未來的骨干網絡將呈現全光智能 化的特點,網絡要具有多業務支撐、高容量、易擴展等傳統傳輸設備所不具備的功能,因此新一代光傳輸設備仍有巨大的市場 替代空間。下一步光通信技術的發展仍然以高速、大容量為主,同時積極發展光纖接入網。
從銅線到光纖 目前,由于銅線接入網受一些不可克服因素的限制,使得信息 高速公路在用戶接入段形成了“瓶頸”。在這種情況下,人們自然想到了光纖,毫無疑問,光纖是接入網的理想傳輸媒介。為了滿足用戶的需要,各國根據自己的國情,制訂了接入網改造和建設計劃,加快研制接入網設備,逐步用光纖取代銅線。由此,光纖接入網得到了迅速發展。光纖用于接入網,主要有以下幾個優點: 1、光纖接入網能滿足用戶對各種業務的需求。人們對通信業務的要求越來越高,除了打電話、看電視以外,還希望有高速計算機通信、家庭購物、家庭銀行、居家辦公、遠程醫療診斷、遠程教學以及高清晰度電視(HDTV)等。這些新業務用銅線雙絞線是難以實現的。
2、光纖可以克服銅線電纜無法克服的一些限制因素。光纖損耗低、頻帶寬,解除了銅線電纜網徑小的限制。此外,光纖不受電磁干擾,保證了信號傳輸質量,用光纜替換銅線電纜,可以解決城市地下通信管道擁擠的問題。 3、光纖接入網的性能不斷提高,價格不斷下降,而銅纜的價格在不斷上漲。 4、光纖接入網提供數字業務,有完善的監控和管理系統,能適應將來寬帶綜合業務數字網(B-ISDN)的需要,打破“瓶頸”,使信息 高速公路暢通無阻。
光纖接入網的拓撲結構是其基礎技術之一,拓撲結構就是網絡節點的位置和相互連接的幾何布局,具體的拓撲結構分為總線形結構、單星形結構、有源雙星結構、無源雙星形結構、環形結構。 目前的光纖接入網主要有三種拓撲結構,單星形、有源雙星形和無源雙星形。單星形拓撲結構中所需要的專用光纖和器件的價格很貴,然而這種結構簡單,可靠性高,容易維護。由于每個用戶都有一套專用設備,因此安全性好,并便于向將來的寬帶業務升級。有源雙星形結構中有很多用戶共用一根饋線光纖,因而減少了光纖用量,但每一用戶都需要遠端有源節點和用戶間的專用光纖和光電器件,這使成本有所增加,遠端有源節點把每一用戶的通信信道分割開,因此,用戶之間的通信安全和保密性好。但將來要向寬帶業務升級,就必須重新更換有源設備,或采用波分復用技術,以實現寬帶傳輸。無源雙星結構可減少光纖用量和收發器件的用量。由于中心局與用戶之間僅有無源分路器,沒有有源器件,因而提高了可靠性。在無源雙星的下行方向上,信號是廣播式的,全部信號都送到每一個用戶,為了保證安全,要適當對下行信號采取加密措施,使得各用戶只能取出屬于自己的那一部分信息 。如需向寬帶業務升級,只需改進中心局和用戶兩端的設備,無源分路器則不必改變。從目前的試驗情況看,無源雙星拓撲結構是一種較理想的低成本光纖接入網結構。 光纖接入網的發展前景 “接入網”的概念是近幾年才提出來的,電信 網經過多年的發展,所采用的技術和提供的業務等各方面都發生了巨大變化,傳統的用戶環路和無源光網絡等新技術的引入,既增加了用戶環路的功能和能力,也使之變得更加復雜,于是,“接入網”的概念便應運而生。1995年7月ITU-T通過了關于接入網的新建議,給接入網下了明確的定義。 目前,發達國家的大城市商業區正在逐步實現將光纖敷設到大樓,并要盡早實現光纖到辦公室、光纖到桌面,新開發區的新建線路直接采用光纖,已實現光纖到路邊。而在城市住宅區和鄉村,銅線電纜還要持續使用很長一段時間,但“光纖到家”是接入網發展的最終目標。