未来的骨干网络将呈现全光智能 化的特点,网络要具有多业务支撑、高容量、易扩展等传统传输设备所不具备的功能,因此新一代光传输设备仍有巨大的市场 替代空间。下一步光通信技术的发展仍然以高速、大容量为主,同时积极发展光纤接入网。
从铜线到光纤 目前,由于铜线接入网受一些不可克服因素的限制,使得信息 高速公路在用户接入段形成了“瓶颈”。在这种情况下,人们自然想到了光纤,毫无疑问,光纤是接入网的理想传输媒介。为了满足用户的需要,各国根据自己的国情,制订了接入网改造和建设计划,加快研制接入网设备,逐步用光纤取代铜线。由此,光纤接入网得到了迅速发展。光纤用于接入网,主要有以下几个优点: 1、光纤接入网能满足用户对各种业务的需求。人们对通信业务的要求越来越高,除了打电话、看电视以外,还希望有高速计算机通信、家庭购物、家庭银行、居家办公、远程医疗诊断、远程教学以及高清晰度电视(HDTV)等。这些新业务用铜线双绞线是难以实现的。
2、光纤可以克服铜线电缆无法克服的一些限制因素。光纤损耗低、频带宽,解除了铜线电缆网径小的限制。此外,光纤不受电磁干扰,保证了信号传输质量,用光缆替换铜线电缆,可以解决城市地下通信管道拥挤的问题。 3、光纤接入网的性能不断提高,价格不断下降,而铜缆的价格在不断上涨。 4、光纤接入网提供数字业务,有完善的监控和管理系统,能适应将来宽带综合业务数字网(B-ISDN)的需要,打破“瓶颈”,使信息 高速公路畅通无阻。
光纤接入网的拓扑结构是其基础技术之一,拓扑结构就是网络节点的位置和相互连接的几何布局,具体的拓扑结构分为总线形结构、单星形结构、有源双星结构、无源双星形结构、环形结构。 目前的光纤接入网主要有三种拓扑结构,单星形、有源双星形和无源双星形。单星形拓扑结构中所需要的专用光纤和器件的价格很贵,然而这种结构简单,可靠性高,容易维护。由于每个用户都有一套专用设备,因此安全性好,并便于向将来的宽带业务升级。有源双星形结构中有很多用户共用一根馈线光纤,因而减少了光纤用量,但每一用户都需要远端有源节点和用户间的专用光纤和光电器件,这使成本有所增加,远端有源节点把每一用户的通信信道分割开,因此,用户之间的通信安全和保密性好。但将来要向宽带业务升级,就必须重新更换有源设备,或采用波分复用技术,以实现宽带传输。无源双星结构可减少光纤用量和收发器件的用量。由于中心局与用户之间仅有无源分路器,没有有源器件,因而提高了可靠性。在无源双星的下行方向上,信号是广播式的,全部信号都送到每一个用户,为了保证安全,要适当对下行信号采取加密措施,使得各用户只能取出属于自己的那一部分信息 。如需向宽带业务升级,只需改进中心局和用户两端的设备,无源分路器则不必改变。从目前的试验情况看,无源双星拓扑结构是一种较理想的低成本光纤接入网结构。 光纤接入网的发展前景 “接入网”的概念是近几年才提出来的,电信 网经过多年的发展,所采用的技术和提供的业务等各方面都发生了巨大变化,传统的用户环路和无源光网络等新技术的引入,既增加了用户环路的功能和能力,也使之变得更加复杂,于是,“接入网”的概念便应运而生。1995年7月ITU-T通过了关于接入网的新建议,给接入网下了明确的定义。 目前,发达国家的大城市商业区正在逐步实现将光纤敷设到大楼,并要尽早实现光纤到办公室、光纤到桌面,新开发区的新建线路直接采用光纤,已实现光纤到路边。而在城市住宅区和乡村,铜线电缆还要持续使用很长一段时间,但“光纤到家”是接入网发展的最终目标。