光纖通信的發展歷程和未來應用
TTH建設普遍開展,日本、韓國和美國比較發達,采用各種無源光網PON和以太網技術。中國的運營商和房地產開發商已對FTTH進行了試點。近來出現了所謂的網絡電視(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的內容,而不要計算機。IPTV具有常規電視并兼有點播和時移電視的功能,可能會取代常規電視。由于IPTV的發展,影響光纖接入網和FTTH的構建。另外,也產生電信運營商和廣播運營商的利益沖突。盡管有限制發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為數字雙向,也具備了發展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在國外開始高速發展。在國內,上海、河南等地也開始發展。
有人考慮到IPTV的發展,會使現有的城域網和接入網不勝負擔,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,又是信息發送者。即某用戶把收到的節目用流媒體方法向其他用戶轉發出去(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,以節省網絡帶寬。事實上,沒有中心是不行的,網上至少要有1個中心服務器來管理。經過少量試行,近來發現IPTV流量太大,而用戶的接入網根本無法滿足P2P的傳輸,特別是ADSL原來就沒有考慮到大量的上行,用戶接入網負荷過重而崩潰。有人認為P2P是惡魔。
由于寬帶業務的不斷發展,現有的城域網、接入網的容量不足。對于運營商而言,最根本和實際有效的辦法是對城域網和接入網擴容。事實上,采用WDM技術擴容,投資不很大,而可適應今后寬帶業務的繼續發展。
無線接入技術發展迅猛。人需要移動,采用無線接入比較方便。無線接入可滿足數據傳輸的需要,但帶寬有限,寬帶的視頻特別是HDTV仍需要采用光纖通信。
光纖通信需要發展光交換——采用電纜通信的網是金屬網,傳輸的是電信號,在網絡節點采用電子交換機進行交換。現在,光纖通信的網是光纖網,傳輸的是光信號,在網絡節點目前還沒有全光交換機,在網絡上只好采用“光-電-光”方式進行交換,即先把來自光纖網的光信號轉變為電信號,用電子交換機進行交換,之后,又把電信號轉變為光信號,再進入光纖網。這種方法是不經濟的,需要開發可把光信號直接交換的光交換機。目前已經有小規模的光交換,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,對于線路的調度不利。現正在開發具有自動交換的光網絡稱為ASON。ASON的關鍵技術是可重組光分插復用器ROADM,使線路可方便地調度。ASON不但可作光線路的保護,還可滿足線路調度和今后發展出租電路的需要。目前,已經有非全光的ASON產品。
現在的通信網正在從SDH網向IP網過渡,交換機也要IP化。發展光網絡還要考慮IP化,還要進一步發展光路由器,其中需要解決光地址的取存和光緩存技術。
光電子器件和集成光器件需要大力發展,因為光纖通信技術的發展,依賴光器件的進步。
由于網絡的速率不斷提高,目前單波長電子速率為40Gbps的光通信系統已經商用,速率為160Gbps的電子系統在試驗室開發。因此,光電子器件要與之相適應,包括高速調制激光器等需要開發。實現ROADM需要發展波長可調的光濾波器、波長可調激光器和光開關等,其中有許多可創新的空間。
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,其優點是功能豐富、體積小、速度高、可靠。目前已經有小規模集成的光電子器件,需要開發更大規模的光電子集成器件。混合集成可降低難度,提高成品率。混合集成的關鍵技術是平面光波導線路PLC,它是一塊具有光波導的線路板,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,我國應迎頭趕上,否則就會吃大虧。
光纖通信的優勢是容量大和傳輸距離遠。無線通信的優勢是可移動,但帶寬小。可以想象,近距離小容量的數據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。衛星傳輸距離也很長,唯容量和壽命有限。
責任編輯:廖生玨
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