一般來說,實現“光纖到家”的成本很高,一般國家都是先發展光纖到用戶附近的路邊(FTTC)和光纖到大樓(FTTB),然后再向光纖到家(FTTH)過渡。目前,發達國家中只有日本根據自己的條件,最先提出在2015年實現光纖到家庭的目標。 現在,影響光纖接入網發展的主要原因不是技術,而是成本,直至目前,光纖接入網的成本仍然太高。對于商業用戶來說,現在采用光纖與銅線接入網的成本很接近,因此,現在新建的商業大樓都是直接采用光纖到大樓,對于重要部門則采用光纖到樓層或光纖到辦公室。而對一般住宅用戶來說,采用光纖的成本比銅線要高一些,因此,光纖到家現在仍處于試驗階段。預計到2003年左右,光纖的成本將大大地低于銅線,而且光纖的通信質量和傳輸容量大大地超過了銅錢,屆時,光纖接入網與現有銅線接入網相比,價格將大大降低,人們將大量采用光纖接入網,普及FTTC,甚至直接將光纖引入家庭。 無論是對于建設國家信息基礎結構,還是對于實現寬帶綜合業務數字網,能把電信 網、計算機網、有線電視網等各種網絡和語言、數字、圖片、視像等各類信息 綜合在一起的寬帶接入網技術都已成為未來通信網發展的關鍵,是今后一段時期內國際通信技術研究、開發和建設的熱點。接入網的技術發展水平從某種意義上來說,代表著國家通信技術現代化的水平。 采用光纖接入網是光纖通信發展的必然趨勢,盡管目前各國發展光纖接入網的步驟各不相同,但光纖到家庭是公認的接入網的發展目標。我國在“八五”計劃期間,初步建成了光纖干線網,“九五”期間,在進一步完善光纖干線傳輸網的同時,也加緊改造和建設接入網。目前,全國已敷設光纜的總長度已超過100萬公里。 應用看臺 隨著我國通信市場 競爭格局的基本形成和我國已加入WTO,國外電信 巨頭的介入,以及我國寬帶網絡通道狹窄難以適應寬帶業務急速增長的需求現狀,我國必將迎來寬帶網絡建設和已建網絡改造的新的發展階段。中國聯通 計劃新建3.9萬Km光纜干線;中國電信已與ALCATEL公司簽訂新建總長5500公里的沈大滬和西渝成DWDM寬帶光纖網協議;中國長城集團還計劃在3年內投資50億元建設具有社區網、城域網、全國網三層結構,并可為500萬用戶服務的寬帶光纖網絡。這些工程的建設從不同層面反映了我國電信 運營企業已在順應形勢,創建網絡平臺的競爭中邁出新的步伐。在構建我國光纖接入網以及互聯網 傳輸平臺的大潮中,我國光纖光纜產業將面臨新的發展機遇和光明的市場 前景。 我國由于地域和經濟發展狀況的差異,寬帶接入網的市場 需求和建設運營現狀很不平衡。有的地區尚未提上議事日程,開始建設的地區其接入網的網絡結構也各不相同。作為過渡方式,采取光纜和電纜混合組網的方式也不失為是一種經濟實用的形式,但采用WDM的無源光纖網連接到辦公室和家庭是今后最有前途的方案。當然,光器件的價格等因素會影響這種方式的進程。接入網干線光纜可采用與城域網用光纜結構相近的光纜,支線光纜以主要采用小芯數干式軟光纜為宜,光纖可主要用多模光纖或G.652常規單模光纖。 從全球來看,發達國家的電信公司正在大量建設和運營DWDM寬帶網系統。歐州和美國電信公司近年來建設DWDM系統,其投入和建設規模之大是前所未有的。許多跨國電信 公司不惜巨資爭相進行全球寬帶光網絡建設,是為了建立高速率大容量的IP網絡系統,以便爭取得到全球IP業務盡可能多的市場份額。據Ovum公司預測全球建設DWDM的市場收入將從1998年的12億美元增長到2005年的87億美元。另據KMI公司依照1999年世界光纖市場需求量為6700Km,按10%-15%的復合年增長率測算,到2004年全球光纖市場 需求將超過1億Km。