接入。FTTH 的解决方案通常有P2P 点对点或点对多点和PON 无源光网络两大类。值得一提

6、的是,近来 ,无线接入技术发展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11协议 传输带宽可,达 54Mbps, 覆盖范围达 100 米以上 ,目前已商用。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 ,IEEE802.11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“光纤到户+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。3 骨

7、干节点的光交换技术光交换实际上可表示为:光纤通信传输 +交换。光纤只是解决传输问题 ,还需要解决光信号交换问题。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 ,而交换的还是电信号。真正合理的方法应该采用光交换的。但目前,由于光开关器件不成熟,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 ,待电子交换后 ,再变换成光信号。显然这是不合理的办法 ,效率不高且不经济。现在正在开发大容量的光开关器件 ,用来实现光交换网络,具有代表性的是ASON 自动交换光网络。通常在光网络里传输的信息,一般

8、速度都是高速的,电子开关不能胜任 ,只能在低次群中实现电子交换。而光交换可实现高速信号的交换。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技术,没有必要采用不成熟的大容量的光交换技术。当前,在数据网中 ,信号以“包”的形式出现,采用所谓“包交换”。包的颗粒比较小 ,可采用电子交换。然而,在一些骨干节点,它们承担的是业务汇聚任务,信号速率高 ,应该考虑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。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 8l6 个。采用光

9、空分和光波分可构成非常灵活的光交换网。技术成熟的自动交换的光网络ASON, 是光纤通信技术进一步发展的方向。4 研发集成光电子器件如同电子器件那样,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,但会有相当的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在发展的PLC- 平面光波导线路,如同一块印刷电路板,可以把光电子器件,如 DFB 和 DBR半导体激光器、量子阱半导体激光器、波长可调谐半导体激光器、波长可调谐滤光器、光开关器件、无源光器件、光逻辑器件等需要的器件组装于其上,也可以直接集成为一个光电子器件。近几年,集成光电子器件有比较大的改进,我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 PLO 技术的 AWG 有所突破。但与发达国家尚有较大差距。如果我们不迎头赶上,就会重复如同微电子落后的被动局面。要实现单纤双向传输也好,FTTH 也好 ,ASON 也好,都需要有新的、体积小的、廉价的、集成化的光电子器件来支撑 ,集成光器件的研发