本刊记者 唐自华
市场人士分析,2003年光纤需求量比上年增长近40%,据估计,2004年的光纤需求量的增长也不会低于这个数字;2005年光纤光缆行业在低迷了近3年之后,可顺利进入复苏期。面对全球爆发性的需求增长,拥有完整产业链的企业以及拥有技术优势和出口导向的企业成长将带有明显的持久性,其余企业短期内将分享行业复苏的利益。
FTTH(光纤到户)具有极大的带宽,因而它是解决从互联网主干网到用户桌面的瓶颈现象的最佳方案。互联网数据业务爆炸式的增长趋势,宽带需求的快速增长,光电子器件价格的一降再降,都成为光纤建设升温的决定性因素。技术进步是光纤进入商用化的前提,近年来IP技术已经成为大多数运营商数据网络的主要承载技术。EPON(无源光网络)就是其中之一,基于以太网的EPON是一个点到多点的光接入网。并且以其突出的综合优势被业界寄予厚望。为了进一步探究光通信发展的新趋势,记者采访了光通信专家、武汉邮电科学研究院总工程师毛谦。
毛 谦,武汉邮电科学研究院•烽火科技集团总工程师,ITU-T中国专家组成员,信息产业部传送网/接入网标准研究组副主席,国家级有突出贡献专家。他是国内最早研究光传输线路码型并应用于实用化系统的学者,也是国内第一个34Mb/s光传输系统的主要完成者, 还是最早将SDH标准翻译引入国内的人。他为发展我国民族光通信产业做出重大贡献。
记者:请您简要的介绍一下目前光纤通信的发展情况。
毛谦:光纤通信是目前最主要的信息传输技术。迄今为止,尚未发现可以替代它的技术。即使在世界通信低谷时期,各公司在资金极其短缺、研发投入相对紧张的情况下,对光纤通信新技术的研究仍然没有停止和放松。创造出实验室4×40Gb/s无电再生传输10 000km的最高记录;在现有商用网络上实现了基于40Gb/s的DWDM 1 200km的超长距离传输的现场技术试验。适于城域网的MSTP、CWDM技术,EOT(传送网承载以太网)、MOT(传送网承载MPLS)、ASON、EPON/GPON等技术都是这个时期的重要成果。此外1 310 /1 550nm VCSEL器件、1 310nm量子点半导体激光器、G.656光纤、光子晶体光纤等新的器件和光纤,也从另一个角度说明了光纤通信技术在不断向前发展。
我国的光纤通信技术在政府的大力支持下也有较大的发展。国家“十五”重大科技攻关项目“40Gb/s SDH (STM-256)光纤通信设备和系统研制”已取得重大进展,实现了40Gb/s 光信号在G.652光纤上480km的传输;“八六三”项目“80×40Gb/s DWDM系统研制”也有重大进展、“具有Tb/s交换能力的ASON系统”已经实现了基本功能,并在中国移动进行了测试、“EPON光纤接入系统”已经通过“八六三”专家组验收,将进入现场试验、“G.656光纤研制成绩喜人;“九七三”项目中的光子晶体光纤及其器件也正在进展之中……。
在实际运营的通信网络中,许多新技术的应用同样反映了光纤通信技术的发展。例如,目前以10Gb/s为基础的DWDM已逐渐成为核心网的主流,160×10Gb/s DWDM系统已经在我国多个运营商的网络中得到应用,CWDM、MSTP在城域网中广泛使用,光纤到户的试验网已经在武汉、成都等城市开展。
总的来说,光纤通信技术的进步是信息社会的需要,是经济发展的必然,是永无止境的。
记者:像您所讲的,光纤通信技术一直都在不断的发展和进步。目前,光纤接入网发展与以太网融合成为不可阻挡的趋势,您认为这种融合除了以太网技术本身的优势外,更主要的因素是什么?
毛谦:以太网是以计算机局域网的面目问世的,在没有和光传输技术结合之前,只限于在局域网范围内应用。在和光传输技术结合以后,以太网技术得到迅速发展,不再限于局域网,同时扩展到城域网,甚至到广域网的应用。现在的以太网技术和原来的以太网技术相比,得到很大的发展。就拿在光接入网中的EPON来说,原来以太网的MAC技术是点到点的连接,而在EPON中却变化成了点到多点的连接。
只所以要发展光纤接入,就是人们的业务需求已经不仅仅限于传统的话音,而对高速数据、高保真音乐、互动视像等业务的需求越来越迫切。这些业务都需要较大的带宽,传统的金属线接入甚至VDSL都无法满足需求,所以转向带宽能力强的光纤接入。同时除了话音之外的这些业务用分组通信的方式来支持更有优越性,即使是话音,用分组方式也有优势。以太网技术是分组通信中应用最普遍、最简单的技术,再有光纤这种最具优势的传输媒介支持,使以太网技术可以在接入网中发挥巨大的作用。
记者:刚才提到光纤接入网中的EPON,那么EPON作为一种新型的光纤接入技术,具有什么样的价值?
