通讯光缆型号 浅谈光纤通信技术及其发展趋势

　　摘要：在当今信息时代，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很大的发展。笔者主要讨论光纤通信的发展趋势。
　　关键词：光纤通信：技术：发展趋势
　　中图分类号：TN929.11
　　文献标识码：A
　　文章编号：1009-8631（2012）05-0074-01
　　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，使光纤的生产规模投入过大，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的差不多，埋地的剩余光纤还很多，光纤通信技术不需要更多的发展。
　　一、光纤到家庭（FTTH）的发展
　　（FTTH）可向用户提供丰富的宽带，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，由于光电子期间的进步，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-FLETts计划，采用P2P-MC、B-PON、C—EPON、SCM--PON等多种技术。SCM-POM：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。而比较GPON和EPON，各有利弊。CPON：采用GFP技术网络效率高；可以有电话，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，可用户电话，如用电话需要借助LAD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。
　　近年来，无限接入技术发展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g协议，传输带宽可达54Mbps，覆盖范围达100米以上，目前已可商用。如果采用无限接入WLAN做用户的数据传输，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。IEEES02.11g是可以满足的。而采用光纤的FFTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输，当然在需要时也可包括一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+无线接入”（FTFH+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WIWAX（IEEE802.16）覆盖而可利用，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。FTYH+无线接入是未来的发展趋势。
　　二、光交换的发展
　　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，由于光开关器件技术不成熟，只能采用的是“光—电—光”方式才解决光网的交换，即把光信号变成电信号，用电子交换后，再变换光信号。显然是不合理的办法，是效率不高和不经济的。目前，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。
　　通常在光网里传输的信息，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XGbps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，采用所谓的“包交换”。
　　包的颗粒比较小，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。
　　电子交换一般有“空分”和“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传到另一光纤。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MEM微电击光开关，其体积小到mm。已开发出1296×1296MEM光交换机（Lucent），属于实验性质的。
　　光波长交换：是对各交换对象赋予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640×640半导体光开关+AWG的空分与波长的相结合的交叉连接实验系统（corning）。采用光空分和光波分可构成非常灵活的光交换网。日本NTT在Chitose市进行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205Gbps。
　　自动交换的光网，称为ASON，是进一步发展的方向。
　　三、集成光电子器件的发展
　　如同电子器件那样，光电子期间也要走向集成化。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，可以把光电子期间组装于其上，也可以直接集成为一个光电子器件。要实现FTTH也好ASON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NTY采用PLO技术研制出16×16热光开关：1×128热光开关阵列：用集成和混合集成工艺把32通路的AWG+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WDM的复用和去复用分别集成在1块芯片上，尺寸仅15×7mm。NTY采用以上集成器件构成32同路的OADM。其中有些已经商用。近几年，集成光电子器件有比较大的改进。
　　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PLO技术的AWG有所突破。但与发达国家尚有较大的差距。

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