一般来说,实现“光纤到家”的成本很高,一般国家都是先发展光纤到用户附近的路边(FTTC)和光纤到大楼(FTTB),然后再向光纤到家(FTTH)过渡。目前,发达国家中只有日本根据自己的条件,最先提出在2015年实现光纤到家庭的目标。 现在,影响光纤接入网发展的主要原因不是技术,而是成本,直至目前,光纤接入网的成本仍然太高。对于商业用户来说,现在采用光纤与铜线接入网的成本很接近,因此,现在新建的商业大楼都是直接采用光纤到大楼,对于重要部门则采用光纤到楼层或光纤到办公室。而对一般住宅用户来说,采用光纤的成本比铜线要高一些,因此,光纤到家现在仍处于试验阶段。预计到2003年左右,光纤的成本将大大地低于铜线,而且光纤的通信质量和传输容量大大地超过了铜钱,届时,光纤接入网与现有铜线接入网相比,价格将大大降低,人们将大量采用光纤接入网,普及FTTC,甚至直接将光纤引入家庭。 无论是对于建设国家信息基础结构,还是对于实现宽带综合业务数字网,能把电信 网、计算机网、有线电视网等各种网络和语言、数字、图片、视像等各类信息 综合在一起的宽带接入网技术都已成为未来通信网发展的关键,是今后一段时期内国际通信技术研究、开发和建设的热点。接入网的技术发展水平从某种意义上来说,代表着国家通信技术现代化的水平。 采用光纤接入网是光纤通信发展的必然趋势,尽管目前各国发展光纤接入网的步骤各不相同,但光纤到家庭是公认的接入网的发展目标。我国在“八五”计划期间,初步建成了光纤干线网,“九五”期间,在进一步完善光纤干线传输网的同时,也加紧改造和建设接入网。目前,全国已敷设光缆的总长度已超过100万公里。 应用看台 随着我国通信市场 竞争格局的基本形成和我国已加入WTO,国外电信 巨头的介入,以及我国宽带网络通道狭窄难以适应宽带业务急速增长的需求现状,我国必将迎来宽带网络建设和已建网络改造的新的发展阶段。中国联通 计划新建3.9万Km光缆干线;中国电信已与ALCATEL公司签订新建总长5500公里的沈大沪和西渝成DWDM宽带光纤网协议;中国长城集团还计划在3年内投资50亿元建设具有社区网、城域网、全国网三层结构,并可为500万用户服务的宽带光纤网络。这些工程的建设从不同层面反映了我国电信 运营企业已在顺应形势,创建网络平台的竞争中迈出新的步伐。在构建我国光纤接入网以及互联网 传输平台的大潮中,我国光纤光缆产业将面临新的发展机遇和光明的市场 前景。 我国由于地域和经济发展状况的差异,宽带接入网的市场 需求和建设运营现状很不平衡。有的地区尚未提上议事日程,开始建设的地区其接入网的网络结构也各不相同。作为过渡方式,采取光缆和电缆混合组网的方式也不失为是一种经济实用的形式,但采用WDM的无源光纤网连接到办公室和家庭是今后最有前途的方案。当然,光器件的价格等因素会影响这种方式的进程。接入网干线光缆可采用与城域网用光缆结构相近的光缆,支线光缆以主要采用小芯数干式软光缆为宜,光纤可主要用多模光纤或G.652常规单模光纤。 从全球来看,发达国家的电信公司正在大量建设和运营DWDM宽带网系统。欧州和美国电信公司近年来建设DWDM系统,其投入和建设规模之大是前所未有的。许多跨国电信 公司不惜巨资争相进行全球宽带光网络建设,是为了建立高速率大容量的IP网络系统,以便争取得到全球IP业务尽可能多的市场份额。据Ovum公司预测全球建设DWDM的市场收入将从1998年的12亿美元增长到2005年的87亿美元。另据KMI公司依照1999年世界光纤市场需求量为6700Km,按10%-15%的复合年增长率测算,到2004年全球光纤市场 需求将超过1亿Km。