毛谦:EPON是前面提到的以太网技术和无源光网络结合的产物。作为光纤接入中极有优势的PON技术很早就出现了,它可以和多种技术相结合,如ATM、SDH等,分别产生APON、GPON等光接入方式。
APON的基本标准早在1998年就发布了,在一些国家也进行了推广。它对宽带业务的支持有QoS的保证,是有技术优势的,但其技术复杂、成本较高,加之近年ATM技术受到IP技术的挑战,其发展受到严重阻碍,以致影响到APON也在走下坡。
GPON出现较晚,它是继承了APON的技术,结合SDH发展起来的,其最初的标准于2003年发布,至今已制定了一系列的标准。GPON对电路交换型的业务的支持最有优势,又可以充分利用现有网上的SDH资源,所以它一出现就受到极大的关注。但它仍有比较复杂的劣势,使得其成本依然偏高,使其推广受到一定的影响。
EPON的发展最晚,它的标准是今年6月底才通过的。它的最大优势就是继承了以太网简单的优点,所以成本相对较低,被业界看好。但它对TDM类业务支持相对难度大些,所以EPON和GPON有得一争,孰优孰劣还将拭目以待。
记者:您认为EPON这种新技术如若大规模的商用,还要经历一段什么样的过程?
毛谦:前面我已经谈到,在光纤接入网中,EPON和GPON哪个能受到青睐现在还难分难解。但总得来说,光纤到户要推广普及、大规模商用,必然经历一个渐进的过程。这是因为人们对一种事物的认识和接受是有渐进过程的,此外更重要的两个因素是网络所提供的业务和价格,这两点缺一不可,当然运营商和设备提供商正在共同努力来解决这两个问题。此外在我国,还有一个体制的问题,即电信业务与广播电视业务的经营问题,由于这个问题比较复杂和敏感,所以这里就不展开了。此外,从国际上推广的经验来看,政府的支持也是非常重要的因素。最终,FTTH的大趋势总是不可阻挡的。
记者:面对着像GPON、EPON等光纤新技术的不断出现,您认为光纤接入网的发展对本地电信网有什么样的影响?
毛谦:原来的本地网是包括市内中继网和接入网两大部分的,现在有些人理解本地网就是城域网。
不管怎么理解吧,光纤接入网的发展首先对接入网本身就是一种革命。传统的接入网无例外的都用金属线接入,在无线技术和光纤通信技术发展之后,无线接入和光纤接入逐步进入了接入网,但所占比例很少。光纤到户的更寥寥无几,一般在馈线段用光纤还较多,即大多城市实现了FTTC/FTTB,在分配线即户线段用的极少。光纤接入网即FTTH的发展对于现有用户有一个庞大的户线工程改造的问题,对新建建筑涉及引入光纤到楼内、室内的问题,甚至可能修改建筑规范要求。更大影响是接入网中承载的业务会变得丰富多彩,而且由于目前家庭多是几室几庭结构,用户终端设备遍及各个房间,光纤入户后,如何将信息送到所有得终端设备,是继续用光纤,还是该用金属线,或者该用无线,这是涉及家庭(或者说用户驻地网络)的问题,目前正在探讨之中。如家庭电话线网络、家庭电力线网络、家庭无线网络等都在进行研究。
此外光纤接入网发展后对城域网甚至核心网都有很大影响。实现光纤到户后,平均每户的带宽以150Mb/s计算,如果全国仅以1 000万户FTTH用户来看,新增带宽为1 500Tb/s.。只以平均同时使用概率10%计算,将有150Tb/s带宽的信号涌入各地的城域网,因此城域网将面临巨大的扩容压力。而且新增带宽的绝大部分属于分组数据业务,所以城域网中将主要扩建分组数据网,届时城域网中分组交换的容量将大大超过电路交换的容量。而且新增带宽中相当一部分将流入核心网,所以核心网同样面临新建和扩容的压力,同样核心网所承载信号的类型也有很大改变,将会从以电路型信号为主变为以分组信号